בידוד פוליאוריתן, הנקרא לרוב PU, פועל כחומר תרמוסטטי הודות למבנה התאים הסגורים שלו, שמכלוא את הגזים בעלי מוליכות תרמלית נמוכה בפנים, ומקשה על העברת חום. ניתן להשיג חומר זה בלוחות קשיחים או כחומר סטפי, ובדיקות מראות מוליכות תרמלית של 0.02 עד 0.025 וואט למטר-קלווין. זה הופך אותו לכמעט פעמיים טוב יותר בבידוד בהשוואה לחומרי פליזת זכוכית רגילים. החוקרים במשרד האנרגיה של ארצות הברית גילו שלוחות PU הללו שומרים על ערכי ה-R שלהם יציבים לאורך זמן, אם כי ייתכן שינוי קטן כשהגזים הכלואים סוף-כל-כך מתייצבים בתוך המבנה הפנימי של החומר.
מה שהופך את הפוליאוריתן ליעיל כל כך? אין צורך לחפש רחוק מהמבנה התאוני הייחודי שלו הדומה לדבש, שבו כ-90 עד 95 אחוזים מהתאים הקטנים הללו סגורים למעשה. בתוךجيب הגז הקטנים הללו אנו מוצאים לרוב חומרים נפוחים ידידותיים לסביבה, שсоздают אפקט בידוד העוצר את העברת החום ההולכת והקונבקטיבית. כשיצרני רצפים בוחנים בלוחות פוליאוריתן קשיחים, הם ערבבים בין שרפים של פוליאול ואיזוקיאנטים. התגובה הכימית יוצרת את החומר הצפוף הזה שمقاומת לרטוב גם כן. החשוב ביותר ליישומים בבנייה, הוא יכול להתמודד עם לחצי מבניות שגוברות על כ-40 פאונד לאינץ' מרובע לפני שמופיעים סימני לחץ כלשהם.
פוליאוריתן בולטת בכך שהיא באמת מונעת מהעברת חום דרך הקירות ועוצרת את הכניסה של אוויר דרך סדקים. כאשר מתקינים אותה כلوحות רציפים במקום חומרים אחרים המותקנים במרווחים ביניהם, מבנים חוסכים בפועל בצריכת האנרגיה – כ 15 עד 30 אחוזים לפי מחקרים שונים. מבחנים ש tiến מבוצעים על ידי צד גורם מציינים כי לאחר שני עשורים, חומרים אלו שומרים על כ 94% מהיכולת התרמית המקורית שלהם, מה שמעל למה שמקובל לראות בחומרים אחרים מסוג פלטות פלסטיק, במיוחד בתנאים קשים או לחים. ומדובר על לחות, לפוליאוריתן יש תכונה מצוינת שבה אדי מים לא עוברים בקלות דרכה (מתחת ל 1 פרם). משמעות הדבר היא שסיכויי נזק מבנייה עקב חדירת לחות לתוך החומר לאורך זמן הם קטנים בהרבה.
בנוגע לשמירה על חום, תplatesות פוליאוריתן בולטות במיוחד בהשוואה לחומרים אחרים בשוק. המוליכות התרמית או ערך ה-k נע בין 0.022 ל-0.025 וואט/מטר·קלווין, מה שמשפר ב-35% בערך את הביצועים בהשוואה לזכוכית סיבית עם ערך 0.04 וואט/מטר·קלווין, וכן עדיף ב-25% על פני אפשרויות הפוליסטירן. מה גורם לכך? חומץ זה מורכב מבנייה סגורה של תאים הכולאים גזים אינרטים, מה שמקשה על מעבר החום דרכו. מבחנים בתעשייה, המשתמשים בשיטות כמו ASTM C518, הראו שהמאפיינים הללו נשמרים עקביים לאורך שנים רבות. זה שונה מאוד ממוצרי צמר מינרלי, שבהם הביצועים נופלים בכ-15% עם הזמן עקב לחיצה.
אריזות בידוד מפוליאוריתן מציגות תוצאות מרשימות כשמדובר במדדים של ביצועים. עם ערך R של כ-6.5 לאינץ', חומר זה מציע בערך פי שניים יותר ממה שסליולוז יכול לספק, וכן בערך פי אחד וחצי יותר מפוליסטירן מוזרם. לפי מחקר של תחום התעשייה, לרוב הדגימות נשמרת כ-98% מהיכולת המקורית לבידול גם לאחר 15 שנים של פעילות. זהו תוצאה מרשימה בהשוואה לפוליאוריתן מרסס, שלרוב יורד לערך של 88% ביצועים לאורך זמן. מה שמייחד את הפוליאוריתן הוא היכולת להתמודד עם הפסדי חום שמקשים על חומרים אחרים, כמו סיבי זכוכית ולוחות פוליאוריתן. מבחנים במציאות מראים שהתקנות אלו מפחיתות את הפסדי האנרגיה בנקודות החיבור בכ-40%, מה שהופך אותן לבחירה חכמה עבור מבנים בהם שליטה בטמפרטורה היא קריטית.
פוליאוריטן נשאר יציב למדי בטווח טמפרטורות רחב, החל מ-50- מעלות צלזיוס ועד +120 מעלות. זה הופך אותו ליעיל הן לאחסון דברים במחסני הקפאה והן לבידוד מבנים באקלים מדברי חם. כאשר רמות הלחות עולות (80% לחות יחסית או יותר), פוליאוריטן סופג רק כ-1% לחות או פחות. זה למעשה די טוב כי הוא מונע צמיחה של עובש ומונע את סוג הפירוק הקשור לחום שאנו רואים בחומרים כמו תאית. מוצרי תאית יכולים באמת להתקשות כאשר הלחות מגיעה ל-90%, ולאבד כמעט 20% מיעילותם. ניסויים בעולם האמיתי במתקני אחסון בקירור מצאו כי מעבר לבידוד פוליאוריטן מפחית את הוצאות החימום והקירור השנתיות בכ-32% בהשוואה לקצף XPS מסורתי, דבר שחשוב במיוחד כאשר הטמפרטורות יורדות מתחת לאפס.
המבנה התאי הסגור של הפוליאוריתן פועל כמחסום לחות טבעי, עם ספיגת מים הנמוכה מ-1% גם ברמה של 90% לחות. זה מונע פעולה קפילרית שגורמת ליירוק בחומרים כמו סיבי זכוכית או צמר מינרלי. בניגוד לחלופות סופגות, פוליאוריתן שומר על ביצועים תרמיים עקביים כאשר הוא נחשף לגשם, לחות או לחות קרקע.
לוחות פוליאוריטן יכולים להתמודד עם כוחות דחיסה הרבה מעבר ל-150 קילו פסקל, וזהו כוח חזק מספיק לגגות שצריכים לתמוך בהצטברות שלג או בתנועת הולכי רגל מזדמנת. לחומר מבנה צולב מיוחד ברמה המולקולרית המפזר את הלחץ באופן שווה על פני השטח כך שהוא לא נסדק תחת לחץ או מתכופף לצמיתות. בשל מאפיינים אלה, הם פועלים היטב כחומרי ליבה בתוך לוחות סנדוויץ' המשמשים במבנים תעשייתיים רבים שבהם בידוד טוב בשילוב עם תמיכה מבנית איתנה הוא הכרחי לחלוטין לתפקוד תקין.
בדיקות המאצות את תהליך ההזדקנות ומדמות כ-30 שנה של תנאים קרובים לחוף, מראות כי פוליאוריתן שומרת על התנגדותה ללחות בצורה די טובה, עם דרגת ניוון הנמוכה מ-5%. כשמדובר בטיפול בתנאים הקשים של האזורים החופיים, פוליאוריתן מتفילה על פני ספוגי XPS וגם על פני ספוגי EPS. חומרים אלו פשוט לא טובים באותה מידה כשמדובר בניצבות בפני הקפאות ופירוק חוזרים, או חשיפה לספיגת מי ים, מה שלרוב יוצר סדקים זעירים לאורך זמן. בחינה של תמונות תרמיות של קירות מבודדים בפוליאוריתן, לאחר מגוון רחב של שינויי טמפרטורה קיצוניים בין מינוס 30 מעלות צלזיוס ועד 50 מעלות, חושפת תופעה מעניינת — בפועל אין תהליך של bride-colding מתרחש, למרות עשורים של תנודות טמפרטורה קיצוניות אלו.
בבניה העכשווית, תופסות פופולריות רבה לוחות פוליאוריתן. הם מציעים ערך בידוד של כ-6.5 לאינץ', שזה בערך 30 אחוזים טוב יותר ממה שמספק סיבי זכוכית רגילה. מהו הסיבה לכך שהלוחות הללו כל כך יעילים? ובכן, המבנה הסגור והצפוף שלהם מפחית את תנועת החום דרך קירות וسقوפים ב-40 עד 50 אחוזים בהשוואה לחומרים ישנים יותר. אדריכלים רבים מעדיפים לעבוד עם לוחות אלו כשמתקנים מבנים ישנים מבלי לשנות את המראה המקורי שלהם. הלוחות יכולים להיות מיוצרים בצורה דקה למדי, לעיתים קרובות בעובי של 20 מילימטר בלבד, והם מתאימים לעקומים הקשים שצצים לעיתים קרובות במבנים היסטוריים.
במקררים, תקליטי פוליאוריתן שומרים טמפרטורות בין 30-°C ל-25+°C בעובי של 12-15 ס"מ בלבד. מתקנים מדווחים על ירידה של 35% בעלויות האנרגיה השנתיות, הודות לחיקוי מופחת של הקומפרסור. סקירת 2023 של 50 מפעלים תעשייתיים גילתה שמבנים מבודדים בפוליאוריתן הפחיתו את הפסולת של גז קירור ב-18% בהשוואה למבנים מבודדים בפוליסטירן מוגז
| תכונה | PIR (פוליאיסוסיאנורט) | PUR (פוליאוריתן) |
|---|---|---|
| הובלת חום | 0.022 וואט/מ"ק | 0.028 וואט/מ"ק |
| ביצוע באש | דרגה B1 (EN 13501-1) | דרגה E (דורש תוספים) |
| עובי טיפוסי | 100-200 מ"מ | 80-150 מ"מ |
| הכי מתאים עבור | קירות עמידים בשרפה בבניינים גבוהים | שיפוץ גגות חוסני אנרגיה |
PIR מועדף בעיצובים של בתי אפסילון עקב פוטנציאל התחממות גלובלית נמוך יותר (GWP 1,230 לעומת PUR 1,450), בעוד PUR מועדף לגגות תעשייתיים בהם עמידות לפגיעות היא קריטית. שניהם כוללים כיום 15-30% תוכן מחזור בשווקים מובילים באיחוד האירופי.
הפוליאוריתן עוקף את החומרים המסורתיים מבחינת יעילות תרמלית. עם ערך k של 0.022 וואט/מ"ק עד 50% נמוך יותר מסיבי זכוכית (0.040 וואט/מ"ק) הוא מגביר את ערכי ה-R (6.5 לאינץ') עם התקנות דקיקות יותר. בכך מתקיימים סטנדרטים לבידוד תוך חיסכון במרחב, יתרון גדול בשיפוצים ובעיצובים קומפקטיים.
לְדוּגמָה:
| חומר | תנופה תרמית (W/mK) | ערך R לאינץ' |
|---|---|---|
| פוליאורתאן | 0.022 | 6.5 |
| סיבי זכוכית | 0.040 | 3.7 |
| קצף פוליסטירן | 0.035 | 4.0 |
מחקרים מדגישים שפוליאוריתן מציג יכולת בידוד טובה ב-700% מלבנים ו-30% שמירה על אנרגיה גבוהה יותר מאשר ספוג סריפ בטווח של עשר שנים.
למרות שפוליאוריתן יקר ב-20%-40% יותר upfront מזכוכית סיבים, קיימותו ויעילותו מביאות לחיסכון משמעותי. מבנים עם בידוד פוליאוריתן מדווחים 25%-30% פחות הוצאות שנתיות למדיח וקירור , עם תקופות החזר ממוצעות של 5-7 שנים. בניגוד ללוחות ספוג, שנשחקים מהר יותר ברמה גבוהה של לחות, פוליאוריתן שומר על הביצועים שלו למשך יותר מ-30 שנה, ומקטין החלפות.
היצורון צורך בוודאות הרבה אנרגיה, אך שיפורים עדכניים במחזור קיצרו במידה רבה את ההשפעה הסביבתית של פוליאוריתן. כיום, ניתן לייצר מוצרים שמכילים עד תשעים אחוז חומר מחזור, וכמו כן, עיצוב התאים הסגורים שלהם מונע מהגזים הגרעיינים לברוח. אגב, סיבי זכוכית יוצרים כעשרה אחוזים יותר פסולת במזבלות מכיוון שאורך החיים שלהם קצר יותר, וכן מכילים צורבים שלא מפורקים בקלות. ברור ששום חומר בידוד איננו ירוק לחלוטין, אך כאשר משווים בין חיסכון באנרגיה לאורך זמן לבין המעבר של יצרנים לתהליכי ייצור מעגליים, פוליאוריתן עדיין נחשב לאחת האפשרויות הטובות ביותר הקיימות כיום עבור מבנים המבקשים לצמצם את פליטת הפחמן.
בידוד פוליאורית'ן מספק יעילות תרמלית מتفوּקֶנֶת עם ערך k נמוך, ערך R גבוה לאינץ', התנגדות ללחות ודיוקות ארוכת טווח, מה שעושה אותו יעיל לחיסכון באנרגיה וקיימות.
פוליאוריטן נשאר יציב מ-50°C- עד 120°C+, עם ספיגת לחות נמוכה, מה שהופך אותו מתאים לאקלים מגוונים ומונע עובש והידרדרות חומרים.
כן, תהליכי 재ציקל מתקדמים הפחיתו את ההשפעה הסביבתית שלו, והביצועים הגבוהים של פוליאורית'ן והדיוקות הארוכה שלו תורמים להפחתת פליטת פחמן בבניינים.
EN
