Η μόνωση από πολυουρεθάνη, η οποία είναι γνωστή και ως PU, λειτουργεί ως θερμοσκληρυνόμενο υλικό εξαιτίας της δομής της με κλειστά κύτταρα, η οποία συγκρατεί εγκλωβισμένα αέρια με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, καθιστώντας πολύ δύσκολη τη μεταφορά θερμότητας. Μπορούμε να την πάρουμε με τη μορφή σκληρών πλακών ή ως αφρό-ψεκασμού, ενώ δοκιμές έχουν δείξει ότι η θερμική της αγωγιμότητα κυμαίνεται στα 0,02 έως 0,025 W ανά mK. Αυτό την καθιστά περίπου δύο φορές πιο αποτελεσματική στη μόνωση σε σχέση με τα συνηθισμένα υλικά από γυαλί. Το υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών έχει διαπιστώσει ότι οι πλάκες PU διατηρούν αρκετά σταθερές τις τιμές R τους με την πάροδο του χρόνου, αν και μπορεί να υπάρχουν μικρές αλλαγές όταν τα εγκλωβισμένα αέρια τελικά σταθεροποιηθούν μέσα στο ίδιο το υλικό.
Τι κάνει την πολυουρεθάνη τόσο αποτελεσματική; Μην ψάχνετε παραπένα από την μοναδική της κυτταρική δομή που μοιάζει με το μέλισσας, με περίπου 90 έως 95 τοις εκατό των μικροσκοπικών κυττάρων να είναι στην πραγματικότητα σφραγισμένα. Μέσα σε αυτές τις μικρές φυσαλίδες αέρα, συχνά βρίσκουμε φίλικούς προς το περιβάλλον παραγωγείς αερίου να βρίσκονται σε ενέργεια, δημιουργώντας ένα μονωτικό αποτέλεσμα που σταματάει τόσο την αγωγιμότητα όσο και τη μεταφορά θερμότητας με μεταφορά. Όταν οι κατασκευαστές θέλουν σταθερές πλάκες πολυουρεθάνης, αναμιγνύουν ρητίνες πολυολών και ισοκυανικά. Η χημική αντίδραση δημιουργεί αυτό το πυκνό υλικό που αντέχει επίσης αρκετά καλά στην υγρασία. Πιο σημαντικό για εφαρμογές κατασκευής, μπορεί να αντέξει δομικές πιέσεις που φτάνουν το περίπου 40 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα πριν εμφανιστούν οποιαδήποτε σημάδια έντασης.
Το πολυουρεθάνιο ξεχωρίζει διότι πραγματικά αντιστέκεται στη μεταφορά θερμότητας μέσω των τοίχων και σταματά τη διαρροή αέρα στις επιφάνειες. Όταν εγκαθίσταται ως συνεχόμενες πλάκες αντί για μονώσεις που αφήνουν κενά μεταξύ τους, τα κτίρια εξοικονομούν σημαντικά σε ενεργειακά κόστη – περίπου 15 έως 30 τοις εκατό, σύμφωνα με διάφορες μελέτες. Δοκιμές που έχουν πραγματοποιηθεί από τρίτους υποδεικνύουν ότι μετά από είκοσι χρόνια, τα υλικά αυτά διατηρούν ακόμη περίπου το 94% της αρχικής τους θερμομονωτικής ικανότητας, κάτι που υπερτερεί σε σχέση με τα αποτελέσματα που συνήθως παρατηρούμε σε άλλα είδη πλακών αφρού, ειδικά όταν οι συνθήκες είναι δύσκολες ή υγρές. Και μιλώντας για υγρασία, το πολυουρεθάνιο διαθέτει αυτή την εξαιρετική ιδιότητα να μην επιτρέπει εύκολα τη διέλευση υδρατμών (λιγότερο από 1 perm rating). Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει πολύ μικρότερη πιθανότητα να προκληθεί δομική ζημιά εξαιτίας της υγρασίας που θα μπορούσε να εισχωρήσει μέσα στο υλικό με την πάροδο του χρόνου.
Όσον αφορά την αποτροπή της μεταφοράς θερμότητας, οι πλάκες πολυουρεθάνης ξεχωρίζουν πραγματικά σε σχέση με άλλα υλικά στην αγορά. Η θερμική αγωγιμότητα ή τιμή k κυμαίνεται μεταξύ περίπου 0,022 και 0,025 W/m·K, γεγονός που είναι κατά προσέγγιση 35% καλύτερο σε σχέση με την ίνα γυαλιού στο 0,04 W/m·K και περίπου 25% ανώτερο σε σχέση με τις επιλογές από πολυστυρένιο. Τι καθιστά δυνατή αυτή την απόδοση; Λοιπόν, το υλικό διαθέτει δομή κλειστών κυττάρων που στην πραγματικότητα εγκλωβίζει αδρανή αέρια, καθιστώντας πολύ πιο δύσκολη τη διέλευση της θερμότητας. Βιομηχανικές δοκιμές με μεθόδους όπως η ASTM C518 έχουν δείξει ότι αυτές οι ιδιότητες παραμένουν σταθερές για πολλά χρόνια. Αυτό είναι αρκετά διαφορετικό από τα προϊόντα από ορυκτή βάμβακα, όπου η απόδοση τείνει να μειώνεται κατά περίπου 15% όταν συμπιέζονται με την πάροδο του χρόνου.
Τα πακέτα μόνωσης από πολυουρεθάνη προσφέρουν αρκετά υψηλές επιδόσεις όσον αφορά τα μετρικά μεγέθη. Με περίπου 6,5 R-value ανά ίντσα, αυτό το υλικό παρέχει περίπου το διπλάσιο σε σχέση με την κυτταρίνη και περίπου το μισό έως περισσότερο από την εξήλαση πολυστερίνης. Σύμφωνα με έρευνες της βιομηχανίας, τα περισσότερα δείγματα διατηρούν ακόμη περίπου το 98% της αρχικής τους μονωτικής δύναμης ακόμη και μετά από 15 χρόνια λειτουργίας. Αυτό είναι αρκετά εντυπωσιακό σε σχέση με το χυτό αφρό που συνήθως πέφτει σε αποτελεσματικότητα περίπου 88% με την πάροδο του χρόνου. Αυτό που πραγματικά ξεχωρίζει την πολυουρεθάνη όμως είναι το πόσο καλά αντιμετωπίζει αυτές τις ενοχλητικές διαρροές θερμότητας που πλήττουν άλλα υλικά, όπως το γυαλόνημα και οι πλάκες αφρού. Οι δοκιμές στην πραγματική ζωή δείχνουν ότι αυτές οι εγκαταστάσεις μειώνουν τις ενεργειακές απώλειες στα σημεία σύνδεσης κατά περίπου 40%, καθιστώντας τις μια έξυπνη επιλογή για κτίρια όπου η θερμοκρασιακή ρύθμιση είναι πιο σημαντική.
Το πολυουρεθάνιο παραμένει αρκετά σταθερό σε ένα ευρύ εύρος θερμοκρασίας, από -50 βαθμούς Κελσίου μέχρι και +120 βαθμούς. Αυτό το καθιστά κατάλληλο για την αποθήκευση αντικειμένων σε ψυχόμενες αποθήκες, καθώς και για τη θερμομόνωση κτιρίων σε ερημικές περιοχές με υψηλές θερμοκρασίες. Όταν τα επίπεδα υγρασίας είναι υψηλά (80% σχετική υγρασία ή περισσότερο), το πολυουρεθάνιο απορροφά περίπου 1% ή λιγότερο υγρασία. Αυτό είναι στην πραγματικότητα αρκετά καλό, καθώς εμποδίζει την ανάπτυξη μούχλας και προλαμβάνει τη διάσπαση που σχετίζεται με τη θερμοκρασία, όπως αυτή που παρατηρείται σε υλικά όπως η κυτταρίνη. Τα προϊόντα κυτταρίνης μπορούν να αντιμετωπίσουν σοβαρά προβλήματα όταν η υγρασία φτάσει το 90%, χάνοντας σχεδόν το 20% της αποτελεσματικότητάς τους. Πραγματικές δοκιμές σε εγκαταστάσεις ψυχόμενης αποθήκευσης έχουν δείξει ότι η αλλαγή σε μόνωση πολυουρεθάνιου μειώνει τα ετήσια έξοδα θέρμανσης και ψύξης κατά περίπου 32% σε σχέση με την παραδοσιακή αφρώδη πολυστερίνη (XPS), κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από τους μηδέν βαθμούς.
Η κλειστή κυψελοειδής δομή της πολυουρεθάνης δρα ως φυσικό φράγμα υγρασίας, με απορρόφηση νερού κάτω από 1% ακόμη και σε υγρασία 90%. Αυτό εμποδίζει την τριχοειδή δράση που οδηγεί σε μούχλα σε υλικά όπως το υαλοβάμβακας ή η ορυκτή βάμβακας. Σε αντίθεση με τα απορροφητικά εναλλακτικά, η πολυουρεθάνη διατηρεί σταθερή θερμική απόδοση όταν εκτίθεται σε βροχή, υγροποίηση ή υγρασία από το έδαφος.
Οι πλάκες πολυουρεθάνης μπορούν να αντέχουν δυνάμεις θλίψης πολύ πάνω από 150 kPa, κάτι που είναι περισσότερο από αρκετό για δώματα που χρειάζεται να φέρουν το βάρος της χιονοστιβάδας ή να αντέχουν σε περιστασιακή βατή χρήση. Το υλικό διαθέτει μια ειδική διασυνδεδεμένη δομή σε μοριακό επίπεδο που κατανέμει την πίεση ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια, ώστε να μην ραγίζει υπό πίεση ή να μένει παραμορφωμένο μόνιμα. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, λειτουργούν εξαιρετικά καλά ως πυρήνες στις σάντουιτς πάνελς που χρησιμοποιούνται σε πολλά βιομηχανικά κτίρια, όπου η καλή μόνωση σε συνδυασμό με αξιόπιστη δομική υποστήριξη είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία.
Δοκιμές που επιταχύνουν τη διαδικασία γήρανσης για να προσομοιώσουν περίπου 30 χρόνια θαλάσσιων συνθηκών δείχνουν ότι το πολυουρεθάνιο διατηρεί αρκετά καλά την αντοχή του στην υγρασία, με φθορές που παραμένουν κάτω από 5%. Όσον αφορά την αντοχή στα δυσμενή θαλάσσια στοιχεία, το πολυουρεθάνιο ξεπερνάει κατά πολύ τις αφρώδεις πολυστερίνες XPS και EPS. Αυτά τα υλικά απλά δεν είναι τόσο καλά στην αντοχή σε επαναλαμβανόμενους κύκλους παγετού και απόψυξης ή στην έκθεση σε αλμυρό ψεκασμό, κάτι που τείνει να δημιουργεί μικρορωγμές με την πάροδο του χρόνου. Μελετώντας θερμικές εικόνες τοίχων με μονωτικό πολυουρεθάνιο μετά από ακραίες μεταβολές θερμοκρασίας από -30 βαθμούς Κελσίου έως 50 βαθμούς παρατηρείται κάτι ενδιαφέρον: δεν υπάρχει καθόλου θερμική γέφυρα, παρά τις δεκαετίες αυτών των απότομων μεταβολών θερμοκρασίας.
Στη σημερινή κατασκευαστική πραγματικότητα, οι πλάκες πολυουρεθάνης έχουν γίνει αρκετά δημοφιλής επιλογή. Παρέχουν τιμές μόνωσης περίπου 6,5 ανά ίντσα, κάτι που είναι περίπου 30 τοις εκατό καλύτερο σε σχέση με αυτές που προσφέρει το συμβατικό υαλοβάμβακας. Τι κάνει αυτές τις πλάκες τόσο αποτελεσματικές; Η στενή, κλειστή δομή των κυττάρων τους μειώνει στην πραγματικότητα τη μεταφορά θερμότητας μέσα από τοίχους και οροφές κατά 40 έως 50 τοις εκατό σε σχέση με παλαιότερα υλικά. Πολλοί αρχιτέκτονες τις προτιμούν όταν χρειάζεται να αναβαθμίσουν παλιά κτίρια χωρίς να αλλάξουν την αρχική τους εμφάνιση. Οι πλάκες μπορούν να κατασκευαστούν αρκετά λεπτές, μερικές φορές ακόμα και 20 χιλιοστών πάχους, και κάμπτονται άνετα για να προσαρμοστούν σε εκείνες τις δύσκολες καμπυλωτές επιφάνειες που συχνά εμφανίζονται σε ιστορικές κατασκευές.
Σε ψυχροκοιτώνες, οι πλάκες πολυουρεθάνης διατηρούν θερμοκρασίες μεταξύ -30°C και +25°C με πάχος μόλις 12-15 εκ. Οι εγκαταστάσεις αναφέρουν 35% μείωση στα ετήσια ενεργειακά έξοδα, χάρη στη μειωμένη λειτουργία των συμπιεστών. Μια μελέτη του 2023 σε 50 βιομηχανικές εγκαταστάσεις έδειξε ότι οι κατασκευές με μόνωση πολυουρεθάνης μείωσαν τις διαρροές ψυκτικού μέσου κατά 18% σε σχέση με αυτές που είχαν μόνωση από αφρό πολυστερίνης (EPS).
| Περιουσία | PIR (Πολυϊσοκυανουρικός) | PUR (Πολυουρεθάνη) |
|---|---|---|
| Θερμική αγωγιμότητα | 0,022 W/mK | 0,028 W/mK |
| Αντοχή στο πυρί χωρίς καύση, χωρίς μαύρο καπνό, χωρίς δηλητηριώδη αέρια | Κατηγορία B1 (EN 13501-1) | Κατηγορία E (απαιτεί πρόσθετα) |
| Τυπική επαρχή | 100-200 χιλ. | 80-150mm |
| Καλύτερο για | Τοίχοι υψηλής αντοχής στη φωτιά | Επεμβάσεις σε στέγες με εξοικονόμηση ενέργειας |
Το PIR προτιμάται στον σχεδιασμό παθητικών κτιρίων λόγω του χαμηλότερου δυναμικού υπερθέρμανσης (GWP 1.230 σε σχέση με 1.450 των PUR), ενώ το PUR προτιμάται για βιομηχανικές στέγες όπου η αντοχή σε κρούση είναι κρίσιμη. Και τα δύο πλέον περιλαμβάνουν 15-30% ανακυκλωμένο υλικό στις κορυφαίες αγορές της Ε.Ε.
Η πολυουρεθάνη υπερτερεί των παραδοσιακών υλικών όσον αφορά τη θερμική απόδοση. Με τιμή k 0,022 W/mK έως 50% χαμηλότερη από το γυαλόβαμβακα (0,040 W/mK) επιτυγχάνει υψηλότερες τιμές R (6,5 ανά ίντσα) με λεπτότερες εγκαταστάσεις. Αυτό επιτρέπει τη συμμόρφωση με τα πρότυπα μόνωσης ενώ διατηρείται ο χώρος, κάτι που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα στις επεμβάσεις και στις συμπαγείς διατάξεις.
Για παράδειγμα:
| Υλικό | Συντελεστής Θερμικής Διαγωγής (W/mK) | Τιμή R ανά ίντσα |
|---|---|---|
| Πολυουρεθάνη | 0.022 | 6.5 |
| Ίνες γυαλιού | 0.040 | 3.7 |
| Αφρόπλαστος πολυστερίνης | 0.035 | 4.0 |
Μελέτες δείχνουν ότι η πολυουρεθάνη έχει δυνατότητα μόνωσης 700% καλύτερη από το τούβλο και 30% μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση σε σχέση με τον αφρό ψεκασμού μέσα σε δέκα χρόνια.
Παρότι το πολυουρεθάνη είναι 20-40% πιο ακριβή από την ίνα γυαλιού, η ανθεκτικότητα και αποτελεσματικότητά της παρέχουν σημαντικές εξοικονομήσεις. Κτίρια με μόνωση από πολυουρεθάνη αναφέρουν 25-30% χαμηλότερα ετήσια έξοδα θέρμανσης και ψύξης , με μέσες περιόδους απόσβεσης 5-7 χρόνια. Σε αντίθεση με τις πλακέτες αφρού, οι οποίες φθείρονται πιο γρήγορα σε υγρασία, η πολυουρεθάνη διατηρεί την απόδοσή της για πάνω από 30 χρόνια, ελαχιστοποιώντας τις αντικαταστάσεις.
Η παραγωγή απαιτεί σίγουρα πολλή ενέργεια, ωστόσο οι πρόσφατες βελτιώσεις στην ανακύκλωση έχουν μειώσει σημαντικά το οικολογικό αποτύπωμα των πολυουρεθανών. Τα σημερινά προϊόντα μπορούν πραγματικά να περιέχουν μέχρι και εννέντης στους εκατό ανακυκλωμένο υλικό, ενώ η δομή τους με κλειστά κελιά εμποδίζει τη διαρροή των επίμονων αερίων του θερμοκηπίου. Αντιθέτως, το γυαλόνημα δημιουργεί περίπου είκοσι τοις εκατό περισσότερα απόβλητα στα χωματεράδικα, επειδή δεν διαρκεί τόσο πολύ και περιέχει συνδετικά υλικά που δεν αποσυντίθενται εύκολα. Κανένα υλικό μόνωσης δεν είναι πλήρως φιλικό προς το περιβάλλον, προφανώς, ωστόσο όταν εξετάζουμε την εξοικονόμηση ενέργειας στη διάρκεια του χρόνου, σε συνδυασμό με τη μετάβαση των εταιρειών προς κυκλικές διαδικασίες, οι πολυουρεθάνες ξεχωρίζουν ακόμη ως μία από τις καλύτερες διαθέσιμες επιλογές για κτίρια που στοχεύουν στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.
Η μόνωση από πολυουρεθάνη παρέχει ανωτερότερη θερμική απόδοση με μικρότερη τιμή k, υψηλή τιμή R ανά ίντσα, αντοχή στην υγρασία και μεγάλη αντοχή στο χρόνο, καθιστώντας την αποτελεσματική για εξοικονόμηση ενέργειας και βιωσιμότητα.
Η πολυουρεθάνη παραμένει σταθερή από -50°C έως +120°C, με χαμηλή υδροαπορρόφηση, καθιστώντας την κατάλληλη για διάφορα κλίματα και αποτρέποντας την εμφάνιση μούχλας και την καταστροφή του υλικού.
Ναι, βελτιωμένες διαδικασίες ανακύκλωσης έχουν μειώσει το περιβαλλοντικό της αποτύπωμα, ενώ η υψηλή απόδοση και η μεγάλη διάρκεια ζωής της πολυουρεθάνης συμβάλλουν στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στα κτίρια.
EN
