СНиП 2.04.14-88*. Строительные нормы и правила. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

(утв. Постановлением Госстроя СССР 09.08.1988 № 155)

(ред. от 31.12.1997)

от 9 августа 1988 г. № 155

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ

СНиП 2.04.14-88*

Срок введения в действие

Разработаны ВНИПИ Теплопроект Минмонтажспецстроя СССР (В.В. Попова — руководитель темы, Л.В. Ставрицкая; кандидаты техн. наук В.Г. Петров-Денисов, И.Л. Майзель, В.И. Калинин; А.И. Лисенкова, О.В. Дибровенко, В.Н. Гордеева), ЦНИИПроект Госстроя СССР (И.М. Губакина), ВНИИПО МВД СССР (кандидаты техн. наук М.Н. Колганова, Р.З. Фахрисламов).

Внесены Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР.

Подготовлены к утверждению Управлением стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (Г.М. Хорин, В.А. Глухарев).

С введением в действие СНиП 2.04.14-88 утрачивают силу разд. 8 и прил. 12 — 19 СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», разд. 13 и прил. 6 - 8 СНиП II-35-76 «Котельные установки», СН 542-81 «Инструкция по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий», разд. 7 СН 527-80 «Инструкция по проектированию технологических стальных трубопроводов на P_{y} до 10 МПа», разд. 6 СН 550-82 «Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб», п. 1.5 СНиП 2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Настоящие строительные нормы и правила следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции наружной поверхности оборудования, трубопроводов и воздуховодов в зданиях, сооружениях и наружных установках с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600 °С.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих и транспортирующих взрывчатые вещества, изотермических хранилищ сжиженных газов, зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ, атомных электростанций и установок.

1.1. Для тепловой изоляции оборудования, трубопроводов и воздуховодов, как правило, следует применять полносборные или комплектные конструкции заводского изготовления, а также трубы с тепловой изоляцией полной заводской готовности.

1.2. Для трубопроводов тепловых сетей, включая арматуру, фланцевые соединения и компенсаторы, тепловую изоляцию необходимо предусматривать независимо от температуры теплоносителя и способов прокладки.

Для обратных трубопроводов тепловых сетей при D_{y} \leq 200 мм, прокладываемых в помещениях, тепловой поток от которых используется для отопления помещений, а также конденсатопроводов при сбросе конденсата в канализацию, тепловую изоляцию допускается не предусматривать. При технико-экономическом обосновании допускается прокладывать конденсатные сети без тепловой изоляции.

1.3. Арматуру, фланцевые соединения, люки, компенсаторы следует изолировать, если изолируется оборудование или трубопровод, на котором они установлены.

1.4. При проектировании необходимо также соблюдать требования к тепловой изоляции, содержащиеся в других нормативных документах, утвержденных или согласованных с Госстроем России.

2.1 Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать из следующих элементов:

теплоизоляционного слоя;

армирующих и крепежных деталей;

пароизоляционного слоя;

покровного слоя.

Защитное покрытие изолируемой поверхности от коррозии не входит в состав теплоизоляционной конструкции.

2.2. В теплоизоляционной конструкции пароизоляционный слой следует предусматривать при температуре изолируемой поверхности ниже 12 °С. Необходимость устройства пароизоляционного слоя при температуре от 12 до 20 °С определяется расчетом.

2.3. Для теплоизоляционного слоя оборудования и трубопроводов с положительными температурами содержащихся в них веществ для всех способов прокладок, кроме бесканальной, следует применять материалы и изделия со средней плотностью не более 400 кг/м3 и теплопроводностью не более 0,07 Вт/(м х °С) (при температуре 25 °С и влажности, указанной в соответствующих государственных стандартах и технических условиях на материалы и изделия). Допускается применение шнуров асбестовых для изоляции трубопроводов условным проходом до 50 мм включительно.

Для изоляции поверхностей с температурой выше 400 °С в качестве первого слоя допускается применение изделий с теплопроводностью более 0,07 Вт/(м х °С).

2.4. Для теплоизоляционного слоя оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами следует применять теплоизоляционные материалы и изделия со средней плотностью не более 200 кг/м3 и расчетной теплопроводностью в конструкции не более 0,07 Вт/(м х °С).

Примечание. При выборе теплоизоляционной конструкции поверхности с температурой от 19 до 0 °С следует относить к поверхностям с отрицательными температурами.

2.6. Для теплоизоляционного слоя трубопроводов с положительной температурой при бесканальной прокладке следует применять материалы со средней плотностью не более 600 кг/м3 и теплопроводностью не более 0,13 Вт/(м х °С) при температуре материала 20 °С и влажности, указанной в соответствующих государственных стандартах или технических условиях.

Конструкция тепловой изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке должна обладать прочностью на сжатие не менее 0,4 МПа.

Тепловую изоляцию трубопроводов, предназначенных для бесканальной прокладки, следует выполнять в заводских условиях.

2.7. Расчетные характеристики теплоизоляционных материалов и изделий следует принимать по справочным Приложениям 1 и 2.

2.8 Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать из материалов, обеспечивающих:

тепловой поток через изолированные поверхности оборудования и трубопроводов согласно заданному технологическому режиму или нормированной плотности теплового потока;

исключение выделения в процессе эксплуатации вредных, пожароопасных и взрывоопасных, неприятно пахнущих веществ в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации;

исключение выделения в процессе эксплуатации болезнетворных бактерий, вирусов и грибков.

2.9. Съемные теплоизоляционные конструкции должны применяться для изоляции люков, фланцевых соединений, арматуры, сальниковых и сильфонных компенсаторов трубопроводов, а также в местах измерений и проверки состояния изолируемых поверхностей.

2.10. Применение засыпной изоляции трубопроводов при подземной прокладке в каналах и бесканально не допускается.

2.11. Для тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих вещества, являющиеся активными окислителями, не следует применять материалы самовозгорающиеся и изменяющие физико-химические, в том числе взрыво- и пожароопасные свойства при контакте с ними.

2.12. Для оборудования и трубопроводов, подвергающихся ударным воздействиям и вибрации, не следует применять теплоизоляционные изделия на основе минеральной ваты и засыпную теплоизоляционную конструкцию.

2.13. Для оборудования и трубопроводов, устанавливаемых в цехах для производства и в зданиях для хранения пищевых продуктов и химико-фармацевтических товаров, следует применять теплоизоляционные материалы, не допускающие загрязнения окружающего воздуха. Под покровный слой из неметаллических материалов в помещениях хранения и переработки пищевых продуктов следует предусматривать установку сетки стальной из проволоки диаметром не менее 1 мм с ячейками размером не более 12 х 12 мм.

Применение теплоизоляционных изделий из минеральной ваты, базальтового или супертонкого стекловолокна допускается только в обкладках со всех сторон из стеклянной или кремнеземной ткани и под металлическим покровным слоем.

2.14 Перечень материалов, применяемых для покровного слоя, приведен в рекомендуемом Приложении 3.

Не допускается применение металлических покровных слоев при подземной прокладке трубопроводов. Покровный слой из стали рулонной холоднокатаной с полимерным покрытием (металлопласт) не допускается применять в местах, подверженных прямому воздействию солнечных лучей.

При применении напыляемого пенополиуретана для трубопроводов, прокладываемых в каналах, допускается покровный слой не предусматривать.

2.15. Теплоизоляционные конструкции из горючих материалов не допускается предусматривать для оборудования и трубопроводов, расположенных:

а) в зданиях, кроме зданий IVа и V степеней огнестойкости, одно- и двухквартирных жилых домов и охлаждаемых помещений холодильников;

б) в наружных технологических установках, кроме отдельно стоящего оборудования;

в) на эстакадах и галереях при наличии кабелей и трубопроводов, транспортирующих горючие вещества.

При этом допускается применение из горючих материалов:

пароизоляционного слоя толщиной не более 2 мм;

слоя окраски или пленки толщиной не более 0,4 мм;

покровного слоя трубопроводов, расположенных в технических подвальных этажах и подпольях с выходом только наружу в зданиях I и II степеней огнестойкости при устройстве вставок длиной 3 м из негорючих материалов не менее чем через 30 м длины трубопровода;

теплоизоляционного слоя из заливочного пенополиуретана при покровном слое из оцинкованной стали для аппаратов и трубопроводов, содержащих горючие вещества с температурой минус 40 °С и ниже в наружных технологических установках.

Покровный слой из трудногорючих материалов, применяемый для наружных технологических установок высотой 6 м и более, должен быть на основе стекловолокна.

2.16. Для трубопроводов надземной прокладки при применении теплоизоляционных конструкций из горючих материалов следует предусматривать вставки длиной 3 м из негорючих материалов не менее чем через 100 м длины трубопровода, участки теплоизоляционных конструкций из негорючих материалов на расстоянии не менее 5 м от технологических установок, содержащих горючие газы и жидкости.

При пересечении трубопроводом противопожарной преграды следует предусматривать теплоизоляционные конструкции из негорючих материалов в пределах размера противопожарной преграды.

3.1*. Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится:

а) по нормированной плотности теплового потока через изолированную поверхность, которую следует принимать:

для оборудования и трубопроводов с положительными температурами, расположенных на открытом воздухе, — по обязательному Приложению 4* (табл. 1, 2); расположенных в помещении, — по обязательному Приложению 4* (табл. 3, 4);

для оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами, расположенных на открытом воздухе, — по обязательному Приложению 5* (табл. 1); расположенных в помещении, — по обязательному Приложению 5* (табл. 2);

для паропроводов с конденсатопроводами при их совместной прокладке в непроходных каналах — по обязательному Приложению 6*;

для трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в непроходных каналах и подземной бесканальной прокладке — по обязательному Приложению 7* (табл. 1, 2).

При проектировании тепловой изоляции для технологических трубопроводов, прокладываемых в каналах и бесканально, нормы плотности теплового потока следует принимать как для трубопроводов, прокладываемых на открытом воздухе;

б) по заданной величине теплового потока;

в) по заданной величине охлаждения (нагревания) вещества, сохраняемого в емкостях в течение определенного времени;

г) по заданному снижению (повышению) температуры вещества, транспортируемого трубопроводами;

д) по заданному количеству конденсата в паропроводах;

е) по заданному времени приостановки движения жидкого вещества в трубопроводах в целях предотвращения его замерзания или увеличения вязкости;

ж) по температуре на поверхности изоляции, принимаемой не более, °С:

для изолируемых поверхностей, расположенных в рабочей или обслуживаемой зоне помещений и содержащих вещества:

температурой выше 100 °С .................................. 45

температурой вспышки паров не выше 45 °С .................. 35

для изолируемых поверхностей, расположенных на открытом воздухе в рабочей или обслуживаемой зоне, при:

для других видов покровного слоя .......................... 60

Температура на поверхности тепловой изоляции трубопроводов, расположенных за пределами рабочей или обслуживаемой зоны, не должна превышать температурных пределов применения материалов покровного слоя, но не выше 75 °С;

з) с целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих вещества с температурой ниже температуры окружающего воздуха. Данный расчет следует выполнять только для изолируемых поверхностей, расположенных в помещении. Расчетная относительная влажность воздуха принимается в соответствии с заданием на проектирование, но не менее 60%;

и) с целью предотвращения конденсации влаги на внутренних поверхностях объектов, транспортирующих газообразные вещества, содержащие водяные пары или водяные пары и газы, которые при растворении в сконденсировавшихся водяных парах могут привести к образованию агрессивных продуктов.

3.2. Толщина теплоизоляционного слоя для оборудования и трубопроводов с положительными температурами определяется исходя из условий, приведенных в подп. 3.1а - 3.1ж, 3.1и, для трубопроводов с отрицательными температурами — из условий подп. 3.1а - 3.1г.

Для плоской поверхности и цилиндрических объектов диаметром 2 м и более толщина теплоизоляционного слоя \delta_{k} , м, определяется по формуле

\delta_{\text{к}} = \lambda_{\text{к}}R_{\text{к}};R_{k} = R_{tot} - \frac{1}{\alpha_{e}} - R_{m} , (1)

где \lambda_{k} — теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по пп. 2.7 и 3.11, Вт/(м х °С);

R_{k} — термическое сопротивление теплоизоляционной конструкции, м2 х °С/Вт;

R_{tot} — сопротивление теплопередачи теплоизоляционной конструкции, м2 х °С/Вт;

\alpha_{e} — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаемый по справочному Приложению 9, Вт/(м2 х °С);

R_{m} — термическое сопротивление неметаллической стенки объекта, определяемое по п. 3.3, м2 х °С/Вт.

Для цилиндрических объектов диаметром менее 2 м толщина теплоизоляционного слоя определяется по формуле

\delta_{k} = \frac{d}{2} (B - 1) , (2)

lnB = 2\pi\lambda_{k}[r_{tot} - r_{m} - \frac{1}{\alpha_{e}\pi(d + 0,1)}] , (3)

где B = \frac{d_{i}}{d} — отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру изолируемого объекта;

r_{tot} — сопротивление теплопередачи на 1 м длины теплоизоляционной конструкции цилиндрических объектов диаметром менее 2 м, м х °С/Вт;

r_{m} — термическое сопротивление стенки трубопровода, определяемое по формуле (15);

d — наружный диаметр изолируемого объекта, м.

Величины R_{tot} и r_{tot} в зависимости от исходных условий определяются по формулам:

а) по нормированной поверхностной плотности теплового потока (подп. 3.1а)

R_{tot} = \frac{t_{w} - t_{e}}{qK_{1}} , (4)

где t_{w} — температура вещества, °С;

t_{e} — температура окружающей среды, принимаемая согласно п. 3.6, °С;

q — нормированная поверхностная плотность теплового потока, принимаемая по обязательным Приложениям 4* - 7*, Вт/м2;

K_{1} — коэффициент, принимаемый по обязательному Приложению 10;

r_{tot} = \frac{t_{w} - t_{e}}{q_{e}K_{1}} , (5)

где q_{e} — нормированная линейная плотность теплового потока с 1 м длины цилиндрической теплоизоляционной конструкции, принимаемая по обязательным Приложениям 4* - 7*, Вт/м;

R_{tot} = \frac{(t_{w} - t_{e})AK_{red}}{Q} , (6)

где А — теплоотдающая поверхность изолируемого объекта, м2;

K_{red} — коэффициент, учитывающий дополнительный поток теплоты через опоры, принимаемый согласно табл. 4;

е) по заданному времени приостановки движения жидкого вещества в трубопроводе в целях предотвращения его замерзания или увеличения вязкости (подп. 3.1е)

r_{tot} = \frac{3,6ZK_{red}}{\frac{2(t_{w} - t_{wz})(V_{w}\prime\rho_{w}c_{w} + V_{m}\prime\rho_{m}c_{m})}{t_{w} + t_{wz} - 2t_{e}} + \frac{0,25V_{w}\prime\rho_{w}r_{w}}{t_{wz} - t_{e}}} , (12)

где Z — заданное время приостановки движения жидкого вещества, ч;

t_{wz} — температура замерзания (твердения) вещества, °С;

V'_{w} и V'_{m} — приведенные объемы вещества и материала трубопровода к метру длины, м3/м;

r_{w} — удельное количество теплоты замерзания (твердения) жидкого вещества, кДж/кг;

ж) для предотвращения конденсации влаги на внутренних поверхностях объектов, транспортирующих газообразные вещества, содержащие водяные пары (подп. 3.1и):

для объектов (газоходов) прямоугольного сечения

R_{tot} = \frac{t_{int} - t_{e}}{\alpha_{int}(t_{w} - t_{int})} , (13)

где t_{int} — температура внутренней поверхности изолируемого объекта (газохода), °С;

\alpha_{int} — коэффициент теплоотдачи от транспортируемого вещества к внутренней поверхности изолируемого объекта, Вт/(м2 х °С);

для объектов (газоходов) диаметром менее 2 м

r_{tot} = \frac{t_{int} - t_{e}}{\alpha_{int}\pi d_{int}(t_{w} - t_{int})} , (14)

где d_{int} — внутренний диаметр изолируемого объекта, м.

Примечание. При расчете толщины изоляции трубопроводов, прокладываемых в непроходных каналах и бесканально, следует дополнительно учитывать термическое сопротивление грунта, воздуха внутри канала и взаимное влияние трубопроводов.

3.3. При применении неметаллических трубопроводов следует учитывать термическое сопротивление стенки трубопровода, определяемое по формуле

r_{m} = \frac{ln \frac{d}{d_{int}}}{2\pi\lambda_{m}} , (15)

где \lambda_{m} — теплопроводность материала стенки, Вт/ (м х °С).

Дополнительное термическое сопротивление плоских и криволинейных неметаллических поверхностей оборудования определяется по формуле

3.4. Толщина теплоизоляционного слоя, обеспечивающая заданную температуру на поверхности изоляции (подп. 3.1ж), определяется:

где t_{i} — температура поверхности изоляции, °С;

для цилиндрических объектов диаметром менее 2 м по формуле (2), причем В следует определять по формуле

BlnB = \frac{2\lambda_{k}(t_{w} - t_{i})}{\alpha_{e}d(t_{i} - t_{e})} . (18)

3.5. Толщина теплоизоляционного слоя, обеспечивающая предотвращение конденсации влаги из воздуха на поверхности изолированного объекта (подп. 3.1з) определяется по формулам:

для плоской и цилиндрической поверхностей диаметром 2 м и более

\delta_{k} = \frac{\lambda_{k}}{\alpha_{e}} (\frac{t_{e} - t_{w}}{t_{e} - t} - 1) ; (19)

для цилиндрических объектов диаметром менее 2 м — по формуле (2), где В следует определять по формуле

3.6 За расчетную температуру окружающей среды следует принимать:

для трубопроводов тепловых сетей, работающих только в отопительный период, — среднюю за период со среднесуточной температурой наружного воздуха 8 °С и ниже;

при расчетах с целью обеспечения нормированной температуры на поверхности изоляции — среднюю максимальную наиболее жаркого месяца;

при расчетах по условиям, приведенным в подп. 3.1в - 3.1е, 3.1и, - среднюю наиболее холодной пятидневки — для поверхностей с положительными температурами; среднюю максимальную наиболее жаркого месяца — для поверхностей с отрицательными температурами веществ;

б) для изолируемых поверхностей, расположенных в помещении, — согласно техническому заданию на проектирование, а при отсутствии данных о температуре окружающего воздуха 20 °С;

при определении толщины теплоизоляционного слоя по нормам плотности теплового потока — среднюю за год температуру грунта на глубине заложения оси трубопровода;

при определении толщины теплоизоляционного слоя по заданной конечной температуре вещества — минимальную среднемесячную температуру грунта на глубине заложения оси трубопровода.

Примечание. При величине заглубления верхней части перекрытия канала (при прокладке в каналах) или верха теплоизоляционной конструкции трубопровода (при бесканальной прокладке) 0,7 м и менее за расчетную температуру окружающей среды должна приниматься та же температура наружного воздуха, что и при надземной прокладке.

При этом для трубопроводов тепловых сетей за расчетную температуру теплоносителя принимают:

для конденсатных сетей и сетей горячего водоснабжения — максимальную температуру конденсата или горячей воды.

При заданной конечной температуре пара принимается наибольшая из полученных толщин тепловой изоляции, определенных для различных режимов работы паровых сетей.

3.8. При определении температуры грунта в температурном поле подземного трубопровода тепловых сетей температуру теплоносителя следует принимать:

для конденсатных сетей и сетей горячего водоснабжения — максимальную температуру конденсата или воды.

Примечание. Температуру грунта в расчетах следует принимать: для отопительного периода — минимальную среднемесячную, для неотопительного периода — максимальную среднемесячную.

3.9. За расчетную температуру окружающей среды при определении количества теплоты, выделившейся с поверхности теплоизоляционной конструкции за год, принимают:

для трубопроводов при прокладке в каналах или бесканальной — в соответствии с подп. 3.6г.

3.10. Для изолируемых поверхностей с положительными температурами толщина теплоизоляционного слоя, определенная по условиям п. 3.1, должна быть проверена по подп. 3.1а и 3.1ж, а для поверхностей с отрицательными температурами — по подп. 3.1а и 3.1з. В результате принимается большее значение толщины слоя.

3.11. При бесканальной прокладке теплопроводность основного слоя теплоизоляционной конструкции \lambda_{k} определяется по формуле

где \lambda — теплопроводность сухого материала основного слоя, Вт/(м х °С), принимаемая по справочному Приложению 2;

К — коэффициент увлажнения, учитывающий увеличение теплопроводности от увлажнения, принимаемый в зависимости от вида теплоизоляционного материала и типа грунта по табл. 3.

3.12. Тепловой поток через изолированные опоры труб, фланцевые соединения и арматуру следует учитывать коэффициентом к длине трубопровода K_{red} , принимаемым по табл. 4.

4.2 Минимальную толщину теплоизоляционного слоя из неуплотняющихся материалов следует принимать:

4.7 Для предохранения покровного слоя от коррозии следует предусматривать:

Обязательное

НОРМЫ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ ПОВЕРХНОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ

Таблица 1

Нормы плотности теплового потока при расположении оборудования и трубопроводов на открытом воздухе и общей продолжительности работы в год более 5000 ч

Таблица 2

Нормы плотности теплового потока при расположении оборудования и трубопроводов на открытом воздухе и общей продолжительности работы в год 5000 ч и менее

Таблица 3

Нормы плотности теплового потока при расположении оборудования и трубопроводов в помещении и общей продолжительности работы в год более 5000 ч

Приложение 7* Обязательное

НОРМЫ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ ПОВЕРХНОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ ДВУХТРУБНЫХ ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ПРИ ПРОКЛАДКЕ В НЕПРОХОДНЫХ КАНАЛАХ И ПОДЗЕМНОЙ БЕСКАНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКЕ

Таблица 1

Нормы плотности теплового потока трубопроводов при общей продолжительности работы в год 5000 ч и менее, Вт/м

Таблица 2

Нормы плотности теплового потока трубопроводов при общей продолжительности работы в год более 5000 ч, Вт/м