パイプの断熱処理

配管の断熱は、あらゆる工学システムにとって非常に重要な要素です。その主な役割は以下の通りです：

• 冷たい配管上での結露防止；
• 加熱された熱媒体を流す配管における熱損失防止；
• 数百度に加熱された各種技術液体（例：石油）を輸送する産業用配管における火傷や怪我の防止；
• 特に空気ダクトにおける音響遮断；
• 蒸気や燃焼生成物を運ぶ配管が隣接する構造物に与える火災リスクの防止。

このように、多くの利点があることがわかります。次に、具体的な場合ごとの断熱方法について見ていきましょう。まず、配管用の一般的な断熱材料の種類を確認してみましょう：

• シリンダー型断熱材——長さ1〜3メートルで、PEフォーム、ゴム、ガラス繊維などの断熱材料で作られており、壁厚は様々です。
• シート状断熱材——幅が通常1メートルまたは1.2メートルで、太い配管に巻き付けるために使用されます。

アパートや個人住宅における給水配管の断熱

最も一般的なケースです。すべての家庭やアパートに配管が設置されています。ここでは水温が低いため、断熱材料に求められる性能は比較的緩めです。PEフォームシリンダーやゴム製シリンダー、または小口径のミネラルウールやガラス繊維製シリンダーを使用できます。

住宅用として一般的な断熱シリンダーの直径は12〜32ミリメートルです。冷たい配管には最も安価なPEフォームが適していますが、熱い配管にはゴムやミネラルウール製の断熱材がより効果的です。これはPEフォームの耐熱温度が70℃であり、それを超えると溶融・変形してしまうためです。したがって、PEフォームは冷たい配管の結露防止に適していますが、熱い配管の保温には向きません。

暖房用配管の断熱について特筆すべきは、ゴム製断熱材がこの分野でほぼ他に競合相手がいないことです。コストパフォーマンスの観点から見ると、ゴム製断熱材はPE系材料やミネラルウールよりも優れています。さらに、ゴム製断熱材は見た目も整っており、場合によっては追加の仕上げ処理も不要です。

これらのシリンダーの壁厚にも注意が必要です。壁厚が3〜20ミリメートルであれば、断熱性能が高まり、熱損失も少なくなります。長い暖房配管では、熱損失がボイラーから出る熱媒体の温度の50％に達することもあります。

産業用配管システムの断熱

産業用配管システムは、住宅用配管と比べて配管の直径や長さが大きく異なります。石油抽出施設などの大型施設では、配管の総延長が数十キロメートルにも及び、配管の直径も45ミリメートルから640ミリメートルまで様々です。このような条件は、断熱材料の種類や設置方法に大きな影響を与えます。

まず、配管内を流れる流体の温度を常に考慮する必要があります。各種断熱材料の使用可能な最高耐熱温度は以下の通りです：

• 拡張架橋ポリエチレン——最大70℃；
• ゴム製断熱材——最大125℃；
• ガラス繊維製シリンダーやマット——最大250℃；
• 縫い付けられた玄武岩製マット——最大400℃。

したがって、使用する断熱材料の種類は、配管内の流体温度に合わせて選ぶ必要があります。太い配管ではシリンダー型断熱材の設置が困難なため、シート状断熱材がよく使われます。このタイプの断熱材は、約1メートル×4メートルのロール状で提供されており、配管に巻き付けた後、アルミテープやガラス繊維製の布、専用のクランプで固定します。

配管に設置する際には、繊維質の断熱材が圧縮される傾向があります。そのため、圧縮率にも注意が必要です。圧縮率が低いほど良い性能を発揮します。例えば、圧縮率が2の場合、材料は元の厚さの半分になります。市販されている中で最も優れた製品は、圧縮率が1.05のものです。これらはクランプ処理されたガラス繊維製マットです。

メンテナンスや見た目を向上させるために、多くのミネラルウール製マットの表面にはアルミ箔が施され、その上にガラスメッシュが補強されています。これらの製品は完成品であり、追加の処理は不要です。

換気・空調システムの断熱

換気や空調システムでは、丸形の配管または長方形の金属ダクトが使用されます。基本的な原理は同じで、金属ダクトを通過する空気が騒音を発生させるため、その騒音を低減することが目的です。これを実現するために、配管やダクトに特殊な繊維製マットを巻き付けます。

マットの繊維構造が音波を吸収する働きをします。商業ビル（ショッピングセンターやオフィスなど）では、ダクトが天井の直下に設置されることが多いため、音響遮断マットの表面にはアルミ箔も施されており、ミネラル繊維が居住空間に侵入するのを防ぎます。

長方形のダクトで直角に曲がる場所では、繊維質の材料が過度に圧縮される傾向があります。これにより、長期間にわたって振動が続くと材料が損傷する可能性があるため、産業建築設計中央研究所は、このような場所では圧縮率の低いマットを使用することを推奨しています。