Дата публикации: 16 июля 2010

В настоящее время в ЖКХ и промышленности существует проблема повышенного расхода теплоэнергии , электроэнергии на отопление, кондиционирование жилых и производственных помещений. Большие потери теплоэнергии в магистралях при доставке потребителям, в результате чего потребители оплачивают не только за предоставленное тепло, но и за потери .Переплата за предоставленную услугу доходит в некоторых случаях до 60%, а в среднем 45%-50%.

Цель статьи состоит в том, чтобы выявить целесообразность применения пенополиуретана в жилищном и промышленном строительстве, как новые технологии  энергосбережения.

Что такое пенополиуретан (ППУ) и область его применения

Из четырех "гигантов" современной крупнотоннажной индустрии пластических масс - полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и полиуретана - последний является, безусловно, наиболее универсальным материалом. В самом деле, на основе полиуретанов изготавливают эластичные, полужесткие и жесткие материалы; полиуретаны перерабатывают практически всеми существующими технологическими методами - экструзией, прессованием, литьем, заливкой, напылением и т.д.; на основе полиуретанов получают абсолютно все известные типы материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные и другие в виде плит, листов, блоков, профилей, волокон, пленок и т. д. Наконец, изделия и конструкции на основе полиуретанов используют во всех без исключения отраслях промышленности.

Жесткий ППУ широко используется во всех областях строительной индустрии. Среди основных сфер применения ППУ в строительстве следует выделить изоляцию холодильных камер, утепление жилых зданий, теплоизоляцию промышленных и административных зданий, теплоизоляцию трубопроводов.
Основным требованием к холодильным камерам и подобным сооружениям является постоянное поддержание отрицательной температуры внутри камеры. Этого можно добиться только за счет высокого термического сопротивления материала ее стен. Жесткий ППУ, имеющий очень низкий коэффициент теплопроводности, идеально подходит для этой цели. Одним из первых примеров использования жесткого ППУ в холодильной технике явилось строительство завода-холодильника в Лондоне еще в 1969 г. Это предприятие бесперебойно работает до сих пор.

Сегодня жесткие ППУ являются одними из наиболее распространенных строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью, малой паропроницаемостью, высокой адгезией к бумаге, металлу, древесине, штукатурке и рубероиду.
Пенополиуретаны (ППУ) получают из жидких компонентов, дозировка и смешение которых не представляют труда. Поэтому эти пенопласты с одинаковой легкостью изготавливают как на промышленных предприятиях, так и непосредственно на месте применения. Реакции вспенивания и отверждения протекают настолько быстро, что уже через несколько минут после изготовления изделие готово для дальнейшего применения. Жесткие ППУ плотностью 30-35 кг/куб.м, т. е. имеющие 97% газовой фазы, содержат обычно изолированные ячейки диаметром 0,2-1,0 мм.
Механизм образования пенопласта исключительно сложен, поскольку данная система газ - жидкость очень быстро увеличивается в объеме при одновременном повышении температуры и вязкости. Полный цикл вспенивания составляет 10-40 сек., затем подъем пены прекращается, и жидкая фаза переходит в твердую. Повышение температуры вспененной массы может продолжаться еще некоторое время, после чего пенопласт постепенно охлаждается до комнатной температуры. В ячейках остается фреон-11 с небольшой примесью воздуха и СО2.

Пенополиуретаны - легкие и прочные материалы, обладающие своеобразной структурой, подобной застывшей пене.

Их популярность объясняется простотой процесса их получения на месте применения. Это достигается тем, что исходным сырьем для получения пенополиуретанов служат жидкие продукты, разной степени вязкости, при смешении которых в определенном соотношении происходит химическая реакция синтеза полимера с одновременным его вспениванием, образующейся (испаряющейся) в ходе реакции газовой средой.

Таким образом, процесс получения пенополиуретанов состоит из следующих стадий: подготовка исходных смесей, смешение их между собой, заливка образующейся реакционно-способной композиции в форму или распыление ее сжатым воздухом на подготовленную поверхность. Основными продуктами для получения пенополиуретанов служат диизоцианаты, имеющие в своем составе изоцианатную груППУ - и полиэфиры (или полиолы) в качестве гидрокислосодержащих соединений. В основу образования пенополиуретанов положена реакция диизоцианатов с полиэфирами.

Пенополиуретановое покрытие с плотностью свыше 35 кг/куб.м помимо теплоизоляционных свойств, приобретает гидроизоляционные характеристики. Материал обладает замечательными адгезионными свойствами, идеально прилипая к горизонтальным и вертикальным поверхностям из любого материала и любой формы.

Значительный марочный ассортимент пенополиуретанов и возможность рецептурного изменения свойств пенополиуретанов в широком диапазоне позволяет использовать их для теплоизоляции промышленных и гражданских зданий и помещений, возводимых из железобетонных блоков, кирпича и других материалов, для теплоизоляции и уплотнения оконных и дверных проемов (в строительстве), а также для теплоизоляции трубопроводов различного назначения.

Другим, также интересным направлением применения этой технологии, является утепление и гидроизоляция кровель зданий. Применение пенополиуретана в этом случае дает возможность покрывать кровли любой сложности и формы, создавая покрытие без единого стыка. Нанесение материала может происходить как на новые конструкции, так и на старые, покрытые металлом, рубероидом или шифером. Демонтажа старого покрытия и подготовительных работ не требуется.

Нанесенное покрытие не требует обновления и ремонта в течение всего срока службы здания. Компоненты не поддерживают горение и являются трудно горючими. Теплоизоляция может наноситься на пол, потолок, и стены.
В сфере строительства наибольшее применение имеют жесткие ППУ. Благодаря уникальным качествам ППУ - т.е. наименьший коэффициент теплопроводности, экологическая безопасность, долговечность, способность к акустической изоляции, антикоррозийная защита, очень малое водопоглощение и, наконец, высокая технологичность переработки, пенополиуретаны в строительстве широко применяются для теплоизоляции: трубопроводов, тепло-водоснабжения, а также криогенных трубопроводов, стен, крыш, подвалов, потолков, мансард, жилых и производственных помещений, саун, бань, при изготовление изотермических и морозильных автофургонов и камер, "сэндвич"-панелей , теплоизоляционных блоков различного назначения; герметизация межпанельных стыков в домах, дверных и оконных коробок. И это далеко не полный перечень возможностей такого уникального материала как ППУ.

Применение ППУ за рубежом.
Жесткие пенополиуретаны (ППУ) являются одними из наиболее распространенных на Западе строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью (0,02-0,04 Вт/(м К)), малой паропроницаемостью, высокой адгезией к бумаге, металлу, древесине, штукатурке и рубероиду.
С одинаковой легкостью ППУ можно изготавливать и на промышленных предприятиях, и непосредственно на месте применения, так как получают их из жидких компонентов, дозировка и смешение которых не представляют труда. Реакции вспенивания и отвердения протекают настолько быстро, что уже через несколько минут после изготовления изделие пригодно для использования.

В строительстве ППУ применяют чаще всего в качестве теплоизоляционных материалов. Слой ППУ толщиной 25 мм по своим теплоизоляционным свойствам эквивалентен слою кирпича толщиной 0,52 м или гранита толщиной 2,5 м. Испытания в жилых помещениях показали, что при утеплении полиуретаном затраты на отопление можно снизить более чем на 90%. Даже сравнительно тонкий слой пенопласта при утеплении промышленных зданий позволяет уменьшить тепловые потери на 70%.

В строительстве жесткий ППУ применяется главным образом в виде блоков и панелей (сэндвич-элементов) с облицовками из металла, рубероида, штукатурки или любых других плоских, профилированных листовых материалов. Вот уже около 30 лет в Великобритании строят одно- и двухэтажные коттеджи со стенами и перегородками из сэндвич-панелей с внутренним слоем из жесткого ППУ. Изнутри стеновые панели покрыты слоем штукатурки толщиной 10 мм, а снаружи облицованы асбоцементными листами толщиной 6 мм, на которые можно легко напылять композицию на основе декоративной крошки и эпоксидной смолы. Внутренний слой представляет собой жесткий ППУ плотностью 40 кг/м3 и толщиной 75 мм. Эти дома имеют стальной каркас, так что панели служат лишь обшивкой.

Во Франции и некоторых других европейских странах для тепло- и звукоизоляции одноэтажных коттеджей и дачных домиков (типа бунгало) пенополиуретановые блоки приклеивают изнутри к деревянным или кирпичным стенам и затем покрывают штукатуркой.

В Норвегии с середины 70-х годов освоено строительство жилых домов с несущими стенами и перегородками из сэндвич-панелей, облицованных штукатуркой.

В Бельгии для домостроения выпускают панели из ППУ, которые снаружи облицовывают керамической плиткой под кирпич красного, желтого, коричневого и белого цветов. Плитку прикрепляют к панели композицией на основе песка и полиуретанового связующего. С внутренней стороны панели облицованы плитами толщиной 6 мм из водонепроницаемого огнеупорного материала.

Блоки из ППУ позволяют исключить конденсацию влаги на стенах непроветриваемых помещений. Эти панели используются также для внутренней тепло- и звукоизоляционной обшивки стен, не имеющих воздушной прослойки (внутренняя поверхность может быть оклеена картоном, шпоном, бумагой, стеклотканью), а также для утепления гаражей, складских помещений, теплиц, коровников, свинарников и пр.

Хорошо известно, что максимальная утечка тепла из зданий происходит через стены и крыши, поэтому именно их целесообразнее всего утеплять с помощью пенопластов. Для крыши эффективно применение панелей из жесткого ППУ, так как они должны выдерживать вес человека. Обычно панели из ППУ накладывают на плоские бетонные или стальные настилы крыш, покрытые асфальтом или битумом. При этом полиуретановые панели толщиной 25-60 мм позволяет экономить не менее 40% энергии, затрачиваемой на отопление. Кровли старых и вновь сооружаемых зданий можно также изолировать от влаги напылением вспенивающейся полиуретановой композиции. Пена схватывается практически мгновенно, и вся поверхность крыши оказывается закрытой сплошным водонепроницаемым слоем жесткого пеноматериала. Этот метод широко используется в США и Канаде. Поскольку ППУ не обладают достаточной светостойкостью, пенопластовые кровельные покрытия предохраняют от воздействия УФ-излучения и возможного возгорания, полностью закрывая их сверху гибкой пленкой, листовым металлом, бетоном или, в крайнем случае, нанося лакокрасочное покрытие.

В Голландии крыши новых зданий утепляют жестким ППУ, покрывая его снаружи рубероидом, а панели из ППУ и фанеры широко применяют для изготовления полов в фургонах и трейлерах.
В Великобритании с помощью ППУ решили важную проблему ремонта старых зданий. Жидкую вспенивающуюся композицию заливают в пространство между кирпичными стенками, пенопласт плотно соединяет два слоя кладки и дополнительно обеспечивает теплоизоляцию зданий. Применение ППУ значительно сокращает время и снижает стоимость ремонта обветшавших зданий. Этот метод также используется для упрочнения и герметизации стен многоквартирных жилых и общественных зданий. В ряде случаев полости пустотелых стен заполняют измельченными отходами пенопластов вместо того, чтобы заливать туда жидкую композицию.

Важная задача в строительстве — герметизация стыков между строительными блоками. И здесь ППУ прекрасно зарекомендовал себя, поскольку он обладает атмосфере- и влагостойкостью, имеет отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, высокую адгезию к бетону и другим строительным материалам, хорошую устойчивость к многократным сезонным и суточным температурным деформациям стыков. Результаты ускоренных испытаний подтвердили эксплуатационную долговечность таких соединений.
 
Хотя жесткие ППУ применяют в области строительства недавно, уже есть данные о поведении этих материалов в течение 25 лет эксплуатации. Лабораторные испытания на ускоренное старение дополняют и подтверждают результаты натурных испытаний. Установлено, что ППУ отличаются низкой стойкостью к действию минеральных кислот и большинству органических растворителей. В то же время жесткие ППУ хорошо переносят контакт с водой и различными нефтепродуктами, но при погружении в эти жидкости на один год и более разрушаются, особенно если давление жидкости выше атмосферного. Удовлетворительные показатели при эксплуатации в подобных условиях имеют лишь ППУ высокой плотности (более 100 кг/м3) и интегральные пены.

Блоки и панели из ППУ не теряют своих теплоизоляционных и прочностных свойств при температуре эксплуатации от -60 до +100°С. Скорость старения жестких ППУ, как и других полимерных материалов, во многом зависит от температуры. В ходе лабораторных испытаний на старение было установлено, что при температуре ниже 70°С скорость старения ППУ резко снижается. Причем чувствительность ППУ к температурному старению в значительной степени зависит от исходной температуры. В научно-исследовательском институте теплоизоляционных материалов (Мюнхен, ФРГ) подвергли испытаниям три кровельные конструкции, утепленные жестким ППУ (толщина слоя утеплителя составляла 60 мм на одной конструкции и 30 мм на двух других, кажущаяся плотность ППУ равнялась 30-35 кг/м3). Как следует из данных этих испытаний, после 10-летней эксплуатации ни теплопроводность, ни влагосодержание пенопластов практически не увеличились. Таким образом, можно сказать, что жесткий ППУ в буквальном смысле выдержал испытание временем.
Высокие цены на энергоносители выводят энергосберегающие технологии в число самых приоритетных. Предприятия, которые используют современные технологии в области энергосбережения, могут в значительной мере снизить себестоимость выпускаемой продукции, поднять её конкурентоспособность на рынке.

Область применения пенополиуретана.
1. Теплоэлектростанции.
Теплогидроизоляция надземных и подземных теплотрасс;
Теплогидроизоляция теплообмеников.
2. Нефтяная промышленность.
Теплогидроизоляция нефтепроводов, стационарных резервуаров и трубопроводов, передвижных резервуаров с нефтепродуктами.
3. Строительство.
Теплоизоляция несущих конструкций жилых, административных и промышленных зданий;
Теплогидроизоляция кровель жилых, промышленных и административных зданий (снаружи), подвальных помещений (внутри).
4.Холодильная техника.
Теплогидроизоляция промышленных и бытовых холодильников;
Теплогидроизоляция емкостей для перевозки криогенных жидкостей, контейнеров для перевозки замороженных продуктов.
5. Судостроение, судоремонт.
Теплогидроизоляция корпусов судов, переборок служебных и бытовых помещений.
 
Сравните пенополиуретан с традиционными теплоизоляторами:

Теплоизолятор
Средняя плотность (кг/м.куб)
Коэфф. Тепло-проводности (Вт/м хК)
Пористость
Срок эксплуатации (лет)
Диапазон рабочих температур
ППУ жесткий
40-160
0,019 - 0,028
Закрытая
30 
-180.. +160
Минеральная вата
55-150
0,04 - 0,058
Открытая
-40.. +120
Пробковая плита
220-240
0,040 - 0,060
Закрытая
-30.. + 90
Пенобетон
250-400
0,145 - 0,160 
Открытая
10 
-30.. +120

ППУ обладает высокой стойкостью по отношению к химическим соединениям, за исключением некоторых растворителей и концентрированных кислот:
-морская вода, мыльная пена стоек
-бензол, толуол, ксилол, бензин, керосин стоек
-растительные масла и животные жиры стоек
-концентрированный раствор КОН стоек
-метиленхлорид, четыреххлористый углерод набухает
-спирт, ацетон, стирол, этилацетат набухает
-концентрированная соляная кислота набухает
-концентрированные серная, азотная кислоты растворяется

Жесткий ППУ при напылении и заливке прочно связывается с поверхностью.
Адгезионная прочность ППУ к некоторым материалам
:
-древесина (фанера) 1,5 кг/см.кв.
-чугун, оцинкованное железо 2,0 кг/см.кв.
-алюминий 1,0 кг/см.кв.
-нержавеющая сталь, волокнит 1,5 кг/см.кв.
-бетон 2,5 кг/см.кв.

Краткие характеристики ППУ, которые приведены в вышеуказанных таблицах, бесспорно ставят его на первое место среди традиционных теплоизоляторов.
Экономическая эффективность теплоизоляции пенополиуретаном обусловлена снижением стоимости прокладки по сравнению с традиционными методами   на 20-30 %.

Расчет экономического эффекта от бесканальной прокладки теплотрасс с изоляцией из ППУ (по сравнению с традиционным канальным вариантом) в тепловых сетях “Мосэнерго”, выполненный “Мосэнергоналадкой”, показал суммарный годовой экономический эффект в размере 200 млн. руб. (при диаметре трубопровода 100 мм) и 1,5 млрд. руб. (при диаметре 800 мм) на один километр теплотрассы в ценах 1997 года.

Что касается теплоизоляционных свойств новой технологии, то проведённые в 1997 году испытания на тепловые потери участка теплопровода длиной 683 м, диаметром 125 мм показали, что фактические потери в 1,7 раза меньше нормативных, рассчитанных по “Нормам проектирования тепловой изоляции” и СНиП 2.04.14-88.
Достаточно сказать, что грунт вокруг труб с ППУ- изоляцией в зимнее время промерзает также, как при отсутствии теплотрассы.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ технико-экономической эффективности при использовании ППУ- изделий и традиционной мин.ваты.

 
ППУ
МИН. ВАТА
Коэффициент теплопроводности 
0,019 - 0,028
0,04 - 0,07
Толщина покрытия
35 - 70 мм
120 - 220 мм
Объёмность перевозок на 100куб.м. 
а) площадь склада на 100 куб.м.
Учитывая коэффициент регенерации » 25 100:20 = 5 куб.м                       5 куб. м.
Учитывая коэффициент потерь 1,1 100 х 1,1 = 110 куб. м. 110 куб. м
Эффективный срок службы
25-30 лет
5 лет
Производство работ 
Круглосуточно
Теплое время года, сухая погода
Влага, агрессивные среды
Устойчив
Теплоизоляционные свойства теряются, восстановлению не подлежат
Экологическая чистота
Безопасен
Разрешено применение в жилых зданиях Минздравом РСФСР №07/6-561 от 26.12.86
Аллерген
Рабочая температура
-180° С -  +180° С
350° С
Производительность бригада – 3 человека
100 - 500 кв. м в смену
20 - 50 кв. м в смену
Фактические тепловые потери
в 1,7 раза ниже нормативных СНиП 2.04.14-88 Энергосбережение, №1, 1999 г.
Превышение нормативных после 12 месяцев эксплуатации
Технологические преимущества
переход на бесканальную прокладку 
СНиП 2.04.07-86 (тепловые сети) 
СниП 2.04.17-88 (тепловая изоляция оборудования и трубопроводов)
ТУ РБ 00012262-181-94 “Изделия из пенополиуретанов”
СниП 11-3-79 (Строительная теплотехника)
ТУ 3497-44406476-001-99
Нет
Для обеспечения ровного термического сопротивления равного 3,0 мС/Вт, толщина утеплителя составит
70,0 мм
210мм

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
применения напыляемого пенополиуретана (ПУР) в качестве тепло- и гидроизолирующего покрытия для защиты зданий, трубопроводов, резервуаров и других сооружений.


Для напыления используются двухкомпонентные пенополиуретановые системы (компоненты: изоционат и полиол), которые вспениваются и стабилизируются в течение нескольких секунд. Реакция вспенивания происходит уже на защищаемой поверхности. Благодаря этому создается сильная адгезия между пенополиуританом и поверхностью. Сам процесс непрерывного напыления приводит к образованию бесшовного (нет температурных мостиков) изолирующего покрытия любой толщины (исходя из технических требований).

Особенности применяемого пенополиуретана.
Среди теплоизолирующих материалов обладает наиболее низким коэффициентом теплопроводности (l =0,022 Вт/м°С) и высокими гидроизолирующими свойствами (закрытые поры), позволяющими использовать его даже как кровельный материал. Напыляемые ППУ системы имеют широкий диапазон плотности от 35 кг\м3 до 120 кг\м3. При плотности выше45 кг\м3 они уже обладают и гидроизоляционными свойствами.
ППУ системы химически нейтральны к кислотным и щелочным средам. Имеют класс горючести Г2.

Преимущества напыляемого пенополиуретана.
ППУ система напыляется практически на любые строительные материалы: металл, бетон, кирпич, дерево, стекло и краску, а сложность защищаемой поверхности не играет роли. В результате этого отсутствует необходимость в специальном крепеже (или приклеивании) теплоизоляции, а также ее последующей механической защите. Кроме того, данное ППУ покрытие, инертное к кислотным и щелочным средам, по совокупности всех выше названных свойств может работать в грунте, использоваться как кровельный материал и даже служить антикоррозионной защитой металла. Очищенный металл не требует никакого дополнительного антикоррозионного покрытия. Единственное, что требуют ППУ системы – защиты от прямых солнечных лучей. Для защиты от УФ  является специальные полиуретановые лаки, полиуретановые мастики, полимочевина. Технология одинаково подходит, как для наружной, так и для внутренней защиты конструкций. Все работы выполняются непосредственно на объекте и на любой высоте.

Основные свойства пенополиуретанов
№ п/п
Недорогой и качественный утеплитель в Краснодаре, заказать напыление ППУ
расчет стоимости утепления кровли в Краснодаре как провести, утепление напыляемым пенополиуретаном
Рассчитать
утепление кровли?
гидроизоляция кровель и фундаментов жидкой резиной и мастикой, защита от влагопроницаемости
Нужна гидроизоляция
фундамента?
 покрытие плоской кровли защитной мастикой гидроизоляция, защитные кровельные покрытия в Краснодаре
У вас
плоская кровля?
быстрый ремонт и гидротеплоизоляция кровли напылением ППУ, теплоизоляция фасадов при помощи пенополиуретана
Требуется быстрый
ремонт кровли?
Утепление кровли ППУ, заказать напыление пенополиуретана
Напыление полимочевины в Краснодаре, заказать ППУ , работы по гидроизоляции фундаментов в Краснодаре, защита фундамента от влаги покрытие
Гидроизоляция
фундамента
Гидроизоляция недорого ППУ, заказать напыление полимочевины, провести гидроизоляцию открытого бассейна, гидроизоляция бассейнов жидкой резиной
Гидроизоляция
бассейна
Гидроизоляция жидкой резиной, защита от влаги в Краснодаре, защита кровли от воздействия влаги жидкая резина или мастика, гидроизоляция кровли защитными веществами Краснодар
Гидроизоляция
кровли
Заказать гидроизоляцию в Краснодаре, напыление ППУ, проведение гидроизоляции земляных работ в Краснодаре, земляные работы гидроизолировать
Гидроизоляция без
земляных работ
Условия лицензионного соглашения: