Подбор типоразмеров материалов теплоизоляционного слоя

Критерии выбора толщин слоёв

Слои тепловой изоляции подбираются исходя из следующих критериев (в порядке значимости):

• Близость суммарной толщины слоёв при номинальном уплотнении к расчетной толщине;

• Наименьшее количество слоёв;

• Наименьшая суммарная неуплотненная толщина;

• Наименьший разброс толщин слоёв в конструкции;

Подбор осуществляется итеративно, результатом является наилучшая комбинация толщин слоёв по указанным критериям.

Подбираемые комбинации слоёв должны удовлетворять соотношению;

где - толщины слоя в конструкции при максимальном уплотнении (переуплотнении) и минимальном уплотнении (без уплотнения) соответственно,

- расчетная толщина (возможно, округленная до величины кратной 10 мм),

- допускаемое уменьшение расчетной толщины (3мм),

- толщина слоя в конструкции при номинальном уплотнении.

Допустимое переуплотнение задается в общих настройках в % от номинального коэффициента уплотнения.

Хорошей считается комбинация толщин слоёв, для которой выполняется соотношение:

где ε - задаваемая в общих настройках программы допустимая погрешность при подборе слоев (по умолчанию 2%).

При обнаружении комбинации слоёв, удовлетворяющей указанному условию, поиск вариантов с большим количеством слоёв не производится.

Идеальной считается комбинация толщин слоёв, для которой выполняется соотношение и все слои в конструкции имеют одинаковую неуплотненную толщину. При обнаружении комбинации слоёв, удовлетворяющей указанным условиям, подбор завершается.

Если ни одного варианта не выбрано, подбирается ближайшая комбинация, для которой с учетом заданного округления.

В процессе подбора список толщин слоёв просматривается от меньшего к большему, а просмотр вариантов производится от минимального количества слоёв к максимальному, что обеспечивает наилучший выбор.

Формирование конструкции теплоизоляционного слоя

Количество слоев тепловой изоляции находится в диапазоне от 1 до заданного в настройках программы и правилах выбора материалов максимального значения (по умолчанию 5) и определяется выбором слоёв по указанным выше критериям. В случаях, если температура продукта менее -60°С или более 300°С, сформированная конструкция, согласно п. 6.16 СП 61.13330.2012, будет содержать не менее двух слоёв. Это обусловлено необходимостью закрыть швы нижнего теплоизоляционного слоя, смонтировав изоляционный материал с перекрытием.

В конструкции слои располагаются в порядке увеличения толщин от изолируемого объекта (кроме случая применения формованных изделий - цилиндров, полуцилиндров или сегментов). Это облегчает монтаж тепловой изоляции на объект, т. к. более толстые слои изоляционного покрытия труднее монтировать с изгибом.

При расчете окончательного уплотнения слоёв изоляции в конструкции учитывается увеличение степени уплотнения слоёв от внутренних слоёв к внешним (зависимость уплотнения от монтажного диаметра), поэтому в конструкции из двух или нескольких одинаковых слоёв (с равной неуплотненной толщиной) каждый слой будет иметь свою толщину после уплотнения.

При формировании конструкции из материала, выпускаемого в виде цилиндров, учитывается монтажный диаметр цилиндра. Цилиндр может быть выбран в конструкцию, если его внутренний диаметр отличается от монтажного не более чем на задаваемую в общих настройках программы допустимую погрешность при подборе цилиндров в большую и меньшую стороны. При наличии нескольких допустимых вариантов подбора предпочтение отдается цилиндрам с внутренним диаметром, большим чем монтажный. Если невозможно полностью сформировать конструкцию из цилиндров, для верхних слоёв может быть использован другой материал, при наличии соответствующего второго материала в правиле для данного расчетного случая.

Уплотнение слоёв изоляции

При учете уплотнения теплоизоляционного материала различают объемный Кс и линейный К коэффициенты уплотнения. Первый характеризует объемное уплотнение материала, второй - отношение неуплотненной толщины слоя к уплотненной толщине. Коэффициент Кс совпадает с К при укладке на плоскую поверхность, а при укладке на искривленную поверхность Кс>К. Соотношение между ними описано в Приложении В СНиП 41-03-2003 [1].

Фактический объемный коэффициент уплотнения каждого слоя изоляции рассчитывается по формуле:

- для плоской поверхности,

- для i-го слоя типоразмеров на цилиндрической поверхности,

где - фактический наружный диаметр i-го слоя типоразмеров,

- фактический диаметр изолируемого объекта.

Для рыхлых уплотняемых материалов принимается .

изменяется в пределах от 1 (нет уплотнения) до , а от 1 до , соответствующего . Предпочтительным значением является , т. е. номинальный коэффициент уплотнения, указанный для данного материала в БД материалов. В некоторых случаях допустимо небольшое переуплотнение (до ).

После формирования конструкции рассчитываются уплотненные толщины слоев с учетом недо- или переуплотнения для того, чтобы суммарная толщина была равна . Для каждого слоя определяется , где и . Здесь – сумма толщин слоёв, для которых .

принимается согласно:

В техномонтажную ведомость выводятся значения , .

Для плоской поверхности максимальный коэффициент уплотнения материала определяется следующим образом:

где – номинальный объемный коэффициент уплотнения материала, ε - допустимое переуплотнение, задаваемое в общих настройках программы либо указанное в явном виде в расчетных настройках проекта, правилах выбора материалов или при ручном задании изоляционных материалов.

Для цилиндрической поверхности линейный коэффициент уплотнения определяется по объемному формулой, выведенной обращением формул Приложения В СНиП 41-03-2003 [1]:

где

Максимальный коэффициент уплотнения по толщине вычисляется по этой же формуле путем замены  на значение, рассчитанное по формуле для объектов с плоской поверхностью.