Nella scelta del materiale isolante più adatto, è importante considerare non solo le caratteristiche progettuali delle apparecchiature e delle tubazioni, ma anche altri fattori. Questo è un requisito previsto dalle normative SNiP (Building Code and Regulations) per l'isolamento termico di apparecchiature e tubazioni.
Visualizza l'attuale SNuP in formato PDF — SP 61.13330.2012 Isolamento termico di apparecchiature e condotte. Versione aggiornata della norma SNiP 41-03-2003
Consideriamo i fattori che influenzano la scelta dei materiali isolanti.
- Lo scopo previsto dei materiali isolanti stessi.
- Orientamento spaziale.
- Possibili influenze atmosferiche.
Di seguito, in questo articolo, verranno illustrati i requisiti per l'isolamento termico di tubazioni e apparecchiature.
- Qual è la funzione della protezione?
- Isolamento termico delle condotte e la sua essenza
- Quali sono i requisiti specifici in questo ambito?
- Isolamento e normative edilizie
- Procedura per effettuare i calcoli
- Informazioni sullo spessore dell'isolamento di tubazioni e apparecchiature
- Isolamento in poliuretano
- Isolamento PPM e APB
- Informazioni sul coefficiente di conducibilità termica
- Spessore ottimale e ulteriori raccomandazioni
- Quali altre regole bisogna seguire?
Qual è la funzione della protezione?
Uno degli scopi dell'isolamento termico per apparecchiature e condotte è quello di ridurre il flusso di calore all'interno delle strutture. I materiali vengono rivestiti con guaine protettive che garantiscono la completa integrità dello strato in qualsiasi condizione operativa.
Le problematiche relative all'isolamento termico stanno ricevendo notevole attenzione in diversi settori industriali ed energetici. L'isolamento termico sta diventando uno dei componenti più importanti di strutture e apparecchiature in questi settori.
Il risultato non è solo una riduzione della dispersione di calore durante le interazioni con l'ambiente, ma anche un ampliamento della capacità di mantenere condizioni termiche ottimali.
Isolamento termico delle condotte e la sua essenza
Grazie all'isolamento termico, i produttori semplificano i loro processi tecnologici. Questa soluzione è ampiamente utilizzata in molti settori industriali:
- Metallurgico.
- Cibo.
- Raffinazione del petrolio.
- Sostanza chimica.
Ma l'isolamento termico riceve maggiore attenzione dalle compagnie energetiche. In questo caso, gli elementi di isolamento termico si presentano così:
- Pipe da fumo.
- Dispositivi di scambio termico.
- Serbatoi di accumulo per l'acqua calda.
- Turbine a gas e a vapore.
L'isolamento termico delle tubazioni viene utilizzato per apparecchiature situate sia in piano verticale che orizzontale. Si tratta di una soluzione pratica per isolare apparecchiature come serbatoi per acqua e fluidi termovettori. L'efficacia dei rivestimenti isolanti è soggetta a una serie di requisiti rigorosi.
Quali sono i requisiti specifici in questo ambito?
L'elenco dei requisiti dei materiali necessari si basa sui carichi di umidità, meccanici, termici e vibratori a cui le strutture saranno sottoposte durante l'installazione. I seguenti requisiti si applicano al rivestimento isolante termico:
- Efficienza nel senso dell'ingegneria termica.
- Elevati indicatori di sicurezza in termini di ecologia e resistenza al fuoco.
- Durabilità unita ad affidabilità operativa.
Isolamento e normative edilizie
Gli SNiP sono una tipologia di documento normativo che si è diffusa ampiamente nel settore manifatturiero. Grazie agli SNiP è possibile realizzare isolamenti termici conformi a tutti gli standard di densità, tenendo conto anche del coefficiente di conducibilità termica per le diverse tipologie di materiale.
Il calcolo viene eseguito utilizzando una procedura speciale per le superfici che non hanno un regime termico specifico e che cambiano le loro caratteristiche tecniche troppo rapidamente.
Procedura per effettuare i calcoli
Senza calcoli, è impossibile selezionare il materiale ottimale o determinare lo spessore appropriato. Senza questi calcoli, è impossibile determinare la densità di isolamento termico necessaria per apparecchiature e tubazioni. I fattori che influenzano i risultati finali del calcolo includono:
- conduzione del calore.
- Capacità di proteggere dalla deformazione.
- Impatti meccanici.
- Qual è la temperatura sulle superfici isolate?
- Vibrazioni sulle apparecchiature e possibilità che si verifichino.
- Indicatore di temperatura nell'ambiente.
- Limite di carico.
È inoltre essenziale considerare i carichi generati dall'interazione delle apparecchiature o delle condotte con il terreno circostante e con i veicoli che transitano sulla superficie. Per tutti i sistemi di scambio termico, siano essi stazionari o dinamici, si utilizzano formule specifiche.
Presentiamo una serie di formule per il calcolo indipendente dello spessore dell'isolamento termico.
I calcoli dell'isolamento termico vengono adattati artificialmente a tutte le condizioni operative specifiche di una determinata condotta o apparecchiatura. Queste condizioni vengono determinate utilizzando:
- Materiali da costruzione per prepararsi al cambio di stagione.
- L'umidità, che favorisce un accelerato scambio di calore.
Le aziende specializzate forniscono agli appaltatori dati ingegneristici per le future costruzioni. Quali requisiti specifici hanno il maggiore impatto sulla scelta dei rivestimenti isolanti più adatti?
- Conduttività termica.
- Insonorizzazione.
- La capacità di assorbire o respingere l'acqua.
- Livello di permeabilità al vapore.
- Non infiammabilità.
- Densità.
- Comprimibilità.
Informazioni sullo spessore dell'isolamento di tubazioni e apparecchiature
È fondamentale consultare le normative per determinare lo spessore consentito per ogni singolo componente. I produttori specificano la densità mantenuta durante il flusso di calore. I codici e i regolamenti edilizi (SNiP) forniscono algoritmi per la risoluzione di diverse formule, insieme alle formule stesse.
Per determinare lo spessore minimo delle condotte in un dato caso, viene stabilito il limite per i valori di perdita ammissibili in determinate sezioni.
Isolamento in poliuretano
Le condotte con questo tipo di isolamento vengono utilizzate quando la struttura deve essere posata fuori terra, senza scavi. Durante la produzione, si cerca di integrare il maggior numero possibile di nuove tecnologie.
Nel processo sono ammessi solo materiali di altissima qualità. Essi vengono sottoposti a test approfonditi preliminari e, secondo la specifica SP, l'isolamento termico di apparecchiature e tubazioni è privo di difetti.
L'utilizzo di schiuma poliuretanica riduce la dispersione di calore e garantisce la durata del materiale isolante stesso. La schiuma poliuretanica contiene componenti ecocompatibili, come Izolan-345 e Voratek CD-100. Rispetto alla lana minerale, le proprietà di isolamento termico della schiuma poliuretanica sono nettamente superiori.
Isolamento PPM e APB
Da oltre trent'anni, nelle condotte si utilizza il cosiddetto isolamento in polimeri espansi. Il tipo principale impiegato in questo caso è il calcestruzzo polimerico. Le sue caratteristiche possono essere descritte come segue:
- Inclusione nel gruppo G1 durante le prove di infiammabilità in conformità con le norme GOST vigenti.
- Intervallo di temperatura di esercizio che consente di mantenere 150 gradi.
- La presenza di una struttura integrale che combina le funzioni di un rivestimento impermeabilizzante con uno strato di isolamento termico.
Fino a poco tempo fa, alcuni produttori regionali producevano isolanti in calcestruzzo cellulare rinforzato. Questo materiale ha una densità molto bassa, ma la sua conduttività termica è piacevolmente sorprendente.
APB offre i seguenti vantaggi:
- Durabilità.
- Rivestimento impermeabilizzante ad alta permeabilità al vapore.
- L'apparecchiatura non è soggetta a corrosione.
- La capacità di una tubazione di resistere alle alte temperature.
- Resistenza al fuoco.
Il vantaggio di queste tubazioni è che possono essere utilizzate per il riscaldamento di fluidi a temperature praticamente qualsiasi. Ciò vale sia per le reti idriche che per quelle a vapore. Il tipo di installazione è irrilevante.
Anche una combinazione tra opzioni di scavo interrato e senza scavo è accettabile. Tuttavia, i prodotti con isolamento in schiuma di poliuretano sono ancora considerati una soluzione tecnologicamente più avanzata.
Informazioni sul coefficiente di conducibilità termica
Durante il funzionamento dell'apparecchiatura, è possibile l'umidificazione, che è l'aspetto che incide maggiormente sul coefficiente di conducibilità termica calcolato.
Esistono norme specifiche per l'adozione di un coefficiente che aumenti la conduttività termica dei rivestimenti isolanti. Queste si basano sulle norme GOST e SNiP, ma sono essenziali anche altri fattori:
- umidità del suolo secondo SP.
- La varietà a cui appartiene il materiale isolante termico.
Il coefficiente è pari a uno per le tubazioni con isolamento in schiuma di poliuretano e guaina in polietilene ad alta densità. Questo coefficiente è indipendente dal livello di umidità del terreno nel punto in cui l'apparecchiatura è installata. Il coefficiente sarà diverso per le apparecchiature e le tubazioni con isolamento APB, che hanno una struttura integrale e consentono la possibilità di essiccazione dello strato isolante.
- 1.1 – livello del coefficiente per le strutture situate in terreni con un elevato contenuto d'acqua, secondo SP.
- 1,05 – per terreni in cui la quantità d'acqua non è elevata.
I calcoli pratici si avvalgono di metodi ingegneristici specializzati. Questi, in genere, tengono conto della resistenza alle influenze ambientali esterne. Un impianto a due tubi richiede la valutazione dell'influenza termica reciproca di ciascun elemento sugli altri.
Spessore ottimale e ulteriori raccomandazioni
Uno dei fattori determinanti nella scelta dello spessore appropriato è il costo. Questi fattori possono essere valutati individualmente per ogni specifica regione.
Ci sono anche altri parametri importanti. Come la temperatura di progetto del liquido di raffreddamento. Anche la temperatura ambiente è rilevante.
Quali altre regole bisogna seguire?
Nella produzione di apparecchiature e tubazioni, nonché di materiali isolanti termici, sono coinvolti non solo produttori russi, ma anche stranieri.
Alcune linee di produzione per la laminazione di tubi sono in grado di produrre fino a tre chilometri di tubi laminati al giorno (con lunghezze fino a 12 metri). I diametri dei prodotti variano da 57 a 1020 millimetri. L'imballaggio protettivo è disponibile in polietilene o metallo.
Tuttavia, permangono alcune carenze che non possono essere eliminate in fase di produzione. Queste sono state individuate da specialisti attraverso ripetute prove pratiche.
- Durante il trasporto di tubi rivestiti in metallo, possono verificarsi deformazioni nel rivestimento isolante.
- L'isolamento in poliuretano si stacca dal tubo sottoposto a trattamento termico.
- La struttura protettiva è separata dagli strati esterni o interni del tubo.
Il problema principale è la capacità di espansione delle tubazioni metalliche. Il riscaldamento termico provoca un deterioramento delle loro caratteristiche qualitative. Pertanto, la protezione contro tali sollecitazioni diventa un fattore importante.
La lunghezza del tubo stesso ha il maggiore impatto sulla stabilità e sulla durata dell'isolamento termico di un edificio. Non importa quale mezzo venga utilizzato per trasmettere il calore. Maggiore è la lunghezza, maggiore è il rischio che lo strato si rompa.
Pertanto, questo parametro deve essere selezionato con la massima cura. Gli esperti stessi hanno sviluppato lunghezze e diametri ottimali delle tubazioni che garantiranno che la struttura rimanga in buone condizioni indipendentemente dalle sue condizioni operative.
Si affidano esclusivamente a SNiP, poiché l'isolamento termico di apparecchiature e condotte è particolarmente rigoroso in termini di conformità alle normative.
