Объем изоляции круглой поверхности по внутреннему диаметру

Нормативная методика вычисления: характеристики

Процесс расчета теплоизоляции поверхностей цилиндрического типа непростой, поэтому по возможности его доверяют специалистам. Если работы приходится выполнять самостоятельно, то оптимальным методом для расчета теплоизоляции разного типа трубопроводов считается вычисление с учетом нормируемых показателей потери тепла.

Данные о величинах теплопотерь установлены и прописаны в специальной нормативной документации и зависят от типа прокладки и диаметра труб. Обычно возможны следующие варианты размещения трубопроводов:

под открытым небом;
в закрытом помещении;
в непроходных каналах;
бесканальным методом.

Суть расчета сводится к выбору теплоизоляции с такой толщиной, чтобы тепловые потери на практике не преувеличивали данных, прописанных в СНиПе. Соответствующим Сводом Правил регулируется и метод проведения расчета с упрощенным алгоритмом, приспособленным для среднестатистического пользователя. По большей мере упрощения касаются следующих моментов:

не учитываются потери тепла при повышении температуры стенок труб в трубопроводах;
не принимается во внимание сопротивление теплопередаче стальной стенки трубы из-за низкой способности к этому металла .

Практически для расчета толщины теплоизоляции используют формулы, рассчитанные как для стационарной, так и для нестационарной передачи тепла через стенки из разного типа материалов

Важно помнить о том, что принцип расчета толщины утеплителя для трубопроводов должен учитывать условия работы:

материалы в основе теплоизоляции;
перепады температур в зависимости от сезона;
уровень влажности и пр.

Удобнее всего для расчета толщины утеплителя трубопроводов использовать специальные таблицы, в которых прописаны диаметр труб с температурой носителя. Что касается типа теплоизоляции, то оптимальный вариант — использование специальных цилиндров, не требующих сложного монтажа и сохраняющих эксплуатационные характеристики на протяжении всего срока использования.

Рассмотрим два основных метода расчета толщины теплоизоляции: на основании онлайн калькулятора и инженерных формул, позволяющих получить результат, максимально правильный с учетом всех параметров.

Онлайн калькулятор для вычисления требуемого объема теплоизоляции для трубопроводов

В условиях нашей страны с ее огромными просторами трубопроводный транспорт является самым эффективным средством транспортировки жидких продуктов. Размеры труб при этом достигают трехметрового диаметра, что позволяет транспортировать по ним большие объемы продуктов. Естественно, что такие магистрали нуждаются в определенной защите от разных факторов:

коррозии всех видов;
промерзания;
физического воздействии природных явлений;
от несанкционированного вмешательства посторонних лиц.

Все магистрали, включая газопроводы и нефтепроводы, не говоря уже о водных системах, подлежат изолированию работы в температурном интервале -45 + 60 градусов. Массовое применение такой технологической операции требует тщательного расчета потребности в материалах покрытия поверхности труб, чтобы расходы на нее были оптимальными, подсчет изоляции трубопроводов с использованием различных калькуляторов является необходимостью.

Методики расчета

Проводятся теплоизоляционные работы на трубопроводах либо по расчетам, произведенным квалифицированным инженером, либо на основании самостоятельно сделанных вычислений. Но с появлением Интернета и специализированных сайтов появился и третий вариант, представляющий собой нечто среднее между перечисленными технологиями – онлайн калькулятор.

Онлайн калькулятор

Подобные услуги бесплатные. Программа загружается на сайт, специально инсталлировать ее на собственный компьютер не требуется. Расчет будет произведен за пару минут, достаточно выбрать одну из предложенных опций (зачем утепление):

Обеспечить необходимый уровень температуры снаружи изоляции.
Предотвратить образование влаги на внешней стороне трассы.
Уйти от риска замерзания содержимого.
Обеспечить утепление двухтрубной сети, проложенной под землей.

Фрагмент из автоматической программы

Далее пойдут уточнения:

диаметр конструкции;
наличие защитного слоя;
материал для утепления;
температура.

Продолжение автоматического расчета

Самостоятельные вычисления

Шаг 1. Определение температурного сопротивления используемого материала по формуле

Определение температурного сопротивления используемого материала по формуле

где

Из – коэффициент выбранного утеплителя;
Dиз – диаметр теплоизоляционного слоя;
В – коэффициент теплообмена между теплоизоляцией и воздухом;
Dн – диаметр конструкции

Шаг 2. Расчет линейной плотности потока

Расчет линейной плотности потока

где

tиз – температура на плоскости утеплителя;
tн – температура на поверхности трассы.

Шаг 3. Вычисление внутренней температуры

Вычисление внутренней температуры

где

dв – внутренний диаметр элемента;
т – коэффициент теплопроводности утеплителя;
г – коэффициент теплообмена между внешней средой и стенками трассы.

Шаг 4. Расчет теплового баланса (показатели с этого шага вам уже знакомы)

Расчет теплового баланса (показатели с этого шага вам уже знакомы)

Шаг 5. Определение толщины материала для утепления

Определение толщины материала для утепления

На таких же формулах базируется и онлайн калькулятор, но только вам решать, хотите ли вы проверять программу.

А вот и результат работ

Калькулятор теплоизоляции трубопроводов поможет вам сохранить нужную температуру внутри сети и продлит срок службы конструкции.

Укладка изоляции

Расчет изоляции зависит от того, какая укладка применяется. Она может быть наружной либо внутренней. Наружная изоляция рекомендована для защиты систем отопления. Она наносится по внешнему диаметру, обеспечивает защиту от потерь тепла, появления следов коррозии. Для определения объемов материала достаточно вычислить поверхностную площадь трубы.

Теплоизоляция сохраняет температуру в трубопроводе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

Внутренняя укладка используется для водопровода. Она отлично защищает от химической коррозии, предотвращает потери тепла трассами с горячей водой. Обычно это обмазочный материал в виде лаков, специальных цементно-песчаных растворов. Выбор материала может осуществляться и в зависимости от того, какая прокладка будет применяться.

Канальная прокладка востребована чаще всего. Для этого предварительно устраиваются специальные каналы, в них и помещаются трассы. Реже используется бесканальный способ укладки, так как для проведения работ необходимо специальное оборудование и опыт. Метод применяется в том случае, когда выполнять работы по устройству траншей нет возможности.

Калькулятор расхода рулонной битумной изоляции для труб

Как правильно рассчитать расход гидроизоляции на трубу.

Для гидроизоляции трубы усиленного и/или весьма усиленного типа мы будем применять такие материалы:

Грунтовка асмольная жидкая.
Битумно-полимерная (или аналоги) лента с липким слоем.

Перед началом нанесения изоляции нам нужно понимать как правильно рассчитать расход изоляции (ленты и праймера) на изолируемый участок трубопровода.

Исходные данные необходимые для расчета:

Диаметр трубы.
Протяженность участка.
Тип изоляции согласно ГОСТ / ДСТУ: усиленный или весьма усиленный тип.

Расчет изоляции на трубу — формула.

Рассчитаем площадь поверхности трубы по формуле:

S = π × d × h

S — площадь поверхности участка трубы.
π ≈ 3,14
d — диаметр трубы.
h — длина участка трубы.

Расход битумной ленты толщиной в 1,8 мм на 1 метр квадратный.

Весьма усиленная гидроизоляция (ВУС):

m = S × 4 кг/м² — расход ленты на квадрат поверхности ВУС изоляции

Усиленная гидроизоляция (УС):

m = S × 2,5 кг/м² — расход ленты для изоляции усиленного типа

m — масса ленты.
S — площадь изолируемой поверхности.

Расход грунтовки (праймера) в обеих случаях рассчитывается из расхода 300 мл/м².

Важно: расчеты совпадают с фактическим объемом материалов при условии соблюдения технологии нанесения изоляции. А именно:

лента для ВУС изоляции наносится в нахлест 50% за один проход;
лента для ВУ изоляции наносится в нахлест от 5% до 10%, образуя узкую полосу нахлеста на стыках;
грунтовка наносится лишь на поверхность трубы (металла) тонким ровным слоем до 2 мм.

Изоляционные материалы

Гамма средств при устройстве изоляции весьма обширна. Их различие состоит как в способе нанесения на поверхности, так и по толщине слоя термоизоляции. Особенности нанесения каждого вида учтены калькуляторами для подсчета изоляции трубопроводов. По-прежнему актуально использование различных материалов на основе битума с применением дополнительных армирующих изделий, например стеклоткани или стеклохолста.

Более экономичными и прочными являются полимерно-битумные составы. Они позволяют вести быстрый монтаж а качество покрытия при этом получается долговечным и эффективным. Материал, называемый ППУ, надежен и прочен, что позволяет его применение, как для канального, так и бесканального способа прокладки магистралей. Используется также жидкий пенополиуретан, наносимой на поверхность по ходу монтажа, а также и другие материалы:

полиэтилен как многослойная оболочка, наносится в условиях промышленного производства для гидроизоляции;
стекловата различной толщины, эффективный утеплитель из-за своей невысокой стоимости при достаточной прочности;
для теплотрасс эффективно используются минеральные ваты расчетной толщины для утепления труб различных диаметров.

Монтаж изоляции

Расчет количества изоляции во многом зависит от способа ее нанесения. Это зависит от места применения – для внутреннего или наружного изолирующего слоя. Его можно выполнить самостоятельно или использовать программу – калькулятор для расчета теплоизоляции трубопроводов. Покрытие по наружной поверхности используется для водяных трубопроводов горячего водоснабжения при высокой температуре с целью ее защиты от коррозии. Расчет при таком способе сводится к определению площади наружной поверхности водопровода, для определения потребности на погонный метр трубы.

Для труб для водопроводных магистралей применяется внутренняя изоляция. Основное ее назначение – защита металла от коррозии. Ее используют в виде специальных лаков или цементно-песчаной композиции слоем толщиной несколько мм. Выбор материала зависит от способа прокладки – канальный или бесканальный. В первом случае на дне отрытой траншее размещаются бетонные лотки, для размещения. Полученные желоба закрываются бетонными же крышками, после чего канал заполняется ранее вынутым грунтом.

Бесканальная прокладка используется, когда рытье теплотрассы не представляется возможным. Для этого нужно специальное инженерное оборудование. Расчет объема тепловой изоляции трубопроводов в онлайн-калькуляторах является достаточно точным средством, позволяющим рассчитать количество материалов без возни со сложными формулами. Нормы расхода материалов приводятся в соответствующих СНиП.

«>

Введите данные в онлайн калькулятор для расчёта

Перед использованием калькулятора прочтите инструкцию.

Рассчитанную тепловую мощность рекомендуется увеличить на 20% для покрытия неучтенных обстоятельств, что и предусмотрено в предлагаемом расчёте. Для того, чтобы система водяного отопления правильно функционировала, необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе.

Скорости продвижения воды в трубопроводах рекомендуется в пределах от 0,3 до 1.5 м/сек;
при скорости меньшей 0.3 м/сек в системе могут появляться воздушные пробки;
при скорости большей 1.5 м/сек – гидравлические шумы. Таким образом,оптимальная скорость продвижения воды в трубопроводах находится в пределах от 0,4 до 1 м/с.

Для расчёта потерь давления кроме диаметра и длины трубопровода в нашем онлайн калькуляторе, необходимо также задать материал труб, эквивалентная шероховатость которых определяет затраты на преодоление трения жидкости о стенки труб; полученный результат умножается на коэффициент 1.2 для учета гидравлического сопротивления отводов, поворотов, кранов и других элементов трубопровода.

Формула расчета объема трубы

Труба является цилиндром, поэтому объем вычисляется как произведение площади основания на высоту цилиндра (длина трубы). Так как основанием цилиндра является круг, площадь основания можно рассчитать через радиус или диаметр.

В частном строительстве могут случиться ситуации, когда котельная расположена в основном здании, но от него требуется провести теплотрассу к другой постройке – жилой, технической, подсобной, сельскохозяйственной и т.п. Получается, что некоторые участки трубы проходящие, например, через неотапливаемые помещения, через подвалы или чердаки, проложенные в подземных каналах а иногда – и просто на открытом воздухе, чтобы не допустить ненужных потерь тепловой энергии потребуют дополнительной термоизоляции.

Калькулятор расчета термоизоляции труб отопления при наружной прокладке

Удобнее всего, конечно, использовать готовые утеплительные полуцилиндры, но если такой возможности нет, то можно применить и минеральную вату. Найти требуемые значения толщины утеплителя несложно – для этого есть соответствующие таблицы. Проблема в том, что любой волокнистый утеплитель при таком использовании со временем обязательно даст усадку, и его толщины может стать недостаточно. Предусмотреть этот нюанс поможет калькулятор расчета термоизоляции труб отопления при наружной прокладке.

Для расчетов потребуются некоторые табличные данные – они указаны ниже, с соответствующими пояснениями.

Табличные данные для расчета и пояснения по его проведению

Точный расчет подобного утепления теплотрассы – это весьма сложные вычисления, и проводит их нет необходимости, так как основные показатели давно определены и сведены в таблицы. Ниже представлена таблица, которую с успехом можно использовать при утеплении теплотрасс минеральной ватой для практически всей Европейской части России. При желании, для районов с более суровым или, наоборот, мягким климатом можно найти свои значения, вбив в поисковике «СП 41-103-2000».

Наружный диаметр трубы, мм	Температурный режим теплоносителя, °С
подача	обратка	подача	обратка	подача	обратка
65	50	90	50	110	50
Толщина минераловатной изоляции, мм
45	50	50	45	45	40	40
57	58	58	48	48	45	45
76	67	67	51	51	50	50
89	66	66	53	53	50	50
108	62	62	58	58	55	55
133	68	68	65	65	61	61
159	74	74	64	64	68	68
219	78	78	76	76	82	82
273	82	82	84	84	92	92
325	80	80	87	87	93	93

Любая минеральная вата при накручивании на трубы обязательно со временем даст усадку. Можно, конечно, «намотать» ее с большим запасом, но это нерентабельно, а кроме того, СНиП определяет и предельно допустимые максимальные толщины утепления:

Наружный диаметр трубопровода, мм	Предельная толщина термоизоляции трубы, мм, при температуре носителя
до +19°С	+20°С и более
18	80	80
25	120	120
32	140	140
45	140	140
57	150	150
76	160	160
89	180	170
108	180	180
133	200	200
159	220	220
219	230	230
273	240	230
325	240	240

предельная толщина

Лучше всего – провести вычисления, в которых учтен коэффициент уплотнения материала и диаметр утепляемой трубы. Для этого есть соответствующая формула, которая и заложена в предлагаемый калькулятор.

А коэффициент уплотнения несложно определить из следующей таблицы:

Минераловатные утеплители и диаметр изолируемых труб	Коэффициент уплотнения Kc.
Маты минеральной ваты прошивные	1.2
Маты термоизоляционные «ТЕХМАТ»	1,35 ÷ 1,2
Маты и полотна из супертонкого базальтового волокна (в зависимости от условного диаметра трубы, мм):
→ Ду утеплить трубы отопления на открытом воздухе – в специальной публикации нашего портала.

Прежде чем приступить к заказу и монтажу изоляции, необходимо как можно точнее сделать расчет необходимого количества, толщины и вида тепло-звукоизоляционных материалов, убедится в их совместимости с другими компонентами конструкции.

Непрофессиональный расчет может оказаться ошибочным в связи со спецификой каждого конкретного материала, региона строительства, типа конструкции, геометрии сооружения, требований в строительном законодательстве. Специалистами компании ROCKWOOL подготовлена серия программ расчета, учитывающих все эти нюансы.

Виды изоляционных материалов

Для выполнения изоляции трубопроводов используются различные материалы. Они отличаются по типу нанесения, толщине слоя и по своим характеристикам. К выбору следует относиться внимательно. Битумные покрытия еще не так давно считались самыми востребованными. В некоторых случаях трубу может дополнительно защищать стеклохолст. Битумные материалы используются для теплоизоляции подземных линий. Они препятствуют возникновению коррозии. Рабочие условия следующие: при обычной наружной прокладке -40/+65°C, для подземного глубинного использования -5/+30°C.

Таблица изоляции медных и стальных труб.

В целях экономии можно применять полимерно-битумные композиции. Монтаж быстрый, качество изоляции трубопровода получается высоким. ППУ — надежный и прочный материал, который может быть использован во время бесканальной или канальной прокладки коммуникаций, для надземного трубопровода. Получается прокладка «труба в трубе». Процесс работ простой, с ним справится даже новичок. Пенополиуретан в жидком виде наносится на поверхность, после чего он застывает, образуя прочную и крепкую скорлупу.

Антикоррозионная, полиэтиленовая изоляция — это многослойное покрытие, которое наносится только в промышленных условиях. Такие трубы применяются для транспортировки нефтепродуктов, газовых смесей. Стекловата сегодня применяется тоже часто. Это простой и надежный материал, который наносится просто. Расчет площади проводится без особых трудностей, но необходимо учесть толщину слоя. Минеральная вата тоже отлично подходит для теплотрасс. Материал может использоваться для утепления труб с разным диаметром.

Расчет изоляционных материалов трубопроводов

Расчеты изоляции для трубопроводов провести несложно, для удобства рекомендуется пользоваться специальными калькуляторами. Есть ряд действий, которые позволяют предварительно определить объемы материалов. Перед тем как начинать расчеты, следует сразу определиться, какой именно тип утеплителя будет использован. Изоляторы отличаются не только внешне, но и условиям укладки, свойствами.

Качество материалов высокое, слой получается тонким, но прочным, полностью выполняющим все функции. Расчет делается таким образом:

Используется формула вычисления площади цилиндра S=2πr(h+r), где r – радиус основания трубы, h – параметр длины трубы, π – константа, приближенное значение для данного случая используется 3,14.
Полученное значение и есть площадь окраски. Далее следует согласно инструкции производителя определить расход материала.

Схема расчета теплоизоляции для трубы.

При использовании обычных изоляционных материалов расчеты проводятся намного проще. Необходимо определить объем для внутренней части трубы и внешней. Для этого применяется формула V=πr2h, где:

V – объем трубопровода;
r – значение радиуса (внешнего или внутреннего);
h – длина трубы;
π равно 3,14.

Отдельно вычисляется значение внутреннего и внешнего радиуса, полученная разница и будет равна объему всего материала изоляции трубопровода. Обертывание – это вариант внешней изоляции. В данном случае расчет выполняется аналогично по первой указанной формуле, но требуется учитывать толщину материала, так как она оказывает влияние на количество.

Как произвести расчет без калькулятора

Зимой не очень приятно находиться и засыпать в холодной комнате, а тепло создает нормальные условия для жизни и благотворно отразится на здоровье.

Перед началом монтажа отопительной системы необходимо провести расчет диаметра трубы для отопления. Если этот расчет будет сделан правильно, то при минимальных энергетических затратах производительность будет высокой.

Чтобы такого не случилось, стоит грамотно и качественно провести все пункты от первого до последнего и выбрать оптимальный диаметр (символьное обозначение ∅) труб. Чаще всего используются системы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Температуры точки росы, для различных значений температур и относительной влажности воздуха в помещении:

% влажность / температура °C	40%	45%	50%	55%	60%	65%	70%	75%	80%	85%	90%	95%
-10,65	-9,34	-8,16	-7,05	-6,06	-5,14	-4,26	-3,46	-2,7	-1,96	-1,34	-0,62
1	-9,85	-8,52	-7,32	-6,22	-5,21	-4,26	-3,4	-2,58	-1,82	-1,08	-0,41	0,31
2	-9,07	-7,72	-6,52	-5,39	-4,38	-3,44	-2,56	-1,74	-0,97	-0,24	0,52	1,29
3	-8,22	-6,88	-5,66	-4,53	-3,52	-2,57	-1,69	-0,88	-0,08	0,74	1,52	2,29
4	-7,45	-6,07	-4,84	-3,74	-2,7	-1,75	-0,87	-0,01	0,87	1,72	2,5	3,26
5	-6,66	-5,26	-4,03	-2,91	-1,87	-0,92	-0,01	0,94	1,83	2,68	3,49	4,26
6	-5,81	-4,45	-3,22	-2,08	-1,04	-0,08	0,94	1,89	2,8	3,68	4,48	5,25
7	-5,01	-3,64	-2,39	-1,25	-0,21	0,87	1,9	2,85	3,77	4,66	5,47	6,25
8	-4,21	-2,83	-1,56	-0,42	-0,72	1,82	2,86	3,85	4,77	5,64	6,46	7,24
9	-3,41	-2,02	-0,78	0,46	1,66	2,77	3,82	4,81	5,74	6,62	7,45	8,24
10	-2,62	-1,22	0,08	1,39	2,6	3,72	4,78	5,77	7,71	7,6	8,44	9,23
11	-1,83	-0,42	0,98	1,32	3,54	4,68	5,74	6,74	7,68	8,58	9,43	10,23
12	-1,04	0,44	1,9	3,25	4,48	5,63	6,7	7,71	8,65	9,56	10,42	11,22
13	-0,25	1,35	2,82	4,18	5,42	6,58	7,66	8,68	9,62	10,54	11,41	12,21
14	0,63	2,26	3,76	5,11	6,36	7,53	8,62	9,64	10,59	11,52	12,4	13,21
15	1,51	3,17	4,68	6,04	7,3	8,48	9,58	10,6	11,59	12,5	13,38	14,21
16	2,41	4,08	5,6	6,97	8,24	9,43	10,54	11,57	12,56	13,48	14,36	15,2
17	3,31	4,99	6,52	7,9	9,18	10,37	11,5	12,54	13,53	14,46	15,36	16,19
18	4,2	5,9	7,44	8,83	10,12	11,32	12,46	13,51	14,5	15,44	16,34	17,19
19	5,09	6,81	8,36	9,76	11,06	12,27	13,42	14,48	15,47	16,42	17,32	18,19
20	6,0	7,72	9,28	10,69	12,0	13,22	14,38	15,44	16,44	17,4	18,32	19,18
21	6,9	8,62	10,2	11,62	12,94	14,17	15,33	16,4	17,41	18,38	19,3	20,18
22	7,69	9,52	11,12	12,56	13,88	15,12	16,28	17,37	18,38	19,36	20,3	21,6
23	8,68	10,43	12,03	13,48	14,82	16,07	17,23	18,34	19,38	20,34	21,28	22,15
24	9,57	11,34	12,94	14,41	15,76	17,02	18,19	19,3	20,35	21,32	22,26	23,15
25	10,46	12,75	13,86	15,34	16,7	17,97	19,15	20,26	21,32	22,3	23,24	24,14
26	11,35	13,15	14,78	16,27	17,64	18,95	20,11	21,22	22,29	23,28	24,22	25,14
27	12,24	14,05	15,7	17,19	18,57	19,87	21,06	22,18	23,26	24,26	25,22	26,13
28	13,13	14,95	16,61	18,11	19,5	20,81	22,01	23,14	24,23	25,24	26,2	27,12
29	14,02	15,86	17,52	19,04	20,44	21,75	22,96	24,11	25,2	26,22	27,2	28,12
30	14,92	16,77	18,44	19,97	21,38	22,69	23,92	25,08	26,17	27,2	28,18	29,11
31	15,82	17,68	19,36	20,9	22,32	23,64	24,88	26,04	27,14	28,08	29,16	30,1
32	16,71	18,58	20,27	21,83	23,26	24,59	25,83	27,0	28,11	29,16	30,16	31,19
33	17,6	19,48	21,18	22,76	24,2	25,54	26,78	27,97	29,08	30,14	31,14	32,19
34	18,49	20,38	22,1	23,68	25,14	26,49	27,74	28,94	30,05	31,12	32,12	33,08
35	19,38	21,28	23,02	24,6	26,08	27,64	28,7	29,91	31,02	32,1	33,12	34,08