Полиуретанска изолација, често називана ПУ, делује као термореактивна материја због своје структуре са затвореним ћелијама која заправо задржава те гасове са ниском топловодљивошћу унутар себе, чиме отежава пренос топлоте. Ову материју можемо добити у облику чврстих панела или као пену за прскање, а тестови показују да је топловодљивост око 0,02 до 0,025 W по mK. То је отприлике двапут ефикаснија изолација у односу на уобичајене фиберглас материјале. Стручњаци из Министарства енергетике САД су установили да ПУ панели одржавају прилично сталне R-вредности током времена, иако може доћи до малих промена када се гасови који су заробљени коначно сместе на своје место унутар материјала.
Šta čini poliuretan toliko efikasnim? Odgovor leži upravo u njegovoj jedinstvenoj ćelijskoj strukturi koja podseća na pčelinje saće, pri čemu je čak 90 do 95 procenata tih mikroskopskih ćelija hermetički zatvoreno. Unutar ovih minijaturnih gasnih džepova često se koriste ekološki prihvatljivi nadimanji agensi, koji stvaraju izolacioni efekat i time sprečavaju provođenje i konvekciju toplote. Kada proizvođači žele da proizvedu krute poliuretanske ploče, mešaju poliolne smole i izocijanate. Hemijska reakcija koja nastaje stvara gust materijal koji takođe dobro otpire vlagu. Najvažnije za primenu u građevinarstvu, ovaj materijal može da izdrži strukturne pritiske do približno 40 funti po kvadratnom inču pre nego što pokaže bilo kakve znake naprezanja.
Poliuretan se ističe jer se zaista bori protiv prenosa toplote kroz zidove i sprečava curenje vazduha. Kada se instalira u obliku kontinuiranih panela umesto onih komadnih koji ostavljaju praznine između sebe, zgrade zaista mogu uštedeti dosta na troškovima energije – negde između 15 i 30 procenata prema raznim studijama. Nezavisna testiranja pokazuju da ovi materijali i nakon dve decenije i dalje zadržavaju oko 94% svoje originalne izolacione moći, što je bolje u odnosu na ono što obično vidimo kod drugih vrsta ploča od pene, posebno kada uslovi postanu ekstremni ili vlažni. A kad već pričamo o vlažnosti, poliuretan ima sjajno svojstvo da vodena para kroz njega ne može lako da prođe (ispod 1 perm jedinice). To znači da je znatno manji rizik od oštećenja strukturalnih elemenata zbog nakupljanja vlage unutar materijala tokom vremena.
Kada je u pitanju očuvanje hladnoće, poliuretanske ploče se ističu u poređenju sa drugim materijalima dostupnim na tržištu. Termalna provodljivost, odnosno k-vrednost, kreće se između 0,022 i 0,025 W/m·K, što je otprilike 35% bolje u odnosu na staklenu vunu sa 0,04 W/m·K i oko 25% bolje u odnosu na polistirenske opcije. Šta omogućava ovakve rezultate? Materijal ima strukturu zatvorenih ćelija koje zapravo zadržavaju inertne gasove, čime se znatno otežava prolazak toplote. Ispitivanja u industriji koja koriste metode poput ASTM C518 pokazala su da ova svojstva ostaju stabilna tokom mnogo godina. To je sasvim drugačije u odnosu na proizvode od mineralne vune, gde se efikasnost smanjuje otprilike 15% kada se komprimuju tokom vremena.
Полиуретанска изолација има прилично добар степен изолације у погледу параметара ефикасности. Са око 6,5 R-вредности по инчу, овај материјал нуди отприлике двоструко више него целулоза и отприлике пола више у односу на екструдирани полистирен. Према истраживањима у индустрији, већина узорака задржава чак 98% своје оригиналне изолационе моћи чак и након 15 година употребе. То је прилично добро у поређењу са пеном која се прска, која обично опадне на отприлике 88% ефикасности током времена. Оно што заиста истиче полиуретан је начин на који се носи са непријатним губцима топлоте који угрожавају друге материјале као што су стаклена вуна и плоче од пене. Тестови у стварним условима показују да овакве инсталације смањују губитке енергије на спојним тачкама за отприлике 40%, чинећи их паметним избором за зграде где је контрола температуре најважнија.
Полиуретан остаје прилично стабилан у веома широком опсегу температура, од најниже -50 степени Целзијуса све до +120 степени. То га чини добром избором како за складиштење ствари у фризерима, тако и за изолацију зграда у пустињама где је веома жарко. Када влажност буде висока (80% релативне влажности или више), полиуретан упије само око 1% влаге или још мање. То је заправо прилично добро, јер спречава раст плесни и не дозвољава да дође до топлотног распадања као што се то дешава са материјалима као што је целулоза. Производи од целулозе могу имати великих проблема када влажност достигне око 90%, губећи чак и до 20% своје ефикасности. Стварни тестови у објектима за хлађење су показали да уградња полиуретанске изолације смањује годишње трошкове отопљивања и хлађења за отприлике 32% у поређењу са традиционалном XPS пеном, што је посебно важно када температуре падну испод нуле.
Struktura poliuretana sa zatvorenim ćelijama deluje kao prirodni barijer protiv vlage, sa apsorpcijom vode ispod 1% čak i na 90% vlažnosti. Ovo sprečava kapilarnu akciju koja dovodi do stvaranja plesni u materijalima poput staklene vune ili mineralne vune. Za razliku od upijajućih alternativa, poliuretan održava konstantan toplotni učinak kada je izložen kiši, kondenzaciji ili vlazi iz zemlje.
Полиуретанске плоче могу издржати силе компресије које значајно премашују 150 kPa, што је више него довољно за кровове који морају да издрже нанос снега или повремену пешачку посету. Материјал има специјалну структуру са молекулским умрежавањем која равномерно распоређује притисак по целокупној површини, тако да се не пуцају под оптерећењем нити трајно деформишу. Због ових карактеристика, оне изузетно добро функционишу као језгра у сендвич панелима који се користе у многим индустријским зградама, где су добар топлотни изолатор и сигурна структурна подршка неопходни за правилно функционисање.
Тестови који убрзају процес старења како би симулирали око 30 година обалских услова показују да полиуретан задржава прилично добру отпорност на влагу, са деградацијом која остаје испод 5%. Када је у питању издржавање оштрих обалских услова, полиуретан је много бољи од XPS и EPS пјена. Ови материјали нису тако добри у издржавању поновљеног замрзавања и одмрзавања нити изложени соленом морском прсканју, што тежи да створи малих пукотина током времена. Посматрајући термалне слике зидова који су изоловани полиуретаном након разних екстремних промена температуре између минус 30 степени Целзијуса и 50 степени, може се запазити нешто занимљиво – заправо нема промаје упркос деценијама толико екстремних температурних осцилација.
У данашњој градитељској пракси, плоче од полиуретана су постале прилично популарне. Оне нуде вредности изолације од око 6,5 по инчу, што је грубо 30 одсто боље него што добијамо од уобичајене стаклене вуне. Шта чини ове плоче толико ефективним? Па, њихова гушћа, структура затворених ћелија заправо смањује пренос топлоте кроз зидове и кровове између 40 и 50 одсто у поређењу са старијим материјалима. Многи архитекти воле да користе ове панеле када треба да ажурирају старе зграде без измене њиховог оригиналног изгледа. Плоче могу бити направљене веома танке, некад чак и 20 милиметара дебеле, а такође се лепо савијају да би пратиле оне захтевне закривљене површине које често налазимо у историјским структурама.
У складовима на ниским температурама, полиуретанске плоче одржавају температуру између -30°C и +25°C са дебљином од само 12-15 cm. Пословне јединице наводе да су годишњи трошкови енергије за 35% нижи, захваљујући смањеном раду компресора. Студија из 2023. године која је обухватила 50 индустријских фабрика показала је да структуре са полиуретанским изолацијама имају смањену цурења хладњака за 18% у поређењу са структурама изолованим експандираном полистиролом.
| Imovina | PIR (Полиизоцијанурат) | PUR (Полиуретан) |
|---|---|---|
| Трплопроводљивост | 0.022 W/mK | 0.028 W/mK |
| Oganjanje vatre | Класа B1 (EN 13501-1) | Класа E (захтева адитиве) |
| Tipična debljina | 100-200mm | 80-150mm |
| Najbolje za | Зидови отпорни на високе температуре у високим зградама | Енергетски ефикасне надоградње кровова |
PIR се препоручује у пасивним кућама због нижег потенцијала глобалног загревања (GWP 1.230 у односу на PUR-ов 1.450), док се PUR користи у индустријским крововима где је отпорност на удах најважнија. Оба материјала сада садрже 15–30% рециклираног материјала у водећим европским тржиштима.
Полиуретан премашује традиционалне материјале по термичкој ефикасности. Са k-вредношћу 0.022 W/mK до 50% нижом у односу на стаклену вуну (0,040 W/mK), постиже веће R-вредности (6,5 по инчу) уз танју изолацију. То омогућава прислушкивање стандардима изолације и уштеду простора, што је важно у надоградњама и компактним конструкцијама.
На пример:
| Материјал | Termička provodnost (W/mK) | R-вредност по инчу |
|---|---|---|
| Poliuretan | 0.022 | 6.5 |
| Stakloplastika | 0.040 | 3.7 |
| Пени пластика | 0.035 | 4.0 |
Студије показују да полиуретан има 700% боље изолационе особине од опеке и 30% веће задржавање енергије у односу на пену у шприцу током десет година.
Иако је почетна цена полиуретана за 20–40% виша у односу на стаклопласт, његова издржљивост и ефикасност обезбеђују значајне уштеде. Зграде са изолацијом од полиуретана наводе 25–30% ниже годишње трошкове отопљења и хлађења , са просечним периодом повраћаја улагања од 5 до 7 година. За разлику од пенопластних плоча, које се брже деградирају у влажним условима, полиуретан одржава својства више од 30 година, чиме се минимизирају замене.
Proizvodnja definitivno zahteva dosta energije, ali nedavna poboljšanja u recikliranju smanjila su ekološki otisak poliuretana znatno. Današnji proizvodi mogu čak sadržavati i do 90% recikliranog materijala, a uz to, njihova struktura sa zatvorenim ćelijama sprečava dosadne staklene gasove da pobjegnu. Stakloplastika, u međuvremenu, stvara oko 20% više otpada na deponijama jer ne traje toliko dugo i sadrži ljepila koja se jednostavno ne razgrađuju. Nijedan materijal za termoizolaciju nije potpuno zelen, naravno, ali kada pogledamo uštedu energije tokom vremena, uz pomeranje proizvođača ka kružnim procesima, poliuretan i dalje ističe kao jedna od boljih opcija dostupnih u ovom trenutku za zgrade koje žele da smanje emisiju ugljenika.
Пенополиуретанска изолација обезбеђује изузетну термалну ефикасност захваљујући нижој k-вредности, високом R-вредности по инчу, отпорности на влагу и дуготrajноj трајности, чиме је ефективна за уштеду енергије и одржавање животне средине.
Полиуретан остаје стабилан од -50°C до +120°C, са ниским упијањем влаге, чиме је погодан за разнолике климе и спречава појаву плесни и деградацију материјала.
Да, побољшани процеси рециклирања су смањили његов еколошки отисак, а висок учинак и дуготрајна трајност полиуретана доприносе смањењу емисије угљен-диоксида у зградама.
EN
