Полиуретановата изолация, често наричана PU, работи като термореактивен материал поради затворената си клетъчна структура, която всъщност улавя нископроводимите газове вътре, което прави топлопренасянето много по-трудно. Можем да получим този материал в твърди панели или като напръсквана пяна, а тестовете показват топлопроводимост около 0,02 до 0,025 W на mK. Това я прави около два пъти по-добра при изолация в сравнение с обикновените стъклените влакна. Специалистите от американското Министерство на енергетиката са установили, че тези PU панели запазват R-стойностите си доста стабилни във времето, въпреки че може да има някои незначителни промени, когато уловените газове се настанят напълно в самия материал.
Какво прави полиуретана толкова ефективен? Отговорът се крие в уникалната му клетъчна структура, наподобяваща пчелна пита, при която около 90 до 95 процента от тези миниатюрни клетки всъщност са запушени. В тези малки газови джобове често се използват еко-съобразни надуващи агенти, които създават изолационен ефект, спирайки както кондуктивния, така и конвективния топлинен пренос. Когато производителите искат твърди полиуретанови панели, те смесват заедно полиолови смоли и изоцианати. Химичната реакция води до създаването на този плътен материал, който също така доста добре устои на влагата. Най-важното за приложения в строителството е, че той може да поема структурни натискове, достигащи приблизително 40 паунда на квадратен инч, преди да покаже признаци на напрежение.
Полиуретанът се отличава, защото наистина се бори срещу преминаването на топлина през стените и спира изтичането на въздух около тях. Когато се монтира като непрекъснати панели вместо рула, които оставят пространства помежду си, сградите всъщност спестяват значително по енергия – около 15 до 30 процента според различни проучвания. Проведени от трети страни тестове показват, че след две десетилетия тези материали все още запазват около 94% от първоначалната си топлоизолационна способност, което е по-добро от това, което обикновено виждаме при други видове пяна, особено когато условията са сурови или влажни. И като говорим за влажност, полиуретанът притежава това страхотно свойство, при което водната пара не може лесно да премине през него (с по-нисък перм рейтинг от 1). Това означава, че вероятността от структурни повреди, причинени от влага, която прониква в материала с течение на времето, е много по-малка.
Когато става въпрос за отразяване на топлина, полиуретановите плочи наистина се открояват в сравнение с други материали на пазара. Термичната проводимост или k-стойност варира между около 0.022 и 0.025 W/m·K, което е приблизително с 35% по-добро от стъклото при 0.04 W/m·K и около с 25% по-добро от опциите от полистирол. Какво прави това възможно? Ами, материалът има структура от затворени клетки, която всъщност запазва инертни газове, което прави много по-трудно за топлината да премине през него. Индустриални тестове, използващи методи като ASTM C518, са показали, че тези свойства остават постоянни през годините. Това е доста различно от продуктите от минерална вълна, където ефективността обикновено пада с около 15%, когато се компресират с течение на времето.
Полиуретановата изолация има сериозен ефект върху показателите за производителност. При около 6,5 R-стойност на инч, този материал предлага приблизително двойно повече от това, което може да осигури целулозата, и около половината отново повече в сравнение с екструдирания полистирол. Според проучвания в индустрията, повечето проби все още запазват около 98% от първоначалната си изолационна способност дори след 15 години употреба. Това е доста впечатляващо в сравнение с разпенената изолация, която обикновено губи ефективност до около 88% с течение на времето. Наистина уникалното при полиуретана обаче е неговото отлични представяне при справянето с онези досадни топлинни изтичания, които затрудняват други материали като стъклената вата и пянените плочи. Извънлабораторни тестове показват, че тези инсталации намаляват загубите на енергия в точките на свързване с приблизително 40%, което ги прави разуман избор за сгради, където контролът на температурата е от решаващо значение.
Полиуретанът остава сравнително стабилен в широк диапазон на температурите, от толкова ниска, колкото -50 градуса по Целзий, до +120 градуса. Това го прави подходящ както за складиране на неща във фрижидни складове, така и за изолация на сгради в горещи пустинни климати. Когато нивата на влажност се покачат (80% относителна влажност или повече), полиуретанът абсорбира около 1% влага или по-малко. Това всъщност е доста добре, защото спира растежа на плесен и предотвратява разрушаването, свързано с топлината, каквото се случва с материали като целулозата. Продуктите от целулоза наистина се справят зле, когато влажността достигне около 90%, губейки почти 20% от своята ефективност. В реални тестове в хладилни съоръжения се е установило, че използването на полиуретанова изолация намалява годишните разходи за отопление и охлаждане с около 32% в сравнение с традиционната XPS пяна, което е особено важно, когато температурите паднат под нулата.
Затворената клетъчна структура на полиуретана действа като естествен бариеp за влага, с абсорбция на вода под 1% дори при 90% влажност. Това предотвратява капилярното действие, което води до появата на мухъл в материали като стъклената вата или минералната вълна. За разлика от абсорбиращите алтернативи, полиуретанът запазва постоянни топлоизолационни свойства при излагане на дъжд, конденз или почвена влага.
Полиуретановите плочи могат да поемат натискови сили, значително надвишаващи 150 kPa, което е напълно достатъчно за покриви, които трябва да издържат натрупване на сняг или стъпка по стъпка човешко движение. Материалът притежава специална структура с молекулярни връзки, които равномерно разпределят налягането по цялата повърхност, така че тя да не се напука под натиск или да се деформира завинаги. Поради тези характеристики, те се представят отлично като основни материали в сендвич панели, използвани в много индустриални сгради, където добрата топлоизолация, комбинирана със стабилна структурна подкрепа, е абсолютно необходима за правилното функциониране.
Тествания, които ускоряват процеса на стареене, за да симулират около 30 години морски условия, показват, че полиуретанът запазва доста добре устойчивостта си на влага, като деградацията остава под 5%. Когато става въпрос за излагане на сурови прибрежни условия, полиуретанът е по-добър от XPS и EPS пяни. Тези материали просто не са толкова устойчиви на многократното замръзване и размръзване или на излагане на солена морска влага, което с течение на времето води до образуването на микроскопични пукнатини. Анализът на термични изображения на стени, изолирани с полиуретан, след редица екстремни температурни промени между минус 30 градуса по Целзий и 50 градуса, показва нещо интересно – няма никакво мостово охлаждане, въпреки десетилетия на такива резки температурни колебания.
В днешната строителна практика полиуретановите плочи са станали доста популярни. Те предлагат стойности на термичната изолация около 6,5 на инч, което е приблизително с 30 процента по-добро в сравнение с това, което получаваме от обикновена стъклена вата. Какво прави тези плочи толкова ефективни? Е, тяхната плътна, клетъчна структура всъщност намалява движението на топлината през стени и покриви с между 40 и 50 процента в сравнение с по-стари материали. Много архитекти предпочитат да използват тези панели, когато им е нужно да обновят стари сгради, без да променят оригинания им вид. Плочите могат да се произвеждат доста тънки – понякога само 20 милиметра дебели, а също така лесно се огъват, за да се поемат онези трудни за обработка криви повърхнини, които често се срещат в исторически сгради.
При съхранение на студено, полиуретановите плочи поддържат температура между -30°C и +25°C с дебелина само 12-15 см. Обекти отчитат 35% по-ниски годишни разходи за енергия, благодарение на по-малкото включвания на компресора. Проучване от 2023 г. на 50 индустриални предприятия установи, че конструкции с полиуретанова изолация намалиха изтичането на охлаждащ агент с 18% в сравнение с тези с EPS изолация.
| Имот | PIR (Полиизоцианурат) | PUR (Полиуретан) |
|---|---|---|
| Термична проводимост | 0.022 W/mK | 0.028 W/mK |
| Огнен перформанс | Клас B1 (EN 13501-1) | Клас E (изисква добавки) |
| Типова дебелина | 100-200mm | 80-150mm |
| Най-добър за | Противопожарни стени за високи сгради | Енергийно ефективни модернизации на покриви |
PIR се предпочита в пасивни домакинства поради по-ниския му потенциал за глобално затопляне (GWP 1,230 спрямо PURs 1,450), докато PUR се предпочита за индустриални покриви, където устойчивостта на удари е критична. И двете вече включват 15-30% рециклирано съдържание в водещите европейски пазари.
Полиуретанът надминава традиционните материали по термична ефективност. С коефициент на топлопроводимост 0.022 W/mK с до 50% по-нисък от този на стъклената вата (0.040 W/mK), той постига по-високи R-стойности (6.5 на инч) с по-тънки инсталации. Това позволява да се съобразяват със стандартите за изолация, като се запазва пространството – голямо предимство при модернизации и компактни дизайни.
Например:
| Материал | Теплопроводност (W/mK) | R-стойност на инч |
|---|---|---|
| Полиуретан | 0.022 | 6.5 |
| Стъкловолокно | 0.040 | 3.7 |
| Полистиренова пяна | 0.035 | 4.0 |
Проучвания сочат, че полиуретанът има 700% по-добра изолационна способност от тухлите и 30% по-голямо запазване на енергията в сравнение с напръскваната пяна за период от десет години.
Въпреки че полиуретанът струва с 20-40% повече от стъклопластика в началото, издръжливостта и ефективността му осигуряват значителни икономии. Сгради с полиуретанова изолация отчитат с 25-30% по-ниски годишни разходи за отопление и охлаждане , като периодът за връщане на инвестицията е средно 5-7 години. За разлика от пянови плочи, които се деградират по-бързо при висока влажност, полиуретанът запазва свойствата си повече от 30 години, което минимизира необходимостта от подмяна.
Производството определено изисква много енергия, но последните подобрения в рециклирането значително съкратиха екологичния отпечатък на полиуретана. Днешните продукти всъщност могат да съдържат до деветдесет процента рециклиран материал, а освен това затворената им клетъчна структура спира неприятните парникови газове да се изпаряват. В същото време стъклената вата оставя около двадесет процента повече отпадъци в депата, защото не трае толкова дълго и съдържа свързващи вещества, които просто не се разлагат. Никой материал за топлоизолация не е напълно екологичен, това е очевидно, но ако съпоставим икономията на енергия в дългосрочен план с преминаването на производителите към циклични процеси, полиуретанът пак се откроява като една от по-добрите възможности, налични в момента за сгради, целящи намаляване на въглеродните емисии.
Полиуретановата топлоизолация осигурява превъзходна топлинна ефективност с по-ниска стойност на коефициента k, висока стойност на R на инч, устойчивост на влага и дълъг живот, което я прави ефективна за икономия на енергия и устойчивост.
Полиуретанът остава стабилен при температура от -50°C до +120°C, с ниско влагопоемане, което го прави подходящ за различни климатични условия и предпазва от плесен и материално разрушаване.
Да, подобрени процеси на рециклиране са намалили неговото екологично въздействие, а високата производителност и издръжливост на полиуретана допринасят за по-ниски въглеродни емисии в сградите.
EN
