Teknisen eristäjän käsikirja Simo Mäkelä - Esko Itäpalo Suomen Eristysyhdistys ry OPETUSHALLITUS
Sisällys Esipuhe 8 Johdanto 9 1 Yleistä 11 Eristämisen tarkoitus 14 Käsitteet ja määritelmät (SFS-3975) 14 Standardit ja normit 16 Mittayksiköitä 16 Putkikokojen merkinnät 18 Lämpöoppi 18 Lämmönsiirtymisen muodot 21 Johtuminen 21 Kulkeutuminen (konvektio) 22 Säteily 22 Lämmönjohtavuus 24 2. Taloteknisten laitteiden eristäminen (LVI-ohjetiedosto 50 10344) 27 Eristykset 29 Materiaalien koodaus ja sarjoitus 31 Putkieristykset 32 Eristeet ja eristyskohteet 32 Ilmastointikanavien eristäminen 34 Ilmastointikanavan lämpöeristys 35 Paloeristykset (PE) 36 Rakennusten paloluokitus 37 Paloeristyksessä käytettävät eristysmateriaalit 38 Ilmanvaihtokanavien paloeristys 39 Ilmakanavan palonkestävyys 40 Taulukoiden käyttö paloeristysten suunnitteluun 44 Äänieristys (ÄE) 45 Putkien ja kanavien kondenssieristykset (KE) 46 Eristystyö 46 Eristeiden asennus 46 Mineraalivillamatot 48 Vaahdotetusta polystyreenistä valmistettu kouru ja levy 49 Päällysteiden asennus 50 PVC- päällysteet 50 Pelti- ja metallilevypäällysteet 52 Höyrynsulku (K) 53 Venttiilien ja laitteiden eristykset 53 Laitteet 54 Eristys putken tai kanavan lävistäessä rakenteen 54 Eristys putkiston lämpöliiketilan varaajana 55 Eristämisessä käytettävät työkalut 55 4
3. Teollisuuseristäminen 57 Eristystyön suoritus 60 Alusrakenteet (etäisyystuenta) 60 Etäisyystukien muotoja 60 Putkieristeen asennus 63 Varikkomatolla eristetty putkikäyrä (suuret halkaisijat) 65 Verkkomaton asennus putkelle 67 Polystyreenikourun asennus 68 Mineraalivillakourut 70 Putkilaipat ja kotelot 71 Liikuntasauma 72 Eristeen asennus säiliöille 73 Kattilan, kanavien ja sähkösuodattimen eristykset 75 Ilma- ja savukaasukanavat 76 Sähkösuodattimen seinä 77 4. Kylmäeristäminen 83 Kylmäeristyksen erityispiirteet 85 Lämpövirta 86 Kosteusvirta 86 Miksi eristetään 87 Taloudellinen kylmäeristys 87 Kaste-/hikoilueristys (kondenssieristys) 87 Kastepiste 87 Prosessitekninen kylmäeristys 87 Lämmönjohtavuus 89 Höyrynsulku 90 Höyrynsulun sijainti 91 Höyrynsulun asennus 92 Jäähdytetyt tilat 92 Diffuusio 93 Kylmäeristystyön perusteet 94 Eristystyön suorittaminen 99 Kylmäeristyksen suorittaminen (SFS 4967) 100 Polyuretaaniruiskutus ja paikalla valu (SFS 4967) 101 Sullontaeristeet 102 Ilmastoinnin jäähdytysvesiputkien eristäminen 103 Putkiston korroosiosuojaus (SFS-4967) 103 Putkistojen eristäminen solukumilla 103 Prosessitekninen kylmäeristys 105 Putket, joiden lämpötila vaihtelee jaksoittain 106 Vaipan sisäpintaan kondensointi 107 5
5. Korkealämpöeristäminen 109 Yleistä 111 Materiaalit 112 Vuoraukset 114 Massavuoraus 114 Kuituvuoraukset 115 Monikerroshuopavuoraus 116 Kuitumoduulivuoraus 117 Ruiskutettu keraaminen kuituvuoraus 117 Yhdistelmät (kombinaatiot) 118 Sisäpuolinen lisäeristys (tapetointi) 118 Vuorauksen ulkopuolinen eristys 118 6. Laivaeristykset 119 Johdanto 121 Eristyskohteet laivassa 121 Paloeristys ja alusten rakenteet palosuojelussa 122 Palovyöhykkeet 122 Osastoivat rakenteet 123 Ääneneristys laivassa 127 Ääntä eristävät rakenteet (SFS 8255) 127 Lämpöeristys laivoilla 128 Lämpöeristysmateriaalit 129 Eristyksen asennushuolellisuus ja eristysvaatimuksia 129 7. Ääneneristys ja meluntorjunta 131 Yleistä 133 Ääni ja melu 133 Ääniaallot 133 Äänen taajuus 134 Ääneneristävyys 135 Ääneneristäminen koteloimalla äänilähde 136 Talotekniset laitteet 137 Polttimet ja kattilat 137 Pumput ja putket 138 Viemärit 139 Ilmastointilaitteiden äänenvaimennus 140 Ilmastointikanavat 140 6
8. Päällysteet (SFS-3914) 143 Metallilevypäällysteet 145 Sinkitty teräslevy 147 Alumiinilevy 148 Maalipinnoitetut sinkityt teräslevyt SFS-EN 10169 149 Ruostumaton ja haponkestävä teräs 150 PVC-päällysteet 151 Valmiiksi päällystetyt eristeet ja elementit 152 Eriste- ja päällystemateriaaleilta vaadittavat ominaisuudet 152 Merkinnät ja koodaus 153 9. Eristysmateriaalit (SFS 3976) 157 Eristysmateriaalien valmistus (SFS-3976) 159 Sekarakenteita 160 Mineraalipohjaiset eristeet 160 Vuorivilla (kivivilla) 160 Eristeitä 161 Lasivillalamellimatto 161 Kivivillalamellimatto 161 Verkkomatot 161 Kourut 162 Alumiinifoliopäällysteiset vuorivillakourut 162 Vuorivillalevyt 163 Sullontavilla 164 Lasivilla 164 Putkieristeet (kourut) 165 Valkovillat 165 Lasivillalevyt 166 Vaahtomuovit 166 Paisutettu polystyreeni (expanded polystyrene, EPS) 167 Solukumi 170 Muita vaahtomuoveja 171 Eristyselementit 173 Keraamiset eristeet 174 Vaahtohiilikuitueristeet 175 Perliitti 175 Vaahtolasi 176 Erikoiseristeet 178 Heijastusfolioeristeet 178 Supereristeet, monikerros- eli multilayer-eristeet 178 Eristysmateriaalien käyttölaajuus 179 7
10. Syventävä teoria, lämpöoppi 181 Lämmönsiirtymiskerroin 183 Lämpöhäviö 184 Lämpölaajeneminen 185 Lämpöeristykset 187 Suojaeristykset 188 Jäätymissuojaeristys 188 Putkiston saattolämmitystapoja 188 Prosessitekninen lämpöeristys 190 Savukaasukanavat ja savukaasunpuhdistuslaitteet 190 Säiliöeristykset 191 Kuljetuskanavat 191 Korkeapaineisen höyryn putkistot ja laitteet 192 Turbiinit 193 Lämmön johtuminen tasopinnalta ja putkesta 193 11. Työmaatekniikka 195 Ympäristönhuolto 198 Työsuojelu 198 Henkilökohtaiset suojaustoimenpiteet 198 Mineraalivillan terveydelliset vaikutukset 198 12. Tehtäviä 200 Eristystuotteiden valmistajien ja maahantuojien yhteystietoja 202 Kirjallisuus 202 Kuvat ja piirrokset 203 8
Taulukko 1.2. Putkien mitat teräsputkien standardin EN 253 ja ilmastointikanavat standardin SFS 3282 mukaan sekä ko. putkikoko ja vastaavat eristyskourujen sisämitat Teräs putket FeDN 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100-125 150 200 250 300 350 400 500 600 700 800 900 1 000 1 200 1 600 2 000 17,2 21,3 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 114,3-139,7 168,3 219,1 273 323,9 355,6 406,4 508 610 711 813 914 1 016 1 220 1 620 2 020 Ulkoläpimittamm Kierteitettyteräsputki FeDN in (sinkitty) 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/4" 1 1/2" 2" 2 1/2" 3" 4" - 5" 6" Putkistojärjestelmien lämpötiloja KupariputkiDu mm 12 15 18 22 28 35 42 54 63 76 89 108 - Eristyskouru Di mm 12 15 18 22 28 35 42 49 Fe 54 Cu 60 Fe 64 Cu 76 89 114 Fe 108 Cu IV 133 140 169 219 Fe 208 IV 273 Fe 259 IV 324 356 406 508 612 414 813 914 IV-kanavat SFS 3282 80 100 125 160 200 250 315 400 500 Kaukolämpövesi Patteriverkosto Lämmin käyttövesi Kylmä käyttövesi Ilmastoinnin jäähdytysverkosto Pakkastilojen jäähdytysputkisto Kylmäsäilytystilat Varavoimakoneet Meno O C 120 70 55 5 15 6 12-40 -12 550 Paluu O C 25 30 40 50 10 17 Huom. Vaihtelee ulkolämpötilan mukaan Uudet lämmitysverkostot Saantipaikasta riippuen Pakokaasulämpötila (ahdettu diesel) Taulukko 1.3. Esimerkkejä erilaisten putkistojärjestelmien lämpötiloista 19
Ilmastointikanavien paloeristystä. Kuva 2.6. Suorakaidekanavan paloeristäminen (ohjetiedosto LVI 50 10344) Kuva 2.7. Paloeristäminen. Levyjen kiinnitys hitsausnauloilla kaksikerroksisessa eristyksessä (kuva: ohjetiedosto LVI 50-10344) s= paloeristyspaksuus) Kuva 2.8. Levyjen kiinnitys teräsvanteilla ja peltiprofiileilla kaksikerroksisessa eristyksessä (kuva: ohjetiedosto LVI 50-10344) 41
Polystyreenikourun asennus Polystyreenikourua käytetään esimerkiksi putkistojen eristämiseen niiden pinnalle syntyvän kondenssiveden estämiseksi. Tapaa käytetään mm. paperitehtaissa. Polystyreenikourussa sekä pituus- että poikkisaumat joudutaan limittämään. Asennus aloitetaan kokomittaisella ja puolikourulla. Pontatut pienet kourut eivät tarvitse puolitusta. Kuva 3.22. Polystyreenikourun asennuksen aloittaminen Jollei käytetä polystyreenistä valettuja käyriä, täytyy ne leikata kourusta. Kuva 3.23. Putkikäyrän osat leikataan huolellisesti polystyreenikourusta tai käytetään valmiita käyräkappaleita 68
Kuva 4.13. Esimerkki kylmiöstä 1. Betoniseinät 2. Höyrysulku 3. Eristys kaksi kerrosta, saumat limitettynä 4. Suojapaperi, ei diffuusiotiivis 5. Lattia 6. Kiinnittimet koolaukselle 7. Puukoolaus 8. Profiilipeltiseinä 106 Putket, joiden lämpötila vaihtelee jaksoittain Teollisuuden käytössä on putkistoja, jotka toimivat vuorottain kylmäputkistoina ja tarvitsevat sen mukaisen eristyksen ja jotka ajoittain toimivat lämpiminä putkina ja tarvitsisivat sen mukaisen lämpöeristyksen. Teknisesti näitä putkia ei ole mahdollista eristää täysin edellä mainittujen tapojen mukaan. Se, miten hyvin eristäminen onnistuu, riippuu suuresti niistä lämpötiloista, jotka putkistossa vaihtelevat. Samoin siihen vaikuttavat myös käyttöjaksojen pituudet eli se, ovatko jaksot tuntien, päivien vai kuukausien mittaisia. Mikäli lämpötilaerot ovat enintään kymmeniä asteita, putkisto voidaan eristää kuten kylmäputkisto. Jos lämpöjakson aikana putken lämpötila ylittää veden höyrystymislämpötilan, on eristäminen jo hyvin vaativaa. Eristeeseen muodostuva vesi vaatii höyrystyessään ulospääsyn. Paine muodostuu helposti niin suureksi, että se rikkoo höyrynsulut. Kun putki jäähtyy, on eristeessä oleva supistuvan ilman synnyttämä alipaine vesihöyryn osapaineen lisäksi ajamassa kosteutta ulkoilman mukana eristeeseen. Lisäksi vaihteleva lämpöliike aiheuttaa omat hankaluutensa. Putken voi eristää tavanomaisella lämpöeristeellä, jonka päälle tulee toinen kerros, joka on höyrytiivis. Toinen kerros voi olla vaahtolasia tai verkotettua polymeeriä. Putkiston ja lämmöneristeen lämpöliikkeet on ehdottomasti otettava huomioon. Mikäli lämpimät jaksot ovat riittävän pitkät, voidaan suunnitella eristyksen päällysteet osittain purettaviksi lämmitysjakson aikana tapahtuvan kuivauksen takia.