Полиуретаннан жасалған жылуоқшаулағыш, жиі ПУ ретінде аталады, өзінің жабық ұяшықты құрылымы арқасында термопластикалық қасиет көрсетеді, себебі ол ішінде газ өткізбейтін газдарды ұстап тұрады, ол жылу беруді әлдеқайда қиын етіп жасайды. Біз осы материалды қатты панельдер немесе бүріккіш көбік түрінде алуымызға болады, ал сынақтар оның жылу өткізгіштігі 0,02-ден 0,025 Вт/мК дейінгі аралықта екенін көрсетті. Бұл оны шыны талшықтан жасалған дәстүрлі материалдарға қарағанда жылу оқшаулау жөнінде екі есе тиімді екенін білдіреді. АҚШ Энергетикалық шығындар министрлігінің зерттеулері ПУ панельдерінің уақыт өте R-мәндерін сақтайтынын, алайда ішінде газдар материалдың өзінде орнығып кеткен кезде кейбір аздаған өзгерістер болуы мүмкін екенін көрсетті.
Полиуретанның не себептен тиімді екені? Оның бал аралары үлгісіндегі ұяшықты құрылымына назар аударыңыз, ондағы шамамен 90-95 пайызы шын мәнінде бөліп тұрылған кіші ұяшықтар. Осыр кіші газды қалташалардың ішінде жиі экологиялық таза ұсатқыш заттар жұмыс істейді, бұл өткізгіш және конвективті жылу алмасуды тоқтататын жылу оқшаулауын құрайды. Өндірушілер қатты полиуретан тақталарын алу үшін полииол шайырлары мен изоцианаттарды араластырады. Химиялық реакция ылғалға төзімді, тығыз материалды құрайды. Құрылыс қолданбалары үшін ең маңыздысы, ол қысымды 40 фунт/квадрат дюйм дейін көтере алады.
Полиуретан қабырғалар арқылы жылудың таралуына нақты кедергі келтіріп, ауаның құрылыстардың айналасындағы саңылаулар арқылы өтуін тоқтатады. Олардың тұрақты панельдер ретінде орнатылуы орнатылатын талшықты панельдерге қарағанда ғимараттардың энергия шығынын әлдеқайда азайтатынын көрсеткен зерттеулер бар – бұл шамамен 15-30 пайыз шамасында. Тәуелсіз өткізілген сынақтар полиуретанның екі онжылдық өткен соң өзінің бастапқы жылу оқшаулау қасиетінің 94 пайызын сақтап қалатынын көрсетті, бұл басқа түрлеріне қарағанда аса тиімді, әсіресе қоршаған ортаның қолайсыз немесе ылғалды болуы жағдайында. Ылғалдылық туралы айтсақ, полиуретанның су буы оңай өтпейтін тамаша қасиеті бар (1 перм рейтингтен төмен). Бұл ұзақ уақыт бойы материалдың ішіне ылғал түсіп, құрылыстың бұзылу ықтималдығының аз екенін білдіреді.
Сыртқы жылу үшін полиуретан тақталар нарықтағы басқа материалдармен салыстырғанда ерекше орын алады. Жылу өткізгіштік немесе k-мәні шамамен 0,022-ден 0,025 Вт/м·К-ге дейінгі аралықта болады, бұл 0,04 Вт/м·К болатын шыны жібекке қарағанда шамамен 35% жақсы және полистиролды нұсқаларға қарағанда шамамен 25% асып түседі. Бұны мүмкін ететін не? Материалдың инертті газдарды шешіп алмайтын жабық ұяшықты құрылымы бар, ол жылудың өтуіне кедергі келтіреді. ASTM C518 сияқты әдістерді пайдаланып өткізілген өнеркәсіптік сынақтар бұл қасиеттердің жылдар бойы сақталатынын көрсетті. Бұл минералды мақта өнімдерінде өзгеріссіз қалмайтынымен, уақыт өте 15% төмендейтінімен ерекшеленеді.
Полиуретаннан жасалған жылу оқшаулауыш өзінің өнімділігімен ерекшеленеді. 1 дюйм үшін шамамен 6,5 R-мәніне ие болып, ол целлюлозаның көрсеткішінен шамамен екі есе, ал экструзиялық полистиролға қарағанда жарты есе артық болып келеді. Сала бойынша зерттеулерге сәйкес, көптеген үлгілер 15 жыл пайдаланғаннан кейін өзінің алғашқы оқшаулау қабілетінің 98% дейін сақтап қалады. Бұл көрсеткіш, мысалы, бұлтты оқшаулауыштардың тиімділігі уақыт өте 88% дейін төмендеуімен салыстырғанда өте жоғары нәтиже. Полиуретанның басқа материалдар – шыныжіп немесе оқшаулауыш тақталар – тұрақты жылу ағындарын ұстап тұнуымен ерекшеленетіні де осыдан байқалады. Нақты өлшеулер көрсеткендей, осындай оқшаулауыштар қосылыстардағы энергия шығынын шамамен 40% дейін азайтады, соған сәйкес температураны бақылау маңызды рөл атқаратын ғимараттар үшін тиімді шешім болып табылады.
Полиуретан -50 градус Цельсийден +120 градус Цельсийге дейінгі кең температура диапазонында өте тұрақты күйде болады. Бұл оны суық қоймаларда заттарды сақтау үшін де, ыстық шөл аймақтарындағы ғимараттарды жылу оқшаулау үшін де қолайлы етеді. Ауаның ылғалдылығы жоғары болған кезде (салыстырмалы ылғалдылық 80% немесе одан да жоғары болса), полиуретан шамамен 1% несие жеңілдетеді немесе одан да аз. Бұл өте жақсы көрсеткіш, себебі бұл жағдай құрғақшылықтың пайда болуын басып тұрады және целлюлоза сияқты материалдарда кездесетін жылуға байланысты ыдырауды болдырмақ. 90% ылғалдылық деңгейіне жеткенде целлюлозалық өнімдер тиімділігінің шамамен 20% жоғалтады. Суық сақтау қондырғыларында жүргізілген нақты әлемдік сынақтар полиуретан оқшаулауына ауыстырған кезде XPS тақтасымен салыстырғанда жыл сайынғы жылыту мен салқындату шығындарын шамамен 32% азайтатынын көрсетті, әсіресе температура нөлден төмен болған кезде маңызды.
Полиуретанның жабық ұяшықты құрылымы табиғи ылғалдылық кедергісі болып табылады, ылғалдылық 90% болған жағдайда да су сіңіру көрсеткіші 1% төмен болады. Бұл шыны арматура немесе минералды мақта сияқты материалдарда саңырауқұлақ пайда болуына әкелетін капилляр әрекетті болдырмайды. Сіңіргіш баламалардан айырмашылығы, полиуретан жаңбыр, шық немесе жер ылғалы әсерінен тұрақты жылу өткізгіштік қасиеттерін сақтайды.
Полиуретан тақталар 150 кПа-дан астам сығу күштерін шыдай алады, бұл қар жинау немесе кездейсоқ адам жүрісін ұстап тұру қажеттілігі бар шатырлар үшін жеткілікті дәрежеде беріктік қамтамасыз етеді. Материал молекулалық деңгейде қысымды бетіне біркелкі тарататын арнайы кезекпен қосылған құрылымға ие, сондықтан ол кернеу кезінде сынықтар пайда болмайды немесе тұрақты түрде иіліп қалмайды. Осындай сипаттамалар арқасында олар көптеген өнеркәсіптік ғимараттарда қолданылатын сэндвич-тақталардың ішіндегі негізгі материал ретінде өте жақсы жұмыс істейді, онда дұрыс жылу оқшаулауы мен сенімді құрылымдық қолдау қажеттілігі өте маңызды.
Полиуретан су өткізбейтін қасиетін жақсы сақтап қалатынын көрсететін, 30 жылдық теңіз жағдайын симуляциялау үшін әлдеқайда жылдам жасыртатын сынақтар, ылғалдылыққа тұрақтылығы 5%-дан төмен болып қалады. Полиуретан теңіз элементтерін ұзақ уақыт бойы төтеп беретін болса, XPS пен EPS тақталары оған қалыспайды. Бұл материалдар қайталанып тұратын қату мен сұрғынға, сондай-ақ тұзды су бұрқымына төтпес боп келеді, уақыт өте кішігірім жарылымдар пайда болуы мүмкін. Әртүрлі температура өзгерістеріне (минус 30 градустан 50 градусқа дейін) төтеп берген полиуретанмен жылытылған қабырғалардың термиялық суреттерін қарағанда, онда ешқандай суық көпірлерінің пайда болмағаны байқалады, әрі осындай температура ауытқулары онда он жылдан астам болып отыр.
Құрылыс саласында бүгінгі таңда полиуретан тақталар кең танымал болып табылады. Олар 1 дюйм үшін шамамен 6,5-ке тең жылу оқшаулау көрсеткішін ұсынады, бұл әдеттегі шыныжібекпен салыстырғанда алынатын нәтижеге қарағанда шамамен 30 пайызға жақсырақ. Осындай тақталардың тиімділігі неде? Негізінен, олардың тығыз, жабық ұяшықты құрылымы қабырғалар мен шатырлар арқылы жылудың таралуын ескі материалдармен салыстырғанда 40-50 пайызға дейін азайтады. Көптеген сәулетшілер тарихи құрылыстардың бастапқы сыртқы түрін өзгертпей-ақ, ескі ғимараттарды жаңарту қажет болған кезде осы панельдермен жұмыс істеуді ұнатады. Тақталарды өте жұқа, кейде 20 миллиметр қалыңдықта жасауға болады, сонымен қатар олар тарихи құрылыстарда жиі кездесетін қиын қисық беттерге жақсы иіліп бейімделеді.
Суық сақтау үшін полиуретан тақталары -30°C-тан +25°C-қа дейінгі температураны 12-15 см қалыңдықпен ұстайды. Компрессор циклі азайғанына байланысты кәсіпорындар жыл сайынғы энергия шығыны 35% кемігенін хабарлайды. 2023 жылы өткізілген 50 өнеркәсіптік зауыттар бойынша зерттеу полиуретанмен жылытылған құрылыстардың EPS-пен жылытылған құрылыстармен салыстырғанда суытқыштың 18% кеміуіне әкелетінін көрсетті.
| Қасиет | PIR (Полиизоцианурат) | PUR (Полиуретан) |
|---|---|---|
| Термік проводимдік | 0,022 Вт/мК | 0,028 Вт/мК |
| Түскенге сапар арналуы | Класс B1 (EN 13501-1) | Класс E (қоспалар қажет) |
| Типтік толықтық | 100-200мм | 80-150мм |
| Ең жақсы | Жоғары ғимараттардағы өртке төзімді қабырғалар | Энергияны үнемдейтін шатырларды қайта жөндеу |
PIR өйткені, оның жылыту әлеуеті төмен (GWP 1,230 vs. PURs 1,450), пассивті үй жобалауға талап етіледі, ал PUR әсерге төзімділіктің маңызды болып табылатын өнеркәсіптік жамылғылар үшін қолданылады. Екі материал да енді ЕО-ның жетекші нарықтарында 15-30% қайта өңделген материалдарды қамтиды.
Полиуретан шыныжібектің к-мәнінен (0.040 W/mK) 50% төмен болғандықтан, дәстүрлі материалдардан жылу тиімділігі жағынан асып түседі 0,022 Вт/мК жұқа қабатта жоғары R-мәнін (6,5 дюйміне) қамтамасыз етеді. Бұл кеңістікті үнемдеуге мүмкіндік беріп, жылу оқшаулау стандарттарына сәйкес келеді, бұл қайта жөндеу және шағын жобалау үшін негізгі артықшылық болып табылады.
Мысалы:
| Материал | Тепловодоведеніс (W/mK) | Дюйміне келетін R-мәні |
|---|---|---|
| Полиизолятор | 0.022 | 6.5 |
| Стекловолокно | 0.040 | 3.7 |
| Полистирол көбігі | 0.035 | 4.0 |
Зерттеулер полиуретанның кірпішке қарағанда 700% жақсы оқшаулау қабілеті бар екенін және он күнтізбелік жыл ішінде аэрозольды көбікке қарағанда 30% артық энергия ұстап тұратынын көрсетті.
Полиуретан шыны пластикпен салыстырғанда алғашқы кезде 20-40% қымбат болса да, оның тұрақтылығы мен әсер етуі едәуір үнемдеуге әкеледі. Полиуретаннан жылыту мен суытуды қамтамасыз ететін ғимараттарда жыл сайынғы жылыту мен суытудың 25-30% арзандау құны төленеді, ал қайтару мерзімі орташа алғанда 5-7 жыл құрайды. Полиуретанға ылғалдылықта тез бұзылатын көбікті тақталарды пайдалануға болмайды, өйткені полиуретан 30 жылдан астам өз қасиеттерін сақтап, ауыстыруды азайтады.
Өндіріс әлбетте көп энергия талап етеді, бірақ соңғы жылдары полиуретанның қоршаған ортаға әсерін азайтатын қайта өңдеу саласында белгілі бір жетістіктерге қол жеткізілді. Қазіргі кезде өнімдерде қайта өңделген материалдардың мөлшері тоқсан пайызға дейін болуы мүмкін. Сонымен қатар, олардың жабық ұяшықты құрылымы жылыжайлар үшін зиянды қалдық газдардың шығып кетуіне кедергі келтіреді. Алайда, шыныжібек полиуретанға қарағанда қоқыс жинау орындарында жиырма пайызға жуық қосымша қоқыс тудырады, өйткені оның құрамында ыдырамайтын байланыстырғыш заттар бар және оның қызмет ету мерзімі қысқа. Тіпті құрылыс үшін ең тиімді жылу оқшаулағыш материал да толық экологиялық таза болып табылмайды. Бірақ, уақыт өткен сайын энергия үнемдеу мүмкіндіктерін және өндірушілердің циклдік өндіріс процесстеріне ауысуын қарастырсақ, полиуретан қазіргі уақытта көміртегі шығарындыларын азайтуды көздейтін ғимараттар үшін ең жақсы таңдау болып табылады.
Полиуретаннан жасалған жылу оқшаулауыш жоғары жылу берімділік қасиетін қамтамасыз етеді, төмен к-мәні, 1 дюймге жоғары R-мәні, ылғалға тұрақтылық және ұзақ мерзімді тұрақтылық сипаттамалары бар, сонымен қатар энергия үнемдеу мен тұрақты дамуды қамтамасыз етеді.
Полиуретан -50°C-тан +120°C-қа дейінгі температурада тұрақты қасиетін сақтайды, ылғалды сіңірмеу қабілеті төмен болғандықтан әртүрлі климаттық жағдайларға сәйкес келеді және саңырауқұлақтардың пайда болуы мен материалдың бұзылуын болдырмақ.
Иә, қайта өңдеу процесстерінің жақсаруы полиуретанның қоршаған ортаға әсерін азайтты, ал оның жоғары өнімділігі мен ұзақ мерзімді тұрақтылығы ғимараттардағы көміртегі шығарындыларын азайтады.
EN
