Genellikle PU olarak bilinen poliüretan izolasyon, kapalı hücre yapısı nedeniyle termoset olarak çalışır çünkü bu yapı içinde düşük iletkenliğe sahip gazları hapseder ve ısı transferini oldukça zorlaştırır. Bu malzeme sert panel formunda ya da sprey köpük uygulamaları şeklinde elde edilebilir ve yapılan testler ısıl iletkenliğinin 0,02 ila 0,025 W/mK arasında olduğunu göstermiştir. Bu da poliüretanın, normal cam elyafı malzemelere göre yaklaşık iki kat daha iyi yalıtım yapmasına neden olur. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı çalışanları, bu PU panellerin R değerlerinin zamanla oldukça kararlı kaldığını, ancak malzeme içinde hapsolmuş gazlar yerine oturduğunda küçük değişiklikler olabileceğini belirlemiştir.
Poliüretanı bu kadar etkili kılan nedir? Küçük bal peteği desenini andıran, yaklaşık %90 ila %95 oranında kapalı olan benzersiz hücre yapısına bakmak yeterli. Bu küçük gaz bölmelerinin içinde genellikle çevre dostu köpürtme ajanlarının çalıştığını görürüz; bu ajanlar, hem iletken hem de taşınım yoluyla ısı transferini engelleyen bir yalıtım etkisi yaratır. Üreticiler sert poliüretan paneller istediklerinde, poliol reçineleri ile izosiyanatları bir araya getirirler. Kimyasal reaksiyon, nem direncine de sahip bu yoğun malzeme oluşturur. İnşaat uygulamaları için en önemlisiyse, herhangi bir deformasyon belirtisi göstermeden yaklaşık 40 pound/inç²'ye varan yapısal basınçlara dayanabilmesidir.
Poliüretan, duvarlardan ısı geçişine gerçekten karşı koyarak ve hava sızıntısını çevrelerde durdurarak öne çıkar. Sürekli paneller halinde, aralarında boşluk bırakan batts'ler yerine kurulduğunda binalar enerji maliyetlerinde oldukça fazla tasarruf sağlar - çeşitli araştırmalara göre yaklaşık %15 ila %30 arasında. Üçüncü taraf tarafından yapılan testler, bu malzemelerin iki on yıl sonra bile orijinal yalıtım gücünün yaklaşık %94'ünü koruduğunu göstermektedir; bu, özellikle koşullar zorlaştığında veya nemli olduğunda diğer köpük levha türlerinden beklenenden daha üstündür. Nemlilikten bahsederken, poliüretanın buhar suyunun kolayca geçmesine izin vermeyen (1 perm değerinin altında) harika bir özelliğe sahip olması çok önemlidir. Bu, zamanla malzemenin içine nem girmesinden dolayı yapısal hasar oluşma ihtimalini oldukça azaltır.
Isı dışarıda tutulmaya gelince, poliüretan levhalar piyasada bulunan diğer malzemelere kıyasla gerçekten öne çıkar. Termal iletkenlik veya k-değeri yaklaşık 0,022 ila 0,025 W/m·K arasında değişir ve bu da cam elyafının 0,04 W/m·K değerinden yaklaşık %35 daha iyi ve polistiren seçeneklerinden ise yaklaşık %25 daha üstün bir performans sağlar. Bunu mümkün kılan nedir? Malzeme, aslında soyut gazları içine kilitleyen kapalı gözenek yapısına sahiptir ve bu da ısı geçişini çok daha zor hale getirir. ASTM C518 gibi yöntemler kullanılarak yapılan endüstriyel testler, bu özelliklerin birçok yıl boyunca tutarlı kaldığını göstermiştir. Bu durum, performansı zamanla sıkıştırıldığında yaklaşık %15 azalan taş yünü ürünlerinden oldukça farklıdır.
Performansa gelince poliüretan izolasyon, değerler açısından oldukça güçlüdür. İnç başına yaklaşık 6,5 R-değeri ile bu malzeme, selülozun sunabildiği miktarın neredeyse iki katını ve ekstrüde polistirenin ise yaklaşık yarısı kadar daha fazlasını sağlar. Sektörel araştırmalara göre, çoğu örnek, işe başladıktan sonra 15 yılın ardından hâlâ orijinal izolasyon gücünün yaklaşık %98'ini korumaktadır. Bu, zamanla etkilerini yaklaşık %88'e düşen sprey köpüğe kıyasla oldukça etkileyicidir. Ancak poliüretanı gerçekten ayıran unsur, cam elyafı ve köpük paneller gibi diğer malzemeleri etkileyen sinir bozucu ısı sızıntılarıyla ne kadar iyi başa çıkabildiğidir. Gerçek dünya testleri, bu tür uygulamaların bağlantı noktalarındaki enerji kayıplarını yaklaşık %40 oranında azalttığını göstermektedir. Bu da sıcaklık kontrolü en çok önemli olan binalar için akıllı bir tercih haline getirir.
Poliüretan, -50 derece Celsius'tan +120 derece Celsius'a kadar uzanan geniş bir sıcaklık aralığında oldukça kararlı kalır. Bu özelliği sayesinde hem dondurucu soğukluktaki depolarda saklama hem de sıcak çöl iklimlerinde bina yalıtımı için iyi bir performans gösterir. Nem seviyeleri %80 veya üzeri olduğunda poliüretan, su emme açısından yaklaşık %1 veya daha az oranda emer. Bu oldukça iyidir çünkü küf oluşumunu engeller ve selüloz gibi malzemelerde görülen nemle ilgili bozulmaları önler. Selüloz bazlı ürünler nem oranı %90 seviyesine ulaştığında etkinliklerinin neredeyse %20'sini kaybedebilir. Soğuk hava depolama tesislerinde yapılan gerçek dünya testleri, poliüretan yalıtımına geçilmesi durumunda geleneksel XPS köpüğe göre yıllık ısıtma ve soğutma maliyetlerinin yaklaşık %32 oranında azaldığını göstermiştir. Bu özellikle sıfırın altındaki sıcaklıklarda daha da önemlidir.
Poliüretanın kapalı hücre yapısı, doğal bir nem bariyeri gibi hareket eder ve %90 neme rağmen %1'in altında su emme oranına sahiptir. Bu özellik, cam elyafı veya mineral yün gibi malzemelerde küf oluşumuna neden olan kapiler etkiyi önler. Emici alternatif malzemelerin aksine, poliüretan yağmur, yoğuşma veya zemin nemiyle karşılaştığında termal performansını tutarlı bir şekilde korur.
Poliüretan plakalar, çatılarda biriken kar yükünü veya seyrek olarak yapılan yürüyüşleri desteklemek için yeterli olan 150 kPa değerinin çok üzerindeki basınç kuvvetlerine dayanabilir. Malzeme, moleküler düzeyde özel çapraz bağlı bir yapıya sahiptir ve bu yapı, yüzeye uygulanan basıncı eşit şekilde dağıtarak malzemenin gerilme altında çatlamasını veya kalıcı olarak bükülmesini engeller. Bu özellikleri sayesinde, özellikle iyi yalıtımın yanında sağlam yapısal destek gerektiren endüstriyel binalarda kullanılan sandviç panellerin iç kısmında kör malzeme olarak kullanım için son derece uygundur.
Korozyon etkilerine karşı dayanıklılığı yaklaşık 30 yıla denk gelen kıyı koşullarını simüle eden yaşlanma sürecini hızlandırma testleri, poliüretanın rutubete karşı direncini oldukça iyi bir şekilde koruduğunu göstermektedir; bu süreçte meydana gelen bozulma %5’in altında kalmaktadır. Özellikle kıyı bölgelerinin sert koşullarına karşı dayanıklılık konusunda poliüretan, XPS ve EPS köpüklerini açık ara geçmektedir. Bu malzemeler, tekrarlayan donma-çözülme döngülerine ve zamanla küçük çatlaklara neden olan deniz suyu sisine maruz kalma durumlarında poliüretan kadar dayanıklı olamamaktadır. Eksi 30 derece ile 50 derece arasında gerçekleşen sıcaklık değişimlerinin ardından poliüretanla yalıtılmış duvarların termal görüntülemeleri incelendiğinde dikkat çekici bir durum gözlemlenmiştir: bu sert sıcaklık değişimlerine rağmen soğuk köprü oluşumu gözlemlenmemiştir.
Günümüz inşaat sahnesinde poliüretan levhalar oldukça popüler hale gelmiştir. İnç başına yaklaşık 6,5'tan ısı yalıtımı sağlarlar ve bu da normal cam elyafına göre yaklaşık %30 daha iyidir. Bu panelleri bu kadar etkili kılan nedir? Kapalı gözenekli yapıları, esasında duvarlardan ve çatılardan geçen ısı hareketini eski malzemelere kıyasla %40 ila %50 oranında azaltır. Birçok mimar, eski binaları orijinal görünümlerini bozmadan yenilemek istediğinde bu panellerle çalışmayı tercih eder. Levhalar bazen sadece 20 milimetre kalınlığında üretilebilir ve tarihi yapılarda sıkça görülen zorlu eğri yüzeylere uyacak şekilde esneklik gösterirler.
Soğuk hava depolamada, sadece 12-15 cm kalınlıkla poliüretan levhalar -30°C ile +25°C arasında sıcaklıkları korur. Kompresör devrelerinin azalmasından dolayı tesisler yıllık enerji maliyetlerinde %35 oranında düşüş bildirmektedir. 2023 yılında 50 endüstriyel tesis üzerinde yapılan bir araştırma, poliüretanla yalıtılan yapıların EPS yalıtımlı olanlara göre soğutucu akışkan sızıntısını %18 azalttığını göstermiştir.
| Mülk | PIR (Poliizosiyanürat) | PUR (Poliüretan) |
|---|---|---|
| Isıl İletkenlik | 0.022 W/mK | 0.028 W/mK |
| Yangın performansı | Sınıf B1 (EN 13501-1) | Sınıf E (katkı maddeleri gerektirir) |
| Tipik Kalınlık | 100-200mm | 80-150mm |
| En iyisi | Yüksek yapı yangın dayanımlı duvarlar | Enerji verimli çatı yenilemeleri |
PIR, daha düşük küresel ısınma potansiyeli nedeniyle (GWP 1.230 vs. PUR 1.450) pasif ev tasarımlarında tercih edilmektedir, PUR ise darbeye dayanımın kritik olduğu endüstriyel çatılarda tercih edilmektedir. Her iki malzeme şimdi önde gelen AB pazarlarında %15-30 oranında geri dönüştürülmüş içerik içermektedir.
Poliüretan, geleneksel malzemelerden daha üstün termal verimlilik gösterir. k-değeri 0.022 W/mK cam elyafına göre %50 daha düşük (0,040 W/mK), ince uygulamalarla daha yüksek R-değerlerine (6,5/inç) ulaşır. Bu da alan tasarrufu sağlarken yalıtım standartlarına uygunluğu sağlar, eskiyen yapılarda ve kompakt tasarımlarda büyük bir avantaj sağlar.
Örneğin:
| Malzeme | Termal Iletkenlik (W/mK) | İnç Başına R-Değeri |
|---|---|---|
| Poliüretan | 0.022 | 6.5 |
| Fiberglass | 0.040 | 3.7 |
| Polistiren Köpük | 0.035 | 4.0 |
Yapılan çalışmalar, poliüretanın 10 yıl boyunca tuğlaya göre %700 daha iyi yalıtım kapasitesine sahip olduğunu ve sprey köpüğe göre %30 daha fazla enerji tuttuğunu göstermektedir.
Köpük cam elyafından %20-40 daha pahalı olsa da, dayanıklılığı ve verimliliği ile önemli ölçüde tasarruf sağlar. Köpük izolasyonu kullanılan binalarda yıllık ısıtma ve soğutma maliyetlerinde %25-30 oranında düşüş görülür ve genellikle 5-7 yıl içinde yatırımın geri dönüşü sağlanır. Nemli ortamlarda daha hızlı bozulan köpük panellerin aksine, köpük performansını 30 yıldan fazla süreyle korur ve yenileme ihtiyacını en aza indirger.
Üretim kesinlikle çok enerji tüketir, ancak geri dönüşümdeki son gelişmeler poliüretanın çevresel etkisini önemli ölçüde azaltmıştır. Günümüz ürünlerinde aslında 90%'ye varan oranda geri dönüştürülmüş malzeme kullanılabilir ve ayrıca kapalı hücreli yapısı, o can sıkıcı sera gazlarının atmosfere kaçmasına engel olur. Cam elyafın ise, dayanıklılığının daha az olması ve uzun süre bozulmayan bağlayıcıları içermesi nedeniyle atık miktarı yaklaşık yüzde 20 daha fazladır. Hiçbir izolasyon malzemesinin tamamen çevre dostu olmadığı açıktır, ancak enerji tasarrufu açısından uzun vadeli kazanımlarla birlikte üreticilerin dairesel süreçlere yönelmesi de göz önünde bulundurulduğunda, poliüretan hâlâ binaların karbon emisyonlarını azaltma hedeflerine ulaşmaları için mevcut en iyi seçeneklerden biri olarak öne çıkmaktadır.
Poliüretan izolasyon, daha düşük k-değeri, yüksek inç başına R-değeri, nem direnci ve uzun vadeli dayanıklılık ile üstün termal verimlilik sağlar; bu da onu enerji tasarrufu ve sürdürülebilirlik açısından etkili hale getirir.
Poliüretan -50°C ile +120°C arasında kararlı kalır, düşük nem emme özelliğine sahiptir; bu nedenle çeşitli iklimler için uygundur ve küf oluşumunu ve malzeme bozulmasını önler.
Evet, gelişmiş geri dönüşüm süreçleri çevresel etkisini azaltmıştır ve poliüretanın yüksek performansı ve uzun ömrü, binalarda daha düşük karbon emisyonlarına katkı sağlar.
EN
