Курс лекций ТСП. Курс лекций по дисциплине сд 09. 02 Технология строительных процессов
 Скачать 4.14 Mb.
|
|
Лекция 20. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ 1. Виды теплоизоляции Теплоизоляция различных ограждающих конструкций предназначена для обеспечения заданных тепловых режимов зданий, сооружений, установок, трубопроводов. Тепловые режимы могут иметь разное назначение:
Различают два способа выполнения теплоизоляции: 1) в заводских условиях (теплоизоляционный слой в стеновых панелях, плитах покрытия, панелях типа «сэндвич»); 2) непосредственно на строительной площадке. Для первого вида изоляции характерными являются жесткость, прочность и относительно высокая (до 1200 кг/м3) плотность. Для изоляции, выполняемой в условиях строительной площадки, основными ее качествами должны быть гибкость, пластичность и относительно низкая плотность —до 600 кг/м3. Ужесточение требований по строительной теплотехнике, по повышению теплозащитных свойств строящихся и уже построенных зданий требуют кардинальных решений по резкому повышению сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Утеплить наружные стены, повысить их теплоизоляционные свойства можно несколькими способами: утеплить их снаружи, заложить теплоизоляцию в толщу стены, разместить теплоизоляцию с внутренней стороны конструкции или возводить ограждающие конструкции из теплоизоляционно-конструкционных материалов, таких как пено- или газобетон. Достоинством утепления стен путем введения в конструкцию теплоизоляционного слоя удобно при изготовлении ограждающей конструкции в заводских условиях. Недостатком такого решения может быть конденсат на внутренних поверхностях конструкций, необходимость устройства пароизоляции. Системой утепления снаружи и одновременно изнутри является появившаяся в последние годы технология возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций с помощью несъемной опалубки из пенополистирола. При данной системе в опалубку из пенополистирольных панелей устанавливают арматуру и укладывают бетон, затем на внутреннюю и внешнюю поверхности наносят защитные или отделочные покрытия, с наружной стороны конструкция может быть облицована кирпичом. При утеплении существующих стен снаружи улучшаются тепловой и влажностный режимы, снижение температурных нагрузок уменьшает вероятность образования трещин в стенах здания, сохраняет их прочность и несущую способность. При производстве работ не требуется выселение жильцов. К недостаткам наружного утепления можно отнести необходимость сплошного утепления стен, включая откосы и сезонность выполнения этих работ. По одной из схем теплоизоляция представляет собой многослойную конструкцию, прикрепляемую к стене и состоящую из теплоизоляционного слоя (минеральной ваты, пенополистирола и др.), на которую наносится штукатурно-декоративное покрытие. По другой схеме теплоизоляция также с помощью дюбелей крепится к стене, а затем на некотором расстоянии от нее на кронштейнах крепят направляющие из легких сплавов, на которых крепится керамическая плитка или другие отделочные материалы. Достоинство таких фальшстен — отсутствие конденсации, отражение и смягчение термических шоков, улучшенная звукоизоляция. В случае механических или иных повреждений покрытия не требуется разбирать всю конструкцию, достаточно заменить поврежденные фрагменты. Теплоизоляция, выполненная в построечных условиях, обычно состоит из основного теплоизоляционного слоя, наружного защитного слоя и креплений. В зависимости от места устройства, назначения, конструктивных особенностей, требуемых теплотехнических качеств теплоизоляцию подразделяют на несколько типов. Теплоизоляцию выполняют из минеральных (асбест и изделия на его основе; искусственные пористые материалы и изделия на их основе, пено- и газобетоны и т.п.), органических (торф и материалы на его основе, камышит, фибролит, арболит, пенополистирол, пенополиуретан и т.п.) и комбинированных материалов (минераловатные плиты на основе битумных и синтетических вяжущих, полимербетоны на пористых заполнителях и т.п.). В последнее время нашли широкое применение материалы, производимые методом вспенивания: латекс, пенополиуретан, поливинилхлорид, пенополиэтилен и др. Перспективны изоляционные материалы нового поколения алвеолит и арвиолен, которые производятся на основе полиолефиновой пены и сочетают в себе свойства тепло-, гидро-, звукоизоляции, высокие, прочностные и термические характеристики. Кроме этого свойства данных материалов позволяют подвергать их резанию, штамповке, вакуумному формованию и прессованию, соединению с другими материалами. Алвеолит и алвеолен имеют высокую стойкость к неблагоприятным атмосферным воздействиям         благоприятным атмосферным воздействиям, к ультрафиолетовому излучению, химическим воздействиям. Материалы изготовляют без вредных добавок, они экологически чисты, не имеют запаха, не выделяют вредных веществ при нагревании и горении: материалы мало подвергаются старению и гниению, их свойства не меняются со временем. У материалов эстетичный внешний вид, они имеют широкую цветовую гамму. Рабочая температура от -80 до +130 °С. Для обеспечения одинакового сопротивления теплопередаче необходимая толщина материалов составляет: плиты минераловатные— 77 мм, газопенобетон — 348 мм, пенополистирол — 46 мм, кладка из керамического кирпича в 2,5 кирпича — 672 мм и алвеолит и алвеолен — 3 мм.Алвеолит и алвеолен находят широкое применение в качестве утеплителя, появляется возможность значительно уменьшить толщину конструкций, так 1 мм этих материалов заменяет 26 мм минераловатного утеплителя и 16 мм пенопласта. В зависимости от положения изолируемых поверхностей в пространстве строительные теплоизоляции бывают горизонтальные, наклонные и вертикальные, а по методам устройства — засыпные, мастичные, литые, обволакивающие, комбинированные и сборно-блочные. 2. Засыпная теплоизоляция Засыпную изоляцию устраивают по горячим и холодным поверхностям. Для засыпки используют волокнистые, порошкообразные и зернистые материалы — минеральную и стеклянную вату, пенопласт, перлитовый песок, пемзу, шлаки, золы. Вспученный перлитовый песок применяют для теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей от - 200 до 875°С, для теплоизоляции конструкций сложной формы в качестве засыпки в специально устанавливаемый кожух. Песок мелкой фракции используют на горячих поверхностях, песок средний и крупный применяют на поверхностях с отрицательными температурами. Для исключения осадки материала в период эксплуатации конструкция не должна подвергаться вибрации. Вермикулит вспученный представляет собой сыпучий, зернистый материал чешуйчатого строения. Этот негорючий материал транспортируют и хранят в бумажных мешках в условиях, исключающих его увлажнение, загрязнение и уплотнение. Его применяют в качестве теплоизоляционной засыпки при температуре изолируемых поверхностей от - 260 до +1100°С и до +900 °С при изоляции вибрирующих поверхностей. На горизонтальную поверхность средствами механизации подают, укладывают и разравнивают засыпку ровным слоем заданной толщины с необходимым уплотнением до достижения проектной плотности. Выполненная теплоизоляция должна быть изолирована от внешних воздействий атмосферных осадков, выдувания, каких-либо механических разрушений и деформаций. Если главным внешним фактором являются атмосферные осадки, то по теплоизоляции расстилают рулонный гидроизоляционный ковер, сверху которого устраивают прочную цементно-песчаную или асфальтовую стяжку. Если вышерасположенными конструкциями теплоизоляция изолирована от атмосферных воздействий, то поверх ее достаточно выполнить защитное покрытие — слой цементно-песчаной или асфальтовой стяжки. Часто, особенно при устройстве кровельного покрытия, по выполненной засыпной теплоизоляции устраивают защитную стяжку из тех же материалов, сверху наклеивается многослойную рулонную кровлю. При устройстве засыпной гидроизоляции по вертикальным поверхностям необходимо предусмотреть мероприятия, гарантирующие жесткость конструктивного решения теплоизоляции и фиксацию засыпных материалов по всей высоте изолируемой конструкции. В изолируемой вертикальной поверхности закрепляют металлические шпильки диаметром 3 мм и длиной, соответствующей толщине изоляции, с расположением шпилек в шахматном порядке с шагом до 350 мм. По шпилькам натягивают металлическую сетку с ячейками 15x15 мм. Затем в пространство между изолируемой поверхностью и сеткой засыпают утеплитель послойно снизу вверх на всю ширину изоляции, каждый слой уплотняют. После выполнения теплоизоляции по металлической сетке устраивают слой цементно-песчаной штукатурки толщиной 20 мм, при высыхании которого сверху наклеивают слой ткани и окрашивают. Наносить слой цементно-песчаной штукатурки предпочтительно не вручную, а средствами торкретирования, при необходимости по теплоизоляции устраивают гидроизоляционный слой. Засыпную теплоизоляцию отличает простота устройства, малая трудоемкость и низкая стоимость. Основные недостатки — малая механическая прочность теплоизоляции, малая сопротивляемость вибрации, оседание изоляции со временем и оголение верхних слоев. 3. Мастичная теплоизоляция Данный тип теплоизоляции обычно используют при изоляции трубопроводов с горячими и холодными поверхностями. Для получения качественной изоляции необходимо, чтобы во время производства изоляционных работ изолируемые поверхности имели свою рабочую температуру, так как возможный перепад температур на поверхности может сказаться на качестве теплоизоляции. Асбозурит — порошкообразный материал, состоящий из диатомита и асбеста мягких марок. Используют в виде мастики при затворении водой. Применяют как подмазку и для оштукатуривания небольших сложных поверхностей. В порядке исключения асбозурит назначают в качестве основного слоя в мастичной и засыпной изоляции. Относится к негорючим материалам, предельная температура применения асбозурита 900 °С. Поропласты изготовляют на основе фенолформальдегидной смолы. Применяют в строительных конструкциях в качестве теплоизоляции и как основной слой мастичной теплоизоляции трубопроводов тепловых сетей подземных прокладок. Предельная температура применения материала от-60 до +150 °С. Освоен выпуск труб с нанесенной в заводских условиях теплоизоляцией из фенольного поропласта для бесканальной прокладки тепловых сетей. Мастичную теплоизоляцию выполняют из мастик на основе асбестовых волокон, полимерных материалов, жидкого стекла и т.п. На горизонтальные поверхности мастику наносят полосами без дополнительных креплений, на вертикальные поверхности — только по металлической сетке; крепление сетки к изолируемой поверхности аналогично применяемой для засыпной изоляции. 4. Литая теплоизоляция Литая теплоизоляция предназначена для промышленных печей, холодильников и ее осуществляют обычно из пенобетонной ячеистой массы. Специальную пеномассу и цементный раствор перемешивают в смесителе, полученную готовую массу (пенобетон или газобетон) укладывают при горизонтальных поверхностях в опалубку слоями на высоту до 25 см сразу на всю изолируемую поверхность, послойно уплотняют, наружную поверхность изоляции тщательно разглаживают и разравнивают. На выполненное изоляционное покрытие сверху укладывают рогожу, маты, другие материалы, регулярно поливают водой для обеспечения нормальных условий набора прочности. При вертикальных изолируемых поверхностях пенобетон наносят методом торкретирования по металлической сетке, которая крепится к изолируемой поверхности. Бетонирование производят полосами высотой до 1 м, что исключает оседание бетонной массы и препятствует ее вспучиванию. Последующие полосы бетонирования по вертикали выполняют только по завершении процесса схватывания бетона предыдущих полос. Монолитность изоляции, высокая механическая прочность, пористость — основные достоинства литой изоляции. Как недостатки можно отметить сравнительно высокую плотность, значительный расход цемента, продолжительность процесса устройства и выдержки изоляции, необходимость защиты самой изоляции от влаги. 5. Обволакивающая теплоизоляция Для данного типа изоляции характерно применение гибких материалов и изделий, а именно минерального войлока, алюминиевой фольги и подобных им материалов.      Изоляция трубопроводов плитами из минеральной ваты на синтетическом вяжущем разрешена в пределах температур от - 60 до +400 °С. Состав процессов включает укладку минераловатных плит на подвесках или проволочных стяжках, крепление плит бандажными кольцами и заделку швов. Плиты монтируют в один, два и три слоя с перекрытием швов. Каждый слой плит закрепляют бандажными кольцами с шагом 450...500 мм. Комбинированную изоляцию выпускают в виде рулонов. Она включает в себя алюминиевую фольгу с наклеенным на нее минеральным войлоком. Достоинство изоляции в том, что она практически не требует дополнительных креплений, благодаря фольге гарантируется толщина защитного слоя в любом месте сечения, имеется возможность наносить изоляцию в несколько слоев. Достоинство обволакивающей и комбинированной изоляций состоит в возможности производить работы при любых погодных условиях, но желательно под навесом. 6. Сборно-блочная теплоизоляция Сборно-блочная теплоизоляция состоит из отдельных элементов заводского изготовления — плит, плиток, скорлуп, сегментов. Тепловая изоляция конструкций (стен, перекрытий) и трубопроводов состоит из теплоизоляционного, пароизоляционного (для поверхностей с отрицательными температурами) и покровного слоев, а также армирующих и крепежных деталей. В качестве теплоизоляции широко применяют минеральную вату. Это связано с высокими теплоизоляционными показателями материала и изделий из него, недефицитность, низкая стоимость сырья, широкая гамма выпускаемых промышленностью изделий — плит, пакетов, прошивных матов, полуцилиндров, изделий с гофрированной структурой и др. Пакеты минераловатные прошивные (рис. 20.5) состоят из слоя уплотненной минеральной ваты равномерной толщины и завернутые
Широкое применение в строительстве получили теплоизоляционные пластмассы — вспененные полимерные материалы, обладающие малой плотностью и высокими теплоизоляционными свойствами. Их изготовляют из синтетических полимеров (полистирольных, фенолоформальдегидных, мочевиноформальдегидных, поливинилхлорвиниловых). Легкость и пористость (до 95%) достигается введением в жидкую полимерную композицию газообразного вещества. Пластмассы применяют в виде плит и пенопластов для изоляции плоских поверхностей и поверхностей с большим радиусом кривизны. Материалы из пластмассы являются эффективным утеплителем для строительных ограждающих конструкций и для изоляции холодильников. Изоляция поверхностей минераловатными и стекловолокнистыми матами и плитами в качестве основных включает следующие процессы: установку изделий на штырях или проволочных стяжках; загибание штырей или перевязку стяжек; заделку швов отходами; сшивку стыков и дополнительное крепление матов струнами, кольцами и бандажами. При монтаже изделия должны быть плотно подогнаны друг к другу, что обеспечивается креплением изоляционных элементов штырями, на которые они накалываются (рис. 6.6). Штыри загибают вровень с наружной поверхностью изоляции. Места неплотного соприкосновения теплоизоляционных плит между собой должны быть заделаны обрезками и отходами. У плит и матов, имеющих защитные оболочки, швы должны быть прошиты проволокой. Изоляция к поверхности может также крепиться проволочными стяжками (рис. 6.7). Расстояние между крепежными штырями и проволочными стяжками зависит от характера изолируемой поверхности. При температуре изолируемой поверхности до +300°С штыри располагаются на расстоянии 500 мм друг от друга, при температуре выше +300 °С - через 250 мм. Изоляция вертикальных стальных резервуаров панельными полносборными конструкциями выполняется последовательно. Сначала на цилиндрические стенки резервуара устанавливают панели из алюминиевого листа, на внутренней стороне которых укреплен утеплитель (минераловатный прошивной мат с металлической сеткой). Установку панелей начинают вертикальными рядами снизу вверх (рис. 6.8, 6.9). С каждой стоянки монтажного механизма осуществляется установка панелей на всю высоту в 2...4 смежных вертикальных рядах; работу выполняют с использованием механизированных средств подмащивания и подъема.
Кровли резервуара изолируют прошивными минераловатными матами с последующим покрытием их листовым алюминием или оцинкованной сталью слоем 0,8... 1 мм. Монтаж теплоизоляционных конструкций крыши начинает от края к центру и выполняют полностью законченными секторами. Теплоизоляция конструкций, подвергаемых вибрации и ударным воздействиям, не должна выполняться из минераловатных и засыпных материалов. В отдельных цехах и помещениях не должно происходить загрязнения окружающего воздуха от применяемых теплоизоляционных материалов. Использование изделий из минеральной ваты или стекловолокна допускается только при ограждении их со всех сторон кремнеземистой или стеклянной тканью под металлическим покровным слоем Изоляцию строительных конструкций холодильников выполняют при наличии кровли или надежного укрытия, чтобы исключить возможность увлажнения изоляции атмосферными осадками. Тепловую изоляцию ограждающих поверхностей выполняют преимущественно минераловатными плитами на битумном вяжущем и пенополистирольными плитами, которые устанавливаются по месту. Нашли применение и сборные панели из этих материалов (рис. 20.6 -6.11). Промышленностью выпускаются полуцилиндры пенополистиролъные, предназначенные для изоляции трубопроводов диаметром 25...219 мм с температурой изолируемой поверхности от - 190 до +80 °С. Размеры изделий, мм: длина 1000, толщина 30...85 (с интервалом в 5 мм). Изоляцию трубопроводов полуцилиндрами и цилиндрами из минеральной ваты выполняют на синтетическом вяжущем (рис.20.7. 6.11). Полуцилиндры и цилиндры устанавливают с подгонкой по месту с заделкой швов и закрепляют бандажами. Бандажи применяют из стальной ленты или проволоки. Изделия закрепляют на трубопроводе на синтетическом вяжущем со смещением поперечных швов. Для канальной прокладки трубопроводов защитные покрытия выполняют из стеклопластика или поропласта. Теплоизоляционный слой на трубопроводы наносится в заводских условиях (рис. 20.8). На горизонтальные поверхности теплоизоляцию из плит, панелей и блоков укладывают насухо с заделкой швов, на вертикальных поверхностях изоляцию выполняют в виде кладки стен с перевязкой на цементно-песчаном растворе. Специфические особенности технологии устройства теплоизоляции должны быть оговорены в проекте. Скорлупы и сегменты используют при теплоизоляции трубопроводов. Их укладывают насухо на изолируемую поверхность, плотно пригоняют друг к другу. Наружные швы при необходимости заливают мастикой, а сегменты с двух сторон закрепляют проволочными кольцами или бандажами из полосового железа или алюминия. Для ускорения работ на трубопровод первоначально надевают резиновое монтажное кольцо, под которое
Рис. 20.11. Изоляция труб полуцилиндрами (а) и сегментами (б): 1- полуцилиндр (сегмент); 2- бандажная металлическая лента; 3- натяжной ключ; 4 -пряжка; 5- трубопровод; 6- резиновый шнур; 7- бандажи (кольца) из проволоки просовывают сегменты. По мере сборки изоляцию стягивают проволочными кольцами, а монтажное кольцо перемещают в новое положение (рис. 20.11). По готовой изоляции устраивают слой защитной штукатурки или покрывают слоем алюминиевой фольги. Устройство теплоизоляции в зимних условиях. Теплоизоляцию зимой выполняют в условиях, исключающих увлажнение изолируемой поверхности и теплоизоляционного материала, производство работ при дожде или снегопаде должно быть исключено. Теплоизоляцию наносят на поверхность, очищенную от снега и наледи, хорошо подготовленную и покрытую гидроизоляцией. Мастичную и литую теплоизоляцию наносят только на отогретую поверхность, выполняют в тепляках при температуре не ниже 5°С. Для устройства обволакивающей и штучной гидроизоляции требуется наличие поверхности с положительной температурой и отсутствие осадков. Не рекомендуется производить работы при температурах ниже - 20 °С. 7. Контроль качества теплоизоляционных работ Одним из основных назначений тепловой изоляции является сокращение тепловых потерь и тем самым обеспечение экономии расходования топлива. Тепловые потери зависят от качества монтажа теплоизоляции на конструкции, т.е. от того, насколько тщательно и технически грамотно она выполнена. К излишним теплопотерям приводят в первую очередь нарушения технических условий монтажа теплоизоляции. В минераловатных и других волокнистых строительных материалах на величину тепловых потерь влияет плотность укладки материалов. При слабом уплотнении материала в период эксплуатации происходит его усадка и расход топлива в этом случае может значительно возрасти. Но и излишнее уплотнение материала в процессе производства работ или при неправильном хранении его на складе также увеличивает его теплопроводность. Повышение качества выполнения изоляционных работ может привести к значительной экономии топлива. Для этого уже при проектировании должны предусматриваться индустриальные материалы с высокими теплотехническими характеристиками и прогрессивные способы выполнения работ. Необходимо также обеспечить своевременную и качественную готовность поверхностей под монтаж изоляции. Важно создать безопасные условия для проведения работ, позволяющие рабочим сосредоточиться на качестве монтажа теплоизоляции. Первостепенное влияние на качество смонтированной изоляции оказывают технические показатели используемых материалов. Поэтому необходимо проводить систематическую контрольную проверку изоляционных материалов и изделий, поступающих на строительную площадку, обеспечить их надлежащее складирование и защиту от воздействия окружающей среды. На каждом рабочем участке должна быть отработана система контроля, обеспечивающая высокий уровень качества выполняемых работ:
• качество и надежность средств подмащивания. |
