Последнее поколение утеплителей — теплоизоляционные PIR‐плиты

Октябрь 4, 2016, Energylogia Автор , Категория Изоляция, Просмотров: 2 519 Нет комментариев

PIR плита как теплоизолирующий материал с самым низким показателем теплопроводности повсеместно используется в США и странах Западной Европы на протяжении уже долгого времени, больше 10 лет.

Это высокотехнологичный утеплитель полиизоцианурат (сокращенно — PIR) — близкий родственник хорошо известного пенополиуретана (PUR). Этот теплоизоляционный полимер наделен исключительными свойствами, такими как высочайшее сопротивление воздействию открытого огня (группа горючести Г1) и самой низкой среди полимеров теплопроводностью (в сухом состоянии  — 0,024 Вт/квадратный метр).

Кроме того, PIR плита не впитывает влагу и отличается высоким сопротивлением на сжатие.

Благодарю таким высоким показателям в этих важнейших характеристиках данный утеплитель представляет немалый интерес как для застройщиков, желающих повысить энергоэффективность возводимых зданий так и для частных клиентов интересующихся максимально эффективным теплоизолирующим материалом.

Что такое PIR‐плита

что такое pir плитаЭто сложный полимер, по составу схожий с полиуретаном, но более стабильный и отличающийся высокой стойкостью к химическим, термическим и механическим воздействиям.

Для производства обоих материалов используются одинаковые химические реакции, только PIR образуется при более высокой температуре и взаимодействует с другими катализаторами и сопутствующими веществами.

Основой для получения полиизоцианурата является метилендифенилдиизоцианат, который при высокой температуре и в присутствии катализаторов способен реагировать сам с собой, частично превращаясь в три-изоцианат-изоциануратное химическое соединение. Оно представляет собой жесткую молекулу кольцевой структуры, что положительно отражается на физических свойствах конечного продукта.

На втором этапе к три-изоцианат-изоцианурату и оставшемуся метилендифенилдиизоцианату добавляется полиэфирный полиол и специальное вспенивающее вещество. В результате реакции, проходящей на открытом воздухе, образуется довольно твердый и прочный полимер. Как и в полиуретане, 95% в объеме PIR занимают закрытые поры, но более стойкие молекулярные связи начинают разрушаться при температуре 200 °С (для PUR этот порог составляет около 110—120 °С).

Внешне полимерный утеплитель напоминает экструдированный пенополистирол — твердое вещество белого либо желтоватого цвета.

Технология производства

PIR производится в виде плит и сэндвич-панелей с обкладками из различных материалов по такой технологии:

  • Химические компоненты, находящиеся в разных емкостях, смешивают в специальном реакторе.
  • Смесь подается на производственную линию, где к ней добавляется вспенивающий агент.
  • Дозирующая машина посредством множества сопел подает готовый полиизоцианурат на проходящий по конвейеру рулонный материал, который послужит нижней обкладкой будущей плиты.
  • Дозировка жидкого состава рассчитывается таким образом, чтобы получалась плита толщиной от 25 до 400 мм (шаг размеров зависит от возможностей производства).
  • Вспениваясь, состав сразу увеличивается в объеме, сверху на него укладывают второй слой материала.
  • Застывшая пена, выступающая по бокам, обрезается ножами. Дальше лента режется на плиты заданных размеров, отправляемые на окончательную сушку.

Ширина изделий зависит от возможностей производственной линии.

Но в строительстве неудобно использовать плитные элементы, чья ширина превышает 120 см, поэтому PIR – утеплители вписываются в эти пределы.

Виды PIR‐плит

Как и полиуретановая пена, PIR обладает высокой адгезией к любым поверхностям.

Поэтому на производстве сопла дозирующей машины обматывают полиэтиленовой пленкой, дабы защитить их от случайных брызг пены, которую очень сложно потом отодрать.

По этой же причине изделия из полиизоцианурата выполняются в обкладках из разных материалов толщиной от 50 до 100 мкм, служащих ограничителями для пены.

В зависимости от сферы применения плит для облицовки утеплителя используются такие материалы:pir-плита с алюмоламинатом

  • Крафт-бумага хорошо подходит в качестве основания для дальнейшей внутренней отделки, если плиты используются внутри здания, например, для подшивки потолка.
  • Стеклохолст удобен как для внутренней отделки, так и для наружного оштукатуривания (системы типа «мокрый фасад»);
  • Стекловолокно с битумной пропиткой позволяет наплавлять гидроизоляционные материалы прямо на утеплитель. Подобные изделия применяются для теплоизоляции плоских кровель.
  • Алюмоламинат — покрытие из нескольких слоев алюминиевой фольги. Используется в различных системах утепления, вплоть до изоляции фундаментов и нагруженных полов на грунте.
  • Противопожарное графитное покрытие, способное защищать полимер от прямого воздействия открытого огня в течение длительного времени.

Примечание: по желанию заказчика плиты PIR изготавливаются с обкладками из различных материалов.

Другая разновидность изделий из полиизоцианурата — сэндвич-панели с обкладками из стальных профилированных листов, применяющиеся для строительства быстровозводимых зданий и являющиеся самостоятельной ограждающей конструкцией (стеной либо кровлей). На обкладки идет металл полимерным или цинковым покрытием толщиной 0,3—1 мм в зависимости от пожеланий заказчика.

Из тонких плит PIR (около 20 мм) с алюминиевым покрытием также изготавливаются утепленные воздуховоды прямоугольного сечения. Этому способствует жесткость и теплоизоляционные свойства материала, о которых пойдет речь далее.

Преимущества утеплителя на основе PIR

Данный материал не напрасно называют высокотехнологичным, поскольку он сочетает в себе достоинства наиболее популярных утеплителей — минеральной ваты и экструзионного пенополистирола:преимущества pir-плит

  • Полиизоцианурат практически не горит, что характерно для минваты. При прямом воздействии пламенем пропановой горелки с температурой 2000 °С верхний слой материала обугливается и защищает сердцевину плиты. После удаления источника пламени самостоятельного горения не наблюдается, поэтому утеплителю PIR присвоена группа горючести Г1.
  • Как и пенополистирол, полиизоцианурат хорошо отталкивает влагу. Показатель водопоглощения в течение 1 суток составляет не более 1%, паропроницаемость в сухом состоянии — 0,038 мг/м*ч*Па.
  • Изделия имеют отличные показатели по прочности, даром что на 95% состоят из пустоты. Чтобы создать линейную деформацию 10%, необходимо приложить усилие порядка 120 кПа или 1,22 кгс/см2.
  • Полимер отличается небольшим весом, плотность плит от разных производителей лежит в диапазоне 30—50 кг/м3.
    Показатель теплопроводности — наименьший из всех применяемых утеплителей и составляет 0,024—0,027 Вт/м*К.

Производители декларируют срок эксплуатации не менее 50 лет.

Примечание. Указанные технические характеристики теплоизоляционного полимера относятся к продукции компании «Технониколь».

Есть важная информация касательно  характеристик утеплителя, касающихся его горючести и огнестойкости. Группа Г1 которая присваивается полиизоцианурат не учитывает горючести его облицовки, что следует учитывать в работ с ним.

Соответственно, плиты с разными обкладками относятся к различным группам, присваиваемым по более горючему материалу:

  • утеплитель с алюминиевой фольгой и графитным покрытием, а также сэндвич-панели из профилированных стальных листов — группа Г1;
  • со стеклохолстом и крафт-бумагой — группа Г2;
  • с холстом, пропитанным битумом — группа Г3.
Хотя PIR способен противостоять пламени, но структура его разрушается при температуре 200 °С и выше. Полимер не горит, но теряет жесткость и начинает рассыпаться, что грозит разрушением конструкции. То есть, в отличие от других стройматериалов, предел огнестойкости изделий PIR зависит от их толщины.

Пример. Стеновые сэндвич-панели PIR с профилированными обкладками из крашеного металла от российского производителя «Профхолод» имеют следующие показатели пределов огнестойкости:

  • панели толщиной 40 мм выдерживают пожарную нагрузку без разрушения до 15 мин (EI 15);
  • панели 60—120 мм могут выдержать до 30 мин (EI 30);
  • панели 150—200 мм не разрушаются в течение 45 мин (EI 45).

Противопожарные свойства полиизоцианурата не дотягивают до стойкости минеральной ваты, отнесенной к группе НГ (негорючие). Зато он на голову выше остальных полимеров, которые вообще неспособны пройти испытание на предел огнестойкости, потому что сгорают моментально.

Сравнение с другими полимерными утеплителями

Чтобы оценить все достоинства теплоизоляции PIR, стоит провести сравнительный анализ характеристик самых популярных утеплителей — базальтовой ваты, пенопласта (ПСБ) и пенополистирола экструдированного (ЭППС). Различия наглядно показаны в сравнительной таблице:

Утеплитель Плотность, кг/м3 Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м* Паропроницаемость, мг/м*ч*Па Группа горючести Предел огнестойкости, мин Стоимость 1 м2 толщиной 100 мм, у. е.
Минеральная вата От 50 до 200 0,041 0,5—0,53 НГ От 30 до 120 От 3,5
Пенопласт От 15 до 35 0,037 0,05 Г3 — Г4 нет огнестойкости От 2
Пенополистирол экструзионный От 20 до 50 0,035 0,02 Г3 нет огнестойкости От 9
Полиизоцианурат (PIR плита) От 30 до 50 0,024 0,038 Г1 — Г3 От 15 до 45 24 (крафт-бумага)

Примечание. Показатели предела огнестойкости даны для стеновых сэндвич-панелей с металлическими обкладками, прошедших соответствующие испытания. Цена указана для теплоизоляции в плитах.

Из анализа таблицы следуют такие выводы:

  • по теплоизоляционной способности PIR значительно выше своих конкурентов;
  • по проницаемости водяных паров полиизоцианурат немного уступает полистиролу, но в реальности эта разница практически незаметна;
  • несмотря на принадлежность к группе горючести Г1 — Г3, PIR действительно не горит, хотя и разрушается под воздействием пламени;
    цена утеплителя в несколько раз выше, чем у конкурентов.

Невзирая на свои действительно уникальные технические характеристики и превосходство над традиционными и привычными нами утеплителями по всем техническим параметрам, теплоизоляционные материалы на основе полиизоцианурата не пользуются широким спросом в нашем регионе из-за достаточно высокой стоимости.

Это одна из причин, почему PIR медленно завоевывает позиции на рынке стран СНГ.

тепловые насосы принцип работыБлагодаря зеленому тарифу можно не только сэкономить на электроэнергии, но и зарабатывать, продавая электричество государству.

Если вы хотите, чтобы в вашем доме была комфортная температура в любое время года, советуем обратить свое внимание на тепловые насосы. Их принцип действия описан в нашей статье.

Эффективно отапливать частным дом можно без использования газа или электричества. Альтернативные способы отопления подробно изложены здесь.

Опыт применения на Западе

Плиты и сэндвич-панели из огнестойкого полиизоцианурата широко применяются в США и странах Европы в течение последних 10 лет, отвоевывая приблизительно 3% рынка в год у прочих утеплителей. Их используют для теплоизоляции кровель, стен и полов, применяют в производственных и жилых зданиях.

В США 76% плоских кровель утеплены именно плитами PIR.

Подобная популярность имеет свои причины:применение pir-плит в США

  • продукт долговечен и безопасен в эксплуатации, а значит, в него можно вкладывать деньги;
  • внутренняя политика государства всячески способствует повсеместному внедрению новых технологий ради повышения энергоэффективности;
  • в странах Запада постоянно ужесточаются нормы потребления тепла либо энергоносителей;
  • доходы граждан позволяют использовать высокотехнологичные материалы для утепления жилищ.

Низкая теплопроводность в сочетании с негорючестью и долговечностью сделали полиизоцианурат одним из наиболее востребованных утеплителей в западных странах. Тот же экструдированный полистирол, обладая хорошими теплоизоляционными свойствами, плавится либо сгорает при контакте с огнем, выделяя токсичные стиролы.

Базальтовая вата не горит, но сильно уступает по сроку службы, а еще выделяет вредные для здоровья фенолы.

В европейских государствах придают большое значение экологичности стройматериалов, а потому встретить там утепление из пенопласта либо минваты довольно сложно.

Отсюда и популярность последних веяний — изоляции с помощью пенополиуретана и полиизоцианурата.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *