Неге PU пенополиуреттің жақсы жылу оқшаулау қасиеті бар?

Негізінде, PU пенопластың құрамында жылу берілуін бір уақытта үш бағытта басқаруға мүмкіндік беретін тәуелсіз изоляциялық қасиеттері бар. Жылу әрқашан жылы аймақтан салқын аймаққа қарай қозғалғысы келеді, ол үш негізгі жолмен жетеді: қатты материалдар арқылы жылу өткізгіштік, қозғалыстағы ауа немесе сұйық арқылы конвекция және электромагниттік толқындар арқылы сәулелену. Көптеген изоляциялық материалдар бұл үшінің біреуін немесе екеуін қанағаттандырады, ал PU пенопластың әртүрлі қасиеттері бірігіп, барлық үшеуіне қарсы әсер етуге мүмкіндік береді. Шынындағы сыр құрылғының түймесін басқан сәтте болатын процесте жасырынған. Құтының ішіндегі сұйық компоненттер араласып, химиялық реакцияға түскен кезде жылу бөлінеді және көміртегі диоксиді газы бөлінеді. Бұл газ миллиондаған микроскопиялық көпіршіктерге тұтқындалады, ал пенопластың кеңеюі мен қатаяюы кезінде осы көпіршіктер тұрақты, герметикті қуыстарға айналады. Бұл тек кеңістікті толтыру емес. Бұл жылу өткізбейтін физикалық кедергіні жасау. Бұл процесті түсінген кезде, қабырға қуысына тек шыны талшықты плиталарды тығып салудың, дұрыс қолданылған пенопластық герметикпен салыстырғанда ешқашан сол деңгейде нәтиже бермейтінін түсінесіз.

Жабық ұяшықтың құпиясы және қуыста қалған газдың күші

Егер сіз PU пенопластың неге осындай жылу супержұлдызы екенін түсінгіңіз келсе, сіз оның микроскопиялық құрылымына жақындап, қарауыңыз керек. Микроскоп астында жоғары сапалы PU пенопласт тығыз балалар шамы сияқты көрінеді — бұл полимердің қатты полиуретан қабырғаларымен жасалған кішкентай, жеке ұяшықтар желісі. Бұнда анықтаушы сипат — осы ұяшықтардың көпшілігі «жабық». Яғни әрбір кішкентай көпіршік өзіндік, толықтай полимер қабырғаларымен қоршалған және көршілерінен бөлінген қуыс. Осы жабық ұяшықтың құрылымы — бұл материалдың жылу оқшаулануында өте жақсы болуының негізі. Ұяшықтар жабық болғандықтан, ауа пенопласт ішінде еркін қозғала алмайды. Конвекция — бұл қысқа талшықты шыныталақ немесе ашық ұяшықты материалдарда жылудың негізгі «ұрғышысы» — тиімді түрде тоқтатылады. Осы ұяшықтар ішіндегі газ тек қана орнында отырады, циркуляцияға түсе алмайды және жылуын кетіре алмайды.

Бірақ құрылым — бұл тек жартылай ғана тарих. Екінші жартысы — осы ұяшықтардың ішінде қамалған газ. Көпіршіктерді жасау үшін қолданылатын көпіршіктендіргіш заттар (мысалы, көміртегі диоксиді, пентан немесе циклопентан) қалыпты ауадан әлдеқайда нашар жылу өткізгіштікке ие. Материалдың жылу өткізгіштігін өлшеу — бұл оның жылу өткізу қабілетін бағалау болып табылады; оны жиі лямбда (λ) деп белгілейді. Бұл сан неғұрлым төмен болса, соғұрлым жақсы жылу оқшаулағыш болады. Қалыпты ауаның жылу өткізгіштігі стеклоталшық немесе целлюлоза сияқты көптеген дәстүрлі материалдарға 1 дюйм (2,54 см) қалыңдыққа R-3-тен R-3,5-ке дейінгі R-мәні береді. Ал полимеруретан (ПУ) көпіршікті материалдарының жылу өткізгіштігі әдетте шамамен 0,024 Вт/м·К құрайды, бұл 1 дюйм қалыңдыққа R-6-дан R-7-ге дейінгі R-мәніне сәйкес келеді — бұл көптеген дәстүрлі материалдарға қарағанда екі есе жоғары көрсеткіш. Яғни, сіз қалыңдығын екі есе азайтып, дәл сондай жылу оқшаулау қабілетін аласыз; бұл терезе рамалары немесе есік тұғырлары сияқты тар орындарда үлкен артықшылық болып табылады. Жіңішке, жабық ұяшықты көпіршікті құрылым мен жылу өткізгіштігі төмен газдардың ұяшықтарында болуы — бұл полимеруретан (ПУ) қатты көпіршікті материалдарының жоғары деңгейдегі жылу оқшаулау сипаттамаларын қамтамасыз ететін негізгі фактор.

Басқа изоляциялық материалдар жетіп алмайтын орындарды толтыру

Зертханалық есептерде жоғары көрсеткіштері бар материал болуы — бір жағынан, ал осы материалдың шыныға құрылыс дүниесіндегі күрделі, қисық-қиғаш орындарда қалай әрекет ететіндігі — басқа жағынан. Дәл осы жерде PU пенопласты басқа изоляциялық материалдардан айқын ажыратады. Талшықты шыны (стекловата) немесе қатты пенопласт тақталар сияқты дәстүрлі изоляциялық материалдар үлкен, жазық, ашық аумақтарды қаптау үшін өте жақсы, бірақ жылу жиі қашықтанатын кішігірім, күрделі орындарды толтыруда олар толығымен қанағаттанарлық деңгейде емес. Мысалы, терезе қорабы мен қабырғадағы шамалы ашылу арасындағы саңылау, труба немесе электр сымы еден арқылы өтетін тесік немесе қабырғалар мен төбелердің қосылатын жерлеріндегі қисық-қиғаш трещиналар мен жіктер туралы ойланыңыз. Егер сіз терезенің айналасындағы саңылауға стекловатаны тығып көрсеңіз, ол — жеңілмейтін күрес екенін түсінесіз. Сіз оны немесе қатты сығып, изоляциялық қасиетін бұзып немесе ауа сорылуы үшін көрінбейтін автожолдар болып қызмет ететін кішкентай бос орындар қалдырып қоясыз.

PU көпіршікті тұзғыны осы мәселені шешеді, өйткені ол қолданылатын кез келген бос орынға дәл сол пішінді қабылдайды. Себебі ол сұйық күйінде қолданылады да, кейінірек кеңейеді, сондықтан ол әртүрлі жарықтарға, сыдырғыштарға және тегіс емес беттерге толық тарап, маңындағы материалдарға тығыз жабысып, біртұтас, ауасыз (герметикалық) тұзғын құрады. Осы қабілет — бос орындарды біркелкі толтыру мен пішінге икемделу — оны есіктер мен терезелерді орнату, трубалардың өткізу орындарын герметикалау, сондай-ақ шатыр жиегі мен фундаменттегі жарықтар сияқты қол жетпейтін аймақтарды жылыту үшін тәуелсіз құрал ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Сіз осы кішкентай ауа саңылауларын жоятын кезде тек жел соғысын тоқтатпайсыз, сонымен қатар салондағы жылытылған немесе салқындатылған ауаны сыртқа шығарып, оның орнына ЖЖК жүйесінің қосымша жұмыс істеуін талап ететін сыртқы ауамен алмастыратын конвекциялық циклды да тоқтатасыз. Дәл осы ауасыз герметикалау энергия үнемдеудің ең үлкен көзі болып табылады, себебі ауа саңылаулары ғимараттың жалпы жылыту мен салқындату жүктемесінің қаншалықты үлкен бөлігін құрайтыны белгілі. Дұрыс орындарға қолданылған бір құты көпіршікті тұзғын сіздің айлық коммуналдық төлемдеріңізге таң қалдыратындай үлкен әсер етуі мүмкін.

Он жылдар бойы сақталатын ұзақ мерзімді өнімділік

Кез келген изоляциялық материал туралы адамдардың қойған жиі кездесетін сұрақтарының бірі — ол он немесе жиырма жылдан кейін де өз қызметін атқара береді ме? Кейбір материалдар уақыт өте келе шағылады, кейбірі ылғалды сіңіреді де тиімділігін жоғалтады, ал кейбірі мүлдем тозады. Тұйық ұяшықты PU пенопластың ұзақ мерзімді перспективасы өте оңтайлы. Зерттеулер көрсеткендей, полиуретанды қатты пенопластың пайдалы қызмет ету мерзімі 50 жылдан асады және ол бұл барлық мерзім ішінде өте төмен жылу өткізгіштігін сақтайды. Бұл негізінен біз бұрын айтқан тұйық ұяшықты құрылымға байланысты. Себебі ұяшықтар герметиктелген, олар ылғалдың енуіне кедергі болады. Пенопласт суға сіңбейді, сондықтан ол сорғыш сияқты су сіңіріп, ылғалданып, тиімсіз массаға айналмайды немесе плесеньнің дамуына қолайлы орта болмайды.

«Көбік жасыру» деп аталатын құбылыс бар, оның кезінде төмен өткізгіштікті булатын газдар баяу сыртқа диффузияланып, қалыпты ауамен алмасқан сайын көбіктің жылу өткізгіштігі уақыт өте келе өте аздап артады. Алайда, бұл баяу процессті инженерлер жақсы түсінеді және ол ғимараттардың құрылыс нормаларында қолданылатын ұзақ мерзімді жұмыс істеу көрсеткіштеріне қазірден-ақ ескерілген. Практикалық тұрғыдан алғанда, көбікпен жылуға изоляцияланған қабырға немесе терезе рамасы типтік ғимараттың толық қызмет көрсету өмірі бойы жоғары деңгейде жұмыс істейді. Германияда 28 жыл бойы қызмет көрсеткен шатырдан алынған үлгілерде ешқандай зақымдану, тесіктер немесе қызмет көрсету сапасының төмендеуі байқалмады. Шамамен үш онжылдықтан кейін өлшенген жылу өткізгіштігі алғашқы жарияланған мәннен әлдеқайда жақсы болды. Бұндай тұрақтылықты қабырға қуысының жоғарғы бөлігінде шағылып, саңылаулар қалдыратын әйнек талшығынан жасалған изоляциялық материалдармен немесе уақыт өте келе шағылып, тығыздалатын целлюлозамен салыстырғанда қатты, тұрақты жабысқан көбіктің артықшылығы толық айқын болады. Бұл — энергия үнемдеу мен ыңғайлылық үшін жылдан жылға, онжылдықтан онжылдыққа дейін табыс әкелетін инвестиция.