7.Теплотехнические характеристики строительных материалов и конструкций.

Плотность строительных материалов, кг/м3 — отношение массы строительного материала (P, кг) к его объему (V, м3):Плотность строительных материалов колеблется в очень широких пределах, от 25-30 кг/м3 у материалов из пористых пластмасс (пенополистирол, пенополиуретан) до 2800-3000 кг/м3 у гранита и мрамора.

Теплопроводность строительных материалов характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, Вт/м· °С.

Коэффициент теплопроводности – величина, которая измеряется количеством тепла, проходящим через м2 ограждения в течение часа при разности температур на его поверхностях в 1°С

Q – количество тепла, τв, τн – температуры внутреннего и наружного воздуха соответственно, F – площадь ограждения, z – время, δ – толщина ограждения, λ – коэффициент теплопроводности

Сопротивление теплопередаче численно равно разности температур на противоположных поверхностях, при которой через каждый м2 ограждения в течение часа проходит тепловой поток, равный 1 Вт

R0=Rв+Rн+Rк

Rв – сопротивление при переходе тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения

Rн – сопротивление при переходе тепла от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху

Rк – сопротивление при переходе тепла через толщу самого ограждения

8.Архитектура и градостроительство в суровом климате. Энергоэффективные здания. Система энергосбережения в условиях сурового севера: 1.Планировочное решение, снижающее тепловыделение от зданий 2.Эффективная теплоизоляция стен, крыш, полов, тепловых сетей 3.Снижение теплопотерь через окна, рекуперация «отходов» тепла, использование энергосберегающей техники и освещение

4.Постоянный контроль потребления всех видов энергии .

Энергоэффективные здания характеризуется низким удельным теплопотреблением. Это достигается применением современных строительных технологий, качественных строительных материалов и утепления, а также эффективными системами энергообеспечения и вентиляции. Также важен учет факторов — ориентация дома по сторонам света, учет розы ветров или возможностей разместить установку, работающую на ВИЭ

Среди энергоэффективных домов выделяют так называемые:

пассивные дома, у которых в разы ниже удельное потребление тепла по сравнению с обычными современными зданиями,

активные дома, которые кроме малого удельного потребления тепла имеют еще и встроенные источники энергии (как правило, используются установки на ВИЭ: тепловые насосы, ветряки, солнечные батареи), а также

здания с нулевым потреблением, которым при малом энергопотреблении достаточно собственных источников энергии, что делает необязательными сети и подключение к инфраструктуре.

9.Расчет сопротивления теплопередаче однородных и неоднородных в теплотехническом отношении ограждающих конструкций.

Сопротивление теплопередаче численно равно разности температур на противоположных поверхностях, при которой через каждый м2 ограждения в течение часа проходит тепловой поток, равный 1 Вт

R0=Rв+Rн+Rк

Rв – сопротивление при переходе тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения 1/ αв

Rн – сопротивление при переходе тепла от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху1/ αв

Rк – сопротивление при переходе тепла через толщу самого ограждения δ/ λ (однородный слой многослойной конструкции, однослойная ограждающая конструкция)

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий :: SYL.ru

Теплотехнический расчет позволяет определить минимальную толщину ограждающих конструкций для того, чтобы не было случаев перегрева или промерзания в процессе эксплуатации строения.

Ограждающие конструктивные элементы отапливаемых общественных и жилых зданий, за исключением требований устойчивости и прочности, долговечности и огнестойкости, экономичности и архитектурного оформления, должны отвечать в первую очередь теплотехническим нормам. Выбирают ограждающие элементы в зависимости от конструктивного решения, климатологических характеристик района застройки, физических свойств, влажно-температурного режима в здании, а также в соответствии с требованиями сопротивления теплопередаче, воздухонипроницанию и паропроницанию.

В чем смысл расчета?

1. Если во время расчета стоимости будущего строения учитывать лишь прочностные характеристики, то, естественно, стоимость будет меньше. Однако это видимая экономия: впоследствии на обогрев помещения уйдет значительно больше средств.
2. Грамотно подобранные материалы создадут в помещении оптимальный микроклимат.
3. При планировке системы отопления также необходим теплотехнический расчет. Чтобы система была рентабельной и эффективной, необходимо иметь понятие о реальных возможностях здания.

Теплотехнические требования

Важно, чтобы наружные конструкции соответствовали следующим теплотехническим требованиям:

• Имели достаточные теплозащитные свойства. Другими словами, нельзя допускать в летнее время перегрева помещений, а зимой – излишних потерь тепла.
• Разность температур воздуха внутренних элементов ограждений и помещений не должна быть выше нормативного значения. В противном случае может произойти чрезмерное охлаждение тела человека излучением тепла на данные поверхности и конденсация влаги внутреннего воздушного потока на ограждающих конструкциях.
• В случае изменения теплового потока температурные колебания внутри помещения должны быть минимальные. Данное свойство называется теплоустойчивостью.
• Важно, чтобы воздухонепроницаемость ограждений не вызывала сильного охлаждения помещений и не ухудшала теплозащитные свойства конструкций.
• Ограждения должны иметь нормальный влажностный режим. Так как переувлажнение ограждений увеличивает потери тепла, вызывает в помещении сырость, уменьшает долговечность конструкций.

Чтобы конструкции соответствовали вышеперечисленным требованиям, выполняют теплотехнический расчет, а также рассчитывают теплоустойчивость, паропроницаемость, воздухопроницаемость и влагопередачу по требованиям нормативной документации.

Теплотехнические качества

От теплотехнических характеристик наружных конструктивных элементов строений зависит:

• Влажностный режим элементов конструкции.
• Температура внутренних конструкций, которая обеспечивает отсутствие на них конденсата.
• Постоянная влажность и температура в помещениях, как в холодное, так и в теплое время года.
• Количество тепла, которое теряется зданием в зимний период времени.

Итак, исходя из всего перечисленного выше, теплотехнический расчет конструкций считается немаловажным этапом в процессе проектирования зданий и сооружений, как гражданских, так и промышленных. Проектирование начинается с выбора конструкций – их толщины и последовательности слоев.

Задачи теплотехнического расчета

Итак, теплотехнический расчет ограждающих конструктивных элементов осуществляется с целью:

1. Соответствия конструкций современным требованиям по тепловой защите зданий и сооружений.
2. Обеспечения во внутренних помещениях комфортного микроклимата.
3. Обеспечения оптимальной тепловой защиты ограждений.

Основные параметры для расчета

Чтобы определить расход тепла на отопление, а также произвести теплотехнический расчет здания, необходимо учесть множество параметров, зависящих от следующих характеристик:

• Назначение и тип здания.
• Географическое расположение строения.
• Ориентация стен по сторонам света.
• Размеры конструкций (объем, площадь, этажность).
• Тип и размеры окон и дверей.
• Характеристики отопительной системы.
• Количество людей, находящихся в здании одновременно.
• Материал стен, пола и перекрытия последнего этажа.
• Наличие системы горячего водоснабжения.
• Тип вентиляционных систем.
• Другие конструктивные особенности строения.

Теплотехнический расчет: программа

На сегодняшний день разработано множество программ, позволяющих произвести данный расчет. Как правило, расчет осуществляется на основании методики, изложенной в нормативно-технической документации.

Данные программы позволяют вычислить следующее:

• Термическое сопротивление.
• Потери тепла через конструкции (потолок, пол, дверные и оконные проемы, а также стены).
• Количество тепла, требуемого для нагрева инфильтрирующего воздуха.
• Подбор секционных (биметаллических, чугунных, алюминиевых) радиаторов.
• Подбор панельных стальных радиаторов.

Теплотехнический расчет: пример расчета для наружных стен

Для расчета необходимо определить следующие основные параметры:

• t_в = 20°C – это температура воздушного потока внутри здания, которая принимается для расчета ограждений по минимальным значениям наиболее оптимальной температуры соответствующего здания и сооружения. Принимается она в соответствии с ГОСТом 30494-96.

• По требованиям ГОСТа 30494-96 влажность в помещении должна составлять 60%, в результате в помещении будет обеспечен нормальный влажностный режим.
• В соответствии с приложением B СНиПа 23-02-2003, зона влажности сухая, значит, условия эксплуатации ограждений – A.
• t_н = -34 °C – это температура наружного воздушного потока в зимний период времени, которая принимается по СНиП исходя из максимально холодной пятидневки, имеющей обеспеченность 0,92.
• Z_от.пер = 220 суток – это длительность отопительного периода, которая принимается по СНиПу, при этом среднесуточная температура окружающей среды ≤ 8 °C.
• T_от.пер. = -5,9 °C – это температура окружающей среды (средняя) в отопительный период, которая принимается по СНиП, при суточной температуре окружающей среды ≤ 8 °C.

Исходные данные

В таком случае теплотехнический расчет стены будет производиться с целью определения оптимальной толщины панелей и теплоизоляционного материала для них. В качестве наружных стен будут использоваться сэндвич-панели (ТУ 5284-001-48263176-2003).

Комфортные условия

Рассмотрим, как выполняется теплотехнический расчет наружной стены. Для начала следует вычислить требуемое сопротивление теплопередачи, ориентируясь на комфортные и санитарно-гигиенические условия:

R₀^тр = (n × (t_в – t_н)) : (Δt^н × α_в), где

n = 1 – это коэффициент, который зависит от положения наружных конструктивных элементов по отношению к наружному воздуху. Его следует принимать по данным СНиПа 23-02-2003 из таблицы 6.

Δt^н = 4,5 °C – это нормируемый перепад температуры внутренней поверхности конструкции и внутреннего воздуха. Принимается по данным СНиПа из таблицы 5.

α_в = 8,7 Вт/м² °C – это теплопередача внутренних ограждающих конструкций. Данные берутся из таблицы 5, по СНиПу.

Подставляем данные в формулу и получаем:

R₀^тр = (1 × (20 – (-34)) : (4,5× 8,7) = 1,379 м² °C/Вт.

Условия энергосбережения

Выполняя теплотехнический расчет стены, исходя из условий энергосбережения, необходимо вычислить требуемое сопротивление теплопередачи конструкций. Оно определяется по ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °C) по следующей формуле:

ГСОП = (t_в – t_от.пер.) × Z_от.пер, где

t_в – это температура воздушного потока внутри здания, °C.

Z_от.пер. иt_от.пер. – это продолжительность (сут.) и температура (°C) периода, имеющего среднесуточную температуру воздуха ≤ 8 °C.

Таким образом:

ГСОП = (20 – (-5,9)) ×220 = 5698.

Исходя из условий энергосбережения, определяем R₀^тр методом интерполяции по СНиПу из таблицы 4:

R₀^тр = 2,4 + (3,0 – 2,4)×(5698 – 4000)) / (6000 – 4000)) = 2,909 (м²°C/Вт)

Далее, выполняя теплотехнический расчет наружной стены, следует вычислить сопротивление теплопередаче R₀:

R₀ = 1/ α_в + R₁ + 1/ α_н, где

R₁= d/l.

d – это толщина теплоизоляции, м.

l = 0,042 Вт/м°C – это теплопроводность минераловатной плиты.

α_н = 23 Вт/м²°C – это теплоотдача наружных конструктивных элементов, принимаемый по СНиПу.

R₀ = 1/8,7 + d/0,042+1/23 = 0,158 + d/0,042.

Толщина утеплителя

Толщина теплоизоляционного материала определяется исходя из того, что R₀ = R₀^тр, при этом R₀^тр берется при условиях энергосбережения, таким образом:

2,909 = 0,158 + d/0,042, откуда d = 0,116 м.

Подбираем марку сэндвич-панелей по каталогу с оптимальной толщиной теплоизоляционного материала: ДП 120, при этом общая толщина панели должна составлять 120 мм. Аналогичным образом производится теплотехнический расчет здания в целом.

Необходимость выполнения расчета

Запроектированные на основании теплотехнического расчета, выполненного грамотно, ограждающие конструкции позволяют сократить затраты на отопление, стоимость которого регулярно увеличиваются. К тому же сбережение тепла считается немаловажной экологической задачей, ведь это напрямую связано с уменьшением потребления топлива, что приводит к снижению воздействия негативных факторов на окружающую среду.

Кроме того, стоит помнить о том, что неправильно выполненная теплоизоляция способна привести к переувлажнению конструкций, что в результате приведет к образованию плесени на поверхности стен. Образование плесени, в свою очередь, приведет к порче внутренней отделки (отслаивание обоев и краски, разрушение штукатурного слоя). В особо запущенных случаях может понадобиться радикальное вмешательство.

Очень часто строительные компании в своей деятельности стремятся использовать современные технологии и материалы. Только специалисту под силу разобраться в необходимости применения того или иного материала, как отдельно, так и в совокупности с другими. Именно теплотехнический расчет поможет определиться с наиболее оптимальными решениями, которые обеспечат долговечность конструктивных элементов и минимальные финансовые затраты.

Теплотехнические характеристики слоёв конструкции

№ слоя	Слои, материалы (поз. в табл. СП [3])	Термическое сопротивление Ri = i/li, м2×°С/Вт	Тепловая инерция Di = Risi	Сопротивление паропроницанию Rvp,i = i/mi, м2×чПа/мг
—	Внутренний пограничный слой	1/8,7 = 0,11	—	—
1	Внутренняя штукатурка из цем.-песч. раствора (227)	0,02	0,24	0,22
2	Железобетон(255)	0,10	1,87	6,67
3	Плиты минераловатные (50)	3,33	0,11	0,5
4	Воздушная прослойка	0,14	0,00	0,00
5	Наружный экран – керамогранит	0,003	0,07	0,02 (1,25)*
—	Наружный пограничный слой	1/23 = 0,04
	Итого ()	3,76	4,65	8,64 (4,01)*

* – без учёта паропроницаемости швов экрана

• Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки принимается по таблице 7 СП [3].

• Принимаем коэффициент теплотехнической неоднородности конструкции r= 0,85, тогдаR_req/r= 3,19/0,85 = 3,75 м²×°С/Вт и требуемая толщина утеплителя

= 0,045(3,75 – 0,11 – 0,02 – 0,10 – 0,14 – 0,04) = 0,150 м.

• Принимаем толщину утеплителя ₃= 0,15 м = 150 мм (кратно 30 мм), и добавляем в табл. 4.2.

Выводы:

• По сопротивлению теплопередаче конструкция соответствует нормам, так как приведённое сопротивление теплопередаче R₀rвыше требуемого значенияR_req:

R₀r=3,760,85 = 3,19> R_req = 3,19 м²×°С/Вт.

4.6. Определение теплового и влажностного режима вентилируемой воздушной прослойки

Определение скорости движения и температуры воздуха в прослойке

• Чем длиннее (выше) прослойка, тем больше скорость движения воздуха и его расход, а, следовательно, и эффективность выноса влаги. С другой стороны, чем длиннее (выше) прослойка, тем больше вероятность недопустимого влагонакопления в утеплителе и на экране.

• Расстояние между входными и выходными вентиляционными отверстиями (высоту прослойки) принимаем равным

  Н= 12 м.

• Среднюю температуру воздуха в прослойке t₀предварительно принимаем как

t₀= 0,8t_ext= 0,8(-9,75) = -7,8°С.

м/с.

где – сумма местных аэродинамических сопротивлений течению воздуха на входе, на поворотах и на выходе из прослойки; в зависимости от конструктивного решения фасадной системы= 3…7; принимаем= 6.

• Площадь сечения прослойки условной шириной b= 1 м и принятой (в табл. 4.1) толщиной = 0,05 м:F=b= 0,05 м².

• Эквивалентный диаметр воздушной прослойки:

.

.

.

• Коэффициент теплоотдачи поверхности воздушной прослойки a₀предварительно принимаем по п. 9.1.2 СП [3]:a₀= 10,8 Вт/(м²×°С).

• Сопротивление теплопередаче и коэффициент теплопередачи внутренней части стены:

(м²×°С)/Вт,

K_int= 1/R_0,int= 1/3,67 = 0,273Вт/(м²×°С).

(м²×°С)/Вт,

K_ext = 1/R_0,ext = 1/0,14 = 7,470 Вт/(м²×°С).

0,35120 + 7,198(-8,9) = -64,72 Вт/м²,

0,351 + 7,198 =7,470 Вт/(м²×°С).

°С,

где с– удельная теплоёмкость воздуха,с= 1000 Дж/(кг×°С).

• Средняя температура воздуха в прослойке отличается от принятой ранее более чем на 5%, поэтому уточняем расчётные параметры.

• Скорость движения воздуха в прослойке:

м/с.

.

.

Вт/(м²×°С).

(м²×°С)/Вт,

K_int= 1/R_0,int= 1/3,86 = 0,259Вт/(м²×°С).

(м²×°С)/Вт,

K_ext= 1/R_0,ext= 1/0,36 = 2,777Вт/(м²×°С).

0,25920 + 2,777(-9,75) = -21,89 Вт/м²,

0,259 + 2,777 =3,036 Вт/(м²×°С).

°С

• Уточняем ещё несколько раз среднюю температуру воздуха в прослойке, пока значения на соседних итерациях не будут отличаться более, чем на 5% (табл. 4.6).

Таблица 4.6

Теплотехнические свойства строительных материалов

Теплотехнические свойства строительных материалов

Строительные материалы, используемые для ограждающих конструкций, должны быть не только прочными и долговечными, но и обладать надлежащими теплотехническими свойствами, например теплопроводностью, теплоемкостью, огнестойкостью, огнеупорностью, термической стойкостью.

Теплопроводность — способность материала передавать теплоту через свою толщу при наличии разности температур по обе стороны материала. Теплопроводность зависит от вида материала, пористости, характера пор, его влажности и плотности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Значение теплопроводности характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, равным количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 ч при разности температур на противоположных поверхностях образца в 1 °С, Вт/(м · °С):

где Q — количество проходящей теплоты, Дж; а — толщина слоя материала, м; А — площадь, через которую проходит тепловой поток, м ; t2 — t1 — разность температур по обеим сторонам слоя материала, °С; Z — время прохождения теплового потока, ч.

В строительной технике коэффициент теплопроводности является одной из главных характеристик стеновых и теплоизоляционных материалов. Ниже приводится теплопроводность некоторых теплоизоляционных материалов.

Теплопроводность некоторых теплоизоляционных материалов

Теплоемкость — способность материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты. Она характеризуется коэффициентом теплоемкости С, Дж/ (кг·°С):

где Q — количество теплоты, затраченной на нагревание материала от t1 до t2, Дж; m — масса материала, кг; t2 — t1 — разность температур до и после нагревания, °С.

Теплоемкость материалов необходимо учитывать при теплотехнических расчетах ограждающих конструкций, при расчете степени подогрева материалов для зимних бетонных и каменных работ, а также при проектировании печей.

Огнестойкость — способность материалов выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды. Пределом огнестойкости конструкции называется время (в часах) от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140 °С в среднем или на 180 °С в любой точке по сравнению с температурой до испытания. Предел огнестойкости кирпичной стены толщиной в один кирпич равен 5,5 ч; незащищенных стальных колонн — 0,25; балок, ферм, плит, панелей стен из железобетона — 0,5 ч.

По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы (бетон, кирпич, асбестовые материалы) под действием высокой температуры или огня не тлеют и не обугливаются; трудносгораемые материалы (например, арболит, фибролит, асфальтобетон) с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но происходит это только при наличии источника огня; сгораемые материалы (дерево, толь, пластмассы) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Огнеупорность — способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные (например, шамотные изделия) — выдерживающие действие температур от 1580 °С и выше, тугоплавкие (например, гжельский кирпич), выдерживающие температуру 1360 … 1580 °С, легкоплавкие (обыкновенный керамический кирпич), выдерживающие температуру ниже 1350 °С.

Термическая стойкость материала характеризуется максимальной величиной длительно действующей температуры, при которой конструкционные свойства материала сохраняются. Например, для древесины термическая стойкость равна 50 °С, обычного бетона — 200 … 250, полимербетона — 140 °С.

СП 230.1325800.2015 Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей / 230 1325800 2015

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК «Трансстрой»СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской област

Теплотехнические характеристики огнеупорных и теплоизоляционных материалов :: Огнеупорные материалы в металлургии

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Огнеупорность определяется как температура Т_огн, при которой происходит деформация стандартного образца в форме усеченной пирамиды при отсутствии механического и физико-химического воздействия. Огнеупорные изделия подразделяют на три группы: средней огнеупорности (огнеупорные) – Т_огн до 1770 °С; высокой огнеупорности (высокоогнеупорные) Т_огн от 1770 °С до 2000 °С, высшей огнеупорности – Т_огн – выше 2000 °С. Предельная рабочая температура службы огнеупоров в условиях эксплуатации T_max значительно ниже, чем Т_огн.

В таблице 1 приведены свойства наиболее широко используемых печных огнеупоров. Все огнеупоры характеризуются такими важными эксплуатационными показателями, как термостойкость, шлакоустойчивость, строительная прочность, изменение объема при нагреве, которые определяют их применение для строительства элементов печей.

Термостойкостью называют способность огнеупоров выдерживать циклическое изменение температур при нагреве и охлаждении, так называемые теплосмены. Термостойкость характеризуют числом теплосмен до потери 20% первоначальной массы огнеупора в результате образования трещин и скалывания.

Шлакоустойчивость характеризует способность огнеупора выдерживать воздействие жидкого шлака и металла, окалины, газов.

 

Динас содержит более 93% SiO₂ и относится к кремнеземистым, кислым огнеупорам. Обладает высокой строительной прочностью, высокой температурой начала деформации под нагрузкой и соответственно рабочей температурой службы 1650–1700 °С. Устойчив к воздействию кислых расплавов и газовых сред, но не выдерживает контакта с основными расплавами металлов и их оксидов. Термостойкость динаса по стандартной методике не превышает 1-2 водяных теплосмен. Однако, если колебания температуры происходят в области значений выше 300 °С и особенно выше 600 °С, то термостойкость динаса исключительно высока.

Динас широко применяют для изготовления высокотемпературной части насадки доменных воздухонагревателей и регенераторов нагревательных колодцев, которая не охлаждается ниже 600 °С, для кладки распорных сводов.

 

Таблица 1 – Свойства огнеупоров, наиболее широко используемых в печах

	Группа огнеупоров	Главные хим. компоненты в % (мас.)	Тогн, °С	Tmax, °С	Плотность – r, т/м3	Коэф. теплопроводности – l, Вт/(м×К) при 100 °С	Уд. теплоемкость – с, кДж/(кг×К) при 100 °С
1	Динасовые	SiO2>93	1690-1720	1650-1700	1,84-1,97	1,3	0,86
2	Шамотные	30<Al2O3<45	1580-1750	1200-1400	1,83-1,95	0,9	0,9
3	Муллитовые	62<Al2O3<72	1600-1800	1600-1650	2,34-2,52	1,2	0,86
4	Корундовые	Al2O3>90	1950-2000	1650-1800	2,89-3,12	2,1	0,83
5	Смолодоломитовые	50<MgO<85 10<CaO<45	1800-1900	1300-1400	2,7-2,8	3,4	0,96 при 1000°С
6	Периклазовые (магнезитовые)	MgO>85	2200-2400	1650-1700	2,6-2,8	4,5	1,08
7	Периклазохромитовые	MgO>60 5<Cr2O3<20	2000	1650-1700	2,95-3,04	2,5	1,0
8	Хромитопериклазовые	40<MgO<60 15<Cr2O3<35	1920-2000	1700	2,9-3,15	2,0	1,8 ¸ 1,15 (20-1000°С)
9	Цирконовые	ZrO2>50, SiO2>25	2000-2300	1900-2000	3,48-3,83	1,4	0,64
10	Карбидкремниевые	SiC>70	2000	1800-2000	2,35-2,54	9,3 при 1000°С	0,97

 

Шамот относится к алюмосиликатным огнеупорам, содержащим кроме SiO₂ до 45% Al₂O₃. Обладает более высокой термостойкостью (10-20 водяных теплосмен), но низкой шлакоустойчивостью. Наиболее широко применяется в печестроении при температурах до 1350 °С для строительства стен, сводов, не контактирующих с оксидами металлов, для низкотемпературной части регенеративной насадки. Не выдерживает истирающего действия при высоких температурах.

Муллит и корунд относятся к высокоглиноземистым алюмосиликатным огнеупорам. По мере увеличения содержания Al₂O₃ повышается их рабочая температура службы, прочность и постоянство объема при разогреве. Термостойкость превышает 150 водяных теплосмен. Применяются вместо шамота в условиях более высоких температур: муллит – до 1650 °С, корунд – до 1800 °С. Плавленые корундовые изделия обладают высокой шлакоустойчивостью и выдерживают давление и истирающее действие металла и шихты. Применяются в установках внепечной обработки стали, в монолитных подинах методических нагревательных печей, в качестве насадки шариковых регенераторов.

Периклаз (или магнезит) содержит не менее 85% MgO. Температура начала размягчения под нагрузкой значительно ниже огнеупорности. Максимальная рабочая температура 1700 °С. Термостойкость изделий невысока и составляет 1-2 водяных теплосмены.

Шлакоустойчивость по отношению. к основным расплавам – металлам и шлакам, богатым оксидами металлов и известью, исключительно высока. Поэтому магнезитовые кирпичи используются для кладки элементов печей черной и цветной металлургии, которые контактируют с расплавами металлов и основных шлаков. Магнезитовый порошок используют для заполнения швов при кладке подин плавильных печей.

Периклазохромитовые и хромитопериклазовые огнеупоры содержат в качестве основы MgO и хромит Cr₂O₃. Свойства этих огнеупоров существенно отличаются от периклазовых и зависят от соотношения хромита и магнезита. Максимальная термостойкость соответствует отношению Cr₂O₃:MgO = 30:70. Шлакоустойчивость выше при содержании хромита 20 %. В сводах сталеплавильных печей наибольшую стойкость имеют изделия с содержанием хромита 20-30 %. Они изнашиваются из-за образования трещин и сколов, к которым приводят термические напряжения, возникающие при колебании температуры в рабочем пространстве печи.

Смолодоломитовые безобжиговые огнеупоры содержат в качестве основы MgO и СаО, а также углерод в виде смоляной связки в количестве 2-4 %. Они применяются для футеровки конвертеров. Известь СаО взаимодействует с силикатами конвертерного шлака, благодаря чему на поверхности футеровки образуется гарниссаж, препятствующий проникновению шлака в футеровку.

Углеродистые огнеупоры изготавливаются из доступного сырья – графита, кокса – с высокой температурой плавления ³ 3500 °С. Они не смачиваются расплавами и поэтому устойчивы против них, имеют высокую термостойкость, но начинают окисляться в продуктах горения топлива при температуре ³ 600 °С. Поэтому их используют для службы в восстановительной среде: в электрических печах для производства ферросплавов, алюминия, свинца, в лещади доменных печей, в качестве припаса для разливки металлов, для изготовления электродов дуговых плавильных печей.

Карбидкремниевые огнеупоры содержат в качестве главного компонента SiC – карборунд. Они покрыты защитной плёнкой SiO₂, поэтому не окисляются как углеродистые. Имеют высокую прочность, износоустойчивость, термостойкость. Устойчивы против нейтральных и кислых расплавов, нестойки против основных. Применяются для изготовления трубок керамических рекуператоров, огнеупорных муфелей.

Неформованные огнеупоры применяют для изготовления монолитных футеровок из огнеупорного бетона и набивных масс. Огнеупорный бетон представляет собой смесь огнеупорного наполнителя (бой огнеупорных изделий) с размером частиц от 0,5 до 70 мм, вяжущего и добавок. В качестве вяжущего используют твердеющие в холодном состоянии огнеупорные цементы (глиноземистый, магнезиальный), жидкое стекло, фосфатные связки на основе ортофосфорной кислоты Н₃РО₄. Добавки могут регулировать скорость схватывания и твердения, улучшать пластические свойства, уменьшать усадку.

Широко распространены динасовые бетонные блоки и панели для стен нагревательных колодцев, глинистокварцитовые массы для набивной футеровки ковшей. Применяют монолитную футеровку стен и сводов нагревательных печей из жидкого (литого) бетона с креплением её к металлическому каркасу печи с помощью анкерных кирпичей, распределенных по площади стен и свода.

Защитные гарниссажи образуются на рабочей поверхности ограждения плавильных, шахтных и дуговых печей из спекающихся или расплавленных материалов при интенсивном охлаждении стен печи водой или воздухом. В плавильных печах цветной металлургии гарниссаж является эффективным средством защиты, а иногда и замены футеровки.

 

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для тепловой изоляции металлургических печей применяются три вида изделий: 1) легковесные пористые огнеупорные кирпичи: шамот-легковес, динас-легковес, диатомитовый и другие; 2) теплоизоляционные засыпки; 3) изделия в виде плит, ваты, войлока, картона, изготовленные на основе керамического волокна в смеси со связующим материалом, так называемые волокнистые огнеупоры. Волокнистые огнеупоры являются относительно новыми теплоизоляционными материалами.

Легковесные огнеупорные кирпичи обладают большой пористостью и поэтому меньшей плотностью и теплопроводностью, чем обычные огнеупорные кирпичи (табл. 2). Марка кирпича в табл. 2 расшифровывается так: Д – динас, Ш – шамот, Л – легковес, числа после тире означают плотность. Чем меньше плотность кирпича, тем лучше его теплоизоляционные свойства, но ниже максимальная рабочая температура.

По сравнению с обычными огнеупорами шамот-легковес и другие легковесы имеют более низкую прочность, шлакоустойчивость и термостойкость. Их можно применять не только для теплоизоляционного слоя футеровки, но и для рабочего слоя, в термических печах. Диатомитовый кирпич применяют только для наружного слоя тепловой изоляции стен и свода нагревательных печей.

 

Таблица 2 – Свойства легковесных огнеупорных изделий

 

№пп	Тип и марка изделия	Плотность – r, т/м3	Т мах, раб, °С	Коэф. теплопроводности – l, Вт/(м×К)	Уд. теплоемкость – с, кДж/(кг×К) в интервале 0‑1400 °С
1	Динас ДЛ-1,2	1,2	1500	0,58+0,38×10-3×t	1,19
2 3 4	Шамот ШЛ-1,3 ШЛ-0,9 ШЛ-0,4	1,3 0,9 0,4	1350 1200 1100	0,47+0,14×10-3×t 0,29+0,20×10-3×t 0,06+0,14×10-3×t	1,19 1,17 1,17
5	Диатомитовый кирпич	0,5	1000	0,15 (при t=350 °С)	1,0

 

В качестве засыпок используются, в основном, естественные теплоизоляционные материалы: диатомит, инфузорная земля, трепел и вермикулит. Первые три материала имеют состав SiO₂×nH₂O.

Диатомит – продукт разложения водорослей, имеет рыхлую землистую структуру. Применяют в виде порошка или изделий, изготовленных на глинистой связке: плотность изделий 500, 600 и 700 кг/м³, коэффициент теплопроводности соответственно равен 0,18, 0,21, 0,27 Вт/(м×К). Коэффициент теплопроводности засыпки из диатомита колеблется в пределах 0,12-0,16 Вт/(м×К). Предельная температура применения диатомитовых изделий 1000 °С, засыпки 900 °С.

Инфузорная земля является продуктом разложения животных организмов; применяют чаще в виде порошка.

Трепел – продукт выветривания горных пород, пористый материал с низкой теплопроводностью; применяют в виде порошка или изделий. По свойствам изделия из трепела близки к диатомитовым.

Вермикулит — это разновидность слюды, имеющая способность при нагреве значительно увеличивать свой объем. Используют вермикулит в виде засыпки или в виде плит. Применяется до температуры 700-900 °С. В обожженном виде носит название – зонолит. Предельная температура применения зонолита 1000-1100 °С. Коэффициент теплопроводности вермикулита и зонолита 0,1 Вт/(м×К).

К неогнеупорным изоляционным материалам относится асбест. Асбест является водным силикатом магния состава 3MgO×2SiO₂×2H₂O, имеет волокнистое строение, пористый. Применяют в виде крошки для засыпки или в виде изделий – шнура, картона, плит, ткани и ваты.

 

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ, КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧАХ

В таблице 3 представлены некоторые виды волокнистых огнеупорных изделий и их свойства. Волокнистые плиты, как и шамот-легковес, применяют для изготовления не только изоляционного, но и рабочего слоя футеровки термических печей с целью снижения потерь теплоты в рабочем пространстве печи. При этом уменьшаются два вида потерь: на аккумуляцию теплоты футеровкой и теплопроводностью через футеровку в окружающую среду.

 

Таблица 3 – Виды волокнистых огнеупорных изделий

 

№ пп	Тип и марка изделия	Толщина, мм	Плотность – r, т/м3	Т мах, раб, °С	Коэф. теплопроводности – l, Вт/(м×К) при 600 °С	Уд. теплоемкость – с, кДж/(кг×К)
1	Плита ШПГТ-450	100	0,45	1300	0,2	1,0
2	Вата МКРР-130	15; 20	0,13	1250	0,22	1,0
3	Войлок МКРВЦ-150	15; 20	0,15	1400	0,14	1,0
4	Фетр МКРВЦФ-130	15; 20	0,13	1400	0,18	1,0

 

теплотехнические характеристики — это… Что такое теплотехнические характеристики?



теплотехнические характеристики

1. burning characteristics

 

теплотехнические характеристики
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

• энергетика в целом

EN

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

• теплотехника строительная
• теплотехнический агрегат

Смотреть что такое «теплотехнические характеристики» в других словарях:

• теплотехнические характеристики — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN burning characteristics …   Справочник технического переводчика

• теплотехнические характеристики газа — Характеристики газа, определяющие его теплотехнические свойства в соответствии с требованием нормативно технических документов. [Правила пользования газом и предоставления услуг по газоснабжению в Российской Федерации, утверждены постановлением… …   Справочник технического переводчика

• Теплотехнические характеристики газа — и) теплотехнические характеристики газа характеристики газа, определяющие его теплотехнические свойства в соответствии с требованиями нормативно технических документов;… Источник: Постановление Правительства РФ от 17.05.2002 N 317 Об… …   Официальная терминология

• низкоэмиссионное покрытие — 3.1 низкоэмиссионное покрытие: Покрытие, при нанесении которого на стекло существенно улучшаются теплотехнические характеристики стекла (сопротивление теплопередаче остекления с применением стекла с низкоэмиссионным покрытием увеличивается, а… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• энергетический паспорт гражданского здания — 19 энергетический паспорт гражданского здания: Документ, содержащий геометрические, энергетические и теплотехнические характеристики зданий и проектов зданий, ограждающих конструкций и устанавливающий соответствие их требованиям нормативных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• энергетический паспорт здания — 99 энергетический паспорт здания: Документ, содержащий геометрические, энергетические и теплотехнические характеристики зданий и проектов зданий, ограждающих конструкций и устанавливающий соответствие их требованиям нормативных документов.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р 53905-2010: Энергосбережение. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 53905 2010: Энергосбережение. Термины и определения оригинал документа: 26 бензин: Жидкое нефтяное топливо для использования в поршневых двигателях с искровым зажиганием. Определения термина из разных документов: бензин 90… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Конденсатор (теплотехника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Конденсатор (значения). Конденсатор (в теплотехнике) (лат. condenso  уплотняю, сгущаю)  теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём… …   Википедия

• Конденсатор(теплотехника) — Конденсатор (в теплотехнике) (лат. condense  уплотняю, сгущаю)  теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём охлаждения. Содержание 1 Принцип действия 2 Применение 3 Разновидности …   Википедия

• Теплоблок — Файл:Teploblok.jpg Теплоблок Многослойный теплоэффективный стеновой блок (Теплоблок) Многослойный теплосберегающий блок является высокотехнологическим продуктом строительной индустрии высокой заводской готовности с точными геометрическими… …   Википедия

• СТО НОСТРОЙ 2.33.6-2011: Организация строительного производства. Правила подготовки к сдаче-приемке и вводу в эксплуатацию законченных строительством жилых зданий — Терминология СТО НОСТРОЙ 2.33.6 2011: Организация строительного производства. Правила подготовки к сдаче приемке и вводу в эксплуатацию законченных строительством жилых зданий: 3.1.13 встроенно пристроенное помещение : Помещение, располагаемое в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Книги

• Справочник инженера по отоплению, вентиляции и кондиционированию, Зеликов Виталий Валерьевич. В справочнике представлены материалы, необходимые для расчета теплового и воздушного баланса жилых и общественных зданий. Подробно рассмотрены инженерные методырасчета теплопотерь,… Подробнее  Купить за 1239 руб
• Справочник инженера по отоплению, вентиляции и кондиционированию. Тепловой и воздушный баланс зданий, Зеликов Виталий Валерьевич. В справочнике представлены материалы, необходимые для расчета теплового и воздушного баланса жилых и общественных зданий. Подробно рассмотрены инженерные методырасчета теплопотерь,… Подробнее  Купить за 1156 грн (только Украина)
• Справочник инженера по отоплению вентиляции и кондиционированию Тепловой и воздушный баланс зданий, Зеликов В.. В справочнике представлены материалы, необходимые для расчета теплового и воздушного баланса жилых и общественных зданий. Подробно рассмотрены инженерные методырасчета теплопотерь,… Подробнее  Купить за 783 руб

Другие книги по запросу «теплотехнические характеристики» >>