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中国保温防水展

中央空调系统保温材料的选择

2015-05-25

来源:58空调网 

       当前,在各类建筑物中大量采用先进设备和相应配套设备而成的中央空调系统已成为现代化建筑技术的重要标志之一,是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设。 
       中央空调系统需要消耗大量能量,其能耗约占建筑总能耗60%左右,因而就要求空调系统需要节约能源,节省运行投入。而合理选择保温材料的厚度和产品,以及严格的保温施工控制是中央空调系统节能的有效途径。 
       此外,安装中央空调的建筑多为写字楼、宾馆饭店、大中型商场等,相关要求较高。空调保温直接关系到日常使用、防火性能和初投资等,因而需对保温选择和施工足够重视。比如,空调系统如果保温出现问题,在运行中就可能会结露,导致出现天花滴水、墙面渗水发霉等现象,严重影响到观感和使用功能,并造成一定的经济损失。 
       2 保温材料的选择 
       保温材料的性能直接影响到暖通空调系统的能耗、重量、防火性能、施工安装条件以及工程造价,因而需要对空调保温材料的性能进行分析,做出合理的选择。 
       随着保温材料需求量的增大,国内有很多厂家从国外引进技术设备进行保温材料生产。保温材料的品种繁多,保温性能各有所不同,可选用的范围也大大增加。 
       2.1 空调用保温材料的性能指标分析 
       空调用保温材料经过多年的发展,也由最早的石棉、玻璃纤维等到岩棉、橡塑等,各有独自的特点。要正确评价一种保温材料的性能,必须要有能够全面反映保温材料性能的指标。保温材料的性能指标大致有以下几种:导热系数、密度、吸水率、透湿系数、防火性能、吸声系数、抗化学性能、耐老化性、尺寸稳定性等。而在空调系统的使用中对以上性能指标要求可以看出,导热系数、吸水率和透湿系数是保温材料的重要性能指标。对空调系统设备和管道保温尤其重要,因其表面温度一般都在空气露点以下,如果处理不好,就可能进水或受潮,导致保温性能下降,破坏保温节能效果,并可能引起外壁结露。另外,保温材料的防火性能也是选用保温材料的一个重要参数。由于保温材料防火性能差引起的火灾事故屡见不鲜,因此,保温材料的防火性能越来越受到重视。 
       2.2 常用空调保温材料的性能分析 
       以下对目前常用的几种空调保温材料的性能进行简要分析,以便在中央空调工程保温材料选择时参考。
       2.2.1 玻璃棉 
       玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别,是一种人造无机纤维。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料,配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下,借助外力吹制式甩成絮状细纤维,纤维和纤维之间为立体交叉,互相缠绕在一起,呈现出许多细小的间隙。这种间隙可看作孔隙。因此,玻璃棉可视为多孔材料,具有良好的绝热、吸声性能。
       2.2.2 岩棉 
       系非燃材料,其防火、抗老化及抗化学性能良好,缺点是防水性差,施工时必须注意作好防潮处理。岩棉因其保温性能适中,价格低廉,对于一般标准和造价受到限制的工程,仍有一定的竞争力,不宜将其排除在外。
       2.2.3 聚苯环保泡酚 
       产品为密闭气孔泡沬酚醛硬质保温材料,具有难燃性,遇火不燃,表面只呈碳化现象,不熔故无滴落物,不碎裂,不变型,无明显收缩,不散发有毒有害气体;具有低吸水性,耐水隔潮性优良;低热传导系数;施工简便,本产品为硬质材料。易于切割、安装,外层如采用夹筋加强铝箔等护面,可无需外加金属硬质护壳,节省整体成本投资。
       2.2.4 自熄聚苯乙烯泡沫塑料 
       该材料保温性能尚可,其主要问题就是最高使用温度为70℃,与冬季空调供水设计温度(60~65℃)已相当接近。经工程调查,发现中央空调水管采用自熄聚苯乙烯泡沫塑料瓦保温,运行一段时间后,保温瓦出现变形并与管道脱离现象。其原因就是,其耐热性能差,空调供水有时超过了70℃。 因而,不适合用在冷暖两用中央空调水系统保温中。
       2.2.5 阻燃聚乙烯泡沫塑料(PEF) 
       阻燃聚乙烯泡沫塑料质轻、导热系数小,尺寸稳定,防水性能好。其产品型材厚度为6—40mm,便于合理选用。
       2.2.6 橡塑海绵保温材料 
       橡塑海绵具有柔软、耐屈绕、耐寒、耐热、阻燃性能好(B1级难燃材料)、防水导热系数低、减震、吸音等优良性能。同时,施工方便、外观整洁美观 ,没有污染,是一种高品质的新型绝热保温材料。
       2.3 实际施工中的选用 
       空调系统保温应选用导热系数低、防火性能好、吸水率和透湿系数小、施工方便且能满足使用温度要求的保温材料。同时,还要兼顾到工程造价等因素。但是,由多年的施工经验及相关资料说明,我们国产的保温材料总体性能与阿乐斯等国外产品有一定差距,即使是各个国产保温材料厂家自身产品也性能不一。选用保温材料时,如果采用太高档的,难以控制工程成本;需要依照工程成本考虑,选用正规厂家产品并加强材料进场检验。 
       3 保温厚度的确定 
       3.1 保温厚度的计算 
       当前空调设计进行保温厚度计算时多按照国家制定的一些标准进行,这些标准中的各种规定和相关参数不一定与所设计工程相适合,有些标准规定只是参照了某几种保温材料而制定的,并不一定适应别的保温材料。此外,就目前常用的两种保温厚度计算方法(防结露计算和经济厚度计算)而言,建筑物要求不同,计算方法也应该采用不同。例如,一般民用建筑,室内参数在一定范围内变化并不影响舒适感,可以采用防结露计算取值;高级建筑和室内参数要求高的建筑,建议采用经济厚度计算取值,并用防结露计算厚度校核。 
       3.1.1 按防结露计算保温厚度 
防结露是指管道、设备在保温后,其表面温度应大于保温层外的空气露点温度,保证绝大多数时间不结露,这是空调系统保温的基本要求。 
其计算公式如下: 
①圆形管道
(d+2δ)ln
②矩形风管和设备 
δ≥
计算式中 
tw—保温层外之室内空气温度,取室外最热月平均温度,℃; 
tl—露点温度,按所取tw及室外最热月平均相对湿度计算,℃; 
tN—管内介质温度,℃; 
α—表面换热系数,取8.14W/(m·K); 
λ—保温材料的导热系数, W/(m·K); 
d—管道外径,m; 
δ—保温层厚度,m
按照上面公式,参照各地区气象参数以及将采用的保温材料,即可计算出相应的管道和设备最小保温厚度。 
3.1.2 按经济厚度计算 
经济厚度是指保温后,全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料厚度。其计算公式如下: 
a)矩形风管和设备 

b)圆形管道 

d=12(D1-D0)
计算式中 
d—保冷层厚度,m; 
fn—冷价,元/106kj; 
m—保冷材料导热系数,W/(m·K); 
x—年运行时间,h; 
t—管道或设备的外表面温度,℃; 
ta—环境温度,℃; 
Pi—保冷结构单位造价,元/m3; 
as—保冷层外表面向周围环境的放热系数,W/(m2·℃); 
D1—保冷层外径,m; 
D0—管道或设备外径,m; 
S—绝热工程投资年摊销率,%。 
其中,S一般按下式计算: 

式中 i为年利率,%;n为计息年数。 
       由此公式将全国划分为北、中、南三个区,北京代表北方区,上海至重庆代表中部区,广州至厦门代表南方区,供冷时间分别为2880h(三个月)、3600h(五个月)、4320h(六个月)。根据各地实际情况(经济单价、利率等),即可计算出经济保温厚度,在选取厚度时可根据产品不同规格参数表数值选取。 
3.2 厚度选取 
       在实际工程选取保温材料的厚度时,还必须要依照实际情况。由于当前关于空调保温的计算的有关规定不够完善,并不一定都适合每个工程的实际情况,导致多数工程在保温厚度选取时厚度偏大,造成浪费,增加了工程成本。但是,南方有些地区,尤其是临海地区,又由于温湿度过大,而计算时按照一些标准得来的保温厚度就无法满足工程需要,造成结露等。因而,对于每个工程要对计算出的保温厚度依照当地情况进行复核确定。 
4 保温施工 
       以上是保温材料的选择和计算分析,而对于实际工程而言,施工阶段的控制也显得非常重要。空调保温施工阶段包含施工之前的预控,施工中的质量控制以及工程进行中发现问题的改进等。 
施工之前,需要认真审阅图纸设计,结合工程实际,发现问题及时与设计方联系更改。其次,要严把材料质量关,采用正规厂家的合格产品,加强材料进场检验。此外,施工前要针对所采用保温材料的保温性能和操作方法对工人进行讲解培训,也可邀请保温材料厂家技术人员到现场进行了操作示范,让施工人员能够熟练掌握该型保温材料的操作要领。 
       施工中要严把质量关,管理人员多加检查,发现问题及时解决。对于空调保温施工,重要的部分往往是细节处的处理。比如管道弯头、三通、阀门等处的保温处理。这些部分的处理一定要严格按照相关操作工艺进行,确保保温与管壁紧密结合,阀门、法兰部位应单独进行保温(见下图),凡穿过建筑物保温管道套管与管子四周间隙应用保温材料填塞紧密。 
       此外,在施工过程中,要实事求是,发现问题要及时解决改进。比如,不同的温湿度环境要不同对待,不能单纯按统一的设计厚度来施工。曾经在所做过的一个南方工程中,按照设计图纸要求的保温厚度进行,施工却出现了结露现象。究其原因,是由于工程地处沿海,温湿度过大,地下室内通风又不是很好,这样设计的保温厚度就无法满足要求了。最终,将原保温材料换成加厚的,问题才得以解决。 

5 结论 
       空调系统的保温对于整个系统非常重要,要做好空调保温需要从保温设计到材料选择,再到保温施工等各个环节进行控制。严格按规定计算和按工艺规程操作的同时,也要依据工程实际情况需要,本着实事求是的态度,区分对待,避免浪费并使之满足工程需要。


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