GB/T 4272-2024

GB/T 4272-2024 设备及管道绝热设计标准

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前言

译制单位：管道助手

本标准按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本标准代替 GB/T 4272-2008《设备及管道绝热技术通则》和 GB/T 8175-2008《设备及管道绝热设计导则》。
本标准由国 家标准化管理委员会提出。
本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会 (SAC/TC 20) 归口。
本标准起草单位：中国建筑科学研究院有限公司、中国石油天然气管道工程有限公司、中国石化工程建设有限公司、中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司、上海化工研究院有限公司等。
本标准主要起草人：王随林、李建辉、张传增、刘月莉、赵勇、王鹏、李刚、张秀梅、陈立、杨明。

1 范围

本标准规定了设备及管道绝热设计的术语和定义、基本规定、绝热材料及制品、绝热结构、绝热计算、施工及验收要求。
本标准适用于工业与民用建筑中工作温度为 - 196℃~850℃的设备及管道的绝热设计。
本标准不适用于核工业设备及管道、航空航天设备及管道的绝热设计。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最 新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 10294 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法
GB/T 10295 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 热流计法
GB/T 10296 绝热层稳态传热性质的测定 圆管法
GB/T 17357 设备及管道绝热层表面热损失现场测定 热流计法和表面温度法
GB/T 20219 绝热用硬质酚醛泡沫制品 (PF)
GB/T 29046 城镇供热预制直埋保温管道技术指标检测方法
GB 50126 工业设备及管道绝热工程施工规范
GB 50185 工业设备及管道绝热工程施工质量验收标准
GB 50264 工业设备及管道绝热工程设计规范

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。
3.1 绝热 insulation
为减少设备及管道与周围环境之间的热量传递，在其外表面设置的保温或保冷结构。
3.2 保温 thermal insulation
为减少设备及管道向周围环境散热而设置的绝热结构。
3.3 保冷 cold insulation
为减少周围环境向设备及管道传热而设置的绝热结构。
3.4 绝热层 insulation layer
由绝热材料及制品组成的，用于减少热量传递的结构层。
3.5 防潮层 moisture barrier layer
为防止水蒸气进入绝热层而设置的隔汽层。
3.6 保护层 protective layer
为保护绝热层和防潮层免受机械损伤、雨水侵蚀和紫外线照射而设置的结构层。
3.7 经济厚度 economic thickness
绝热工程投资年分摊费用与年散热损失费用之和为最小值时的绝热层厚度。

4 基本规定

4.1 绝热设计应遵循安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保的原则。
4.2 具有下列情况之一的设备及管道，必须进行绝热：
a) 外表面温度高于 50℃，且需要减少散热损失的；
b) 外表面温度低于环境温度，且需要防止结露的；
c) 介质温度低于或等于 0℃，且需要防止冻结的；
d) 工艺生产中需要维持介质温度稳定的；
e) 为防止人员烫伤的。
4.3 绝热设计应根据设备及管道的工作温度、工作压力、介质特性、环境条件和使用要求，合理选择绝热材料、绝热结构和绝热层厚度。
4.4 绝热层厚度应按经济厚度法计算确定，同时应满足表面温度、防结露、防冻结等要求。
4.5 对于高温设备及管道，绝热层外表面温度不应超过 50℃；对于低温设备及管道，绝热层外表面温度不应低于环境露点温度。

5 绝热材料及制品

5.1 一般要求
5.1.1 绝热材料及制品应具有出厂合格证和质量证明文件，并应符合本标准的规定。
5.1.2 绝热材料及制品的性能应稳定，在使用温度范围内不应发生变质、燃烧、腐蚀等现象。
5.1.3 绝热材料及制品的燃烧性能应符合国 家现行有关标准的规定。
5.2 保温材料及制品
5.2.1 保温材料及制品的导热系数应符合表 1 的规定。

表 1 保温材料及制品导热系数要求

5.2.2 保温材料及制品的最高使用温度应高于设备及管道的工作温度。
5.2.3 保温材料及制品的密度应符合表 2 的规定。

表 2 保温材料及制品密度要求

5.3 保冷材料及制品
5.3.1 保冷材料及制品的导热系数应符合表 3 的规定。

表 3 保冷材料及制品导热系数要求

5.3.2 保冷材料及制品的最 低使用温度应低于设备及管道的工作温度。
5.3.3 保冷材料及制品的吸水率应不大于 10%，闭孔率应不小于 88%。

6 绝热结构

6.1 一般要求
6.1.1 绝热结构应具有良好的绝热性能、机械强度和耐久性。
6.1.2 绝热结构应便于施工、检修和维护。
6.1.3 绝热结构应能适应设备及管道的热胀冷缩变形。
6.2 保温结构
6.2.1 保温结构由保温层和保护层组成。
6.2.2 对于潮湿环境或室外的保温结构，应设置防潮层。
6.2.3 保温层厚度大于 100mm 时，应分层施工，每层厚度不宜大于 80mm。
6.3 保冷结构
6.3.1 保冷结构由保冷层、防潮层和保护层组成。
6.3.2 保冷层厚度大于 80mm 时，应分层施工，每层厚度不宜大于 60mm。
6.3.3 防潮层应采用不透水、不透气的材料，且应连续完整，无破损。
6.4 保护层
6.4.1 保护层应具有良好的防水、防腐蚀、抗紫外线和机械强度性能。
6.4.2 金属保护层的厚度应符合表 4 的规定。

表 4 金属保护层厚度要求

6.4.3 非金属保护层的厚度不应小于 0.5mm。

7 绝热计算

7.1 一般要求
7.1.1 绝热计算应包括热损失计算、绝热层厚度计算和表面温度计算。
7.1.2 绝热计算应采用设备及管道的工作温度、环境温度、风速等实际参数。
7.2 热损失计算
7.2.1 平壁热损失应按式 (7.2.1) 计算：
q = λ・(t₁ - t₂) / δ
式中：
q—— 单位面积热损失，单位为瓦每平方米 (W/m²)；
λ—— 绝热材料的导热系数，单位为瓦每米开尔文 [W/(m・K)]；
t₁—— 设备及管道外表面温度，单位为摄氏度 (℃)；
t₂—— 环境温度，单位为摄氏度 (℃)；
δ—— 绝热层厚度，单位为米 (m)。
7.2.2 圆管热损失应按式 (7.2.2) 计算：
qₗ = 2π・λ・(t₁ - t₂) /ln (D₂/D₁)
式中：
qₗ—— 单位长度热损失，单位为瓦每米 (W/m)；
D₁—— 设备及管道外径，单位为米 (m)；
D₂—— 绝热层外径，单位为米 (m)。
7.3 绝热层厚度计算
7.3.1 经济厚度应按式 (7.3.1) 计算：
δ = √[(2λ・P・(t₁ - t₂)) / (S・i・C)]
式中：
P—— 年运行时间，单位为小时 (h)；
S—— 热价，单位为元每吉焦 (元 / GJ)；
i—— 年利率，单位为 %；
C—— 绝热工程单位造价，单位为元每立方米 (元 /m³)。
7.3.2 防结露厚度应按式 (7.3.2) 计算：
δ = λ・(t_d - t₁) / (α・(t₂ - t_d))
式中：
t_d—— 环境露点温度，单位为摄氏度 (℃)；
α—— 绝热层外表面换热系数，单位为瓦每平方米开尔文 [W/(m²・K)]。
7.4 表面温度计算
绝热层外表面温度应按式 (7.4.1) 计算：
t_s = t₂ + q / α

8 施工及验收

8.1 施工要求
8.1.1 绝热工程施工应符合 GB 50126 的规定。
8.1.2 施工前应检查设备及管道的表面质量，表面应无油脂、无污垢、无氧化皮、无铁锈等缺陷。
8.1.3 绝热层应铺设平整、拼接严密，缝隙应采用同类材料填充。
8.1.4 防潮层应粘贴牢固，无气泡、无褶皱、无破损。
8.1.5 保护层应安装牢固，搭接方向应顺水流方向，搭接宽度不应小于 50mm。
8.2 验收要求
8.2.1 绝热工程验收应符合 GB 50185 的规定。
8.2.2 绝热层厚度应符合设计要求，厚度偏差不应大于 - 5%。
8.2.3 绝热层外表面温度应符合本标准 4.5 的规定。
8.2.4 防潮层和保护层应完整无损，无渗漏。

附录 A (规范性附录) 绝热材料导热系数测定方法

A.1 范围
本附录规定了绝热材料稳态导热系数的测定方法。
A.2 防护热板法
防护热板法应符合 GB/T 10294 的规定。
A.3 热流计法
热流计法应符合 GB/T 10295 的规定。
A.4 圆管法
圆管法应符合 GB/T 10296 的规定。

附录 B (规范性附录) 绝热层表面热损失现场测定方法

B.1 范围
本附录规定了设备及管道绝热层表面热损失的现场测定方法。
B.2 热流计法
热流计法应符合 GB/T 17357 的规定。
B.3 表面温度法
表面温度法应符合 GB/T 17357 的规定。

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