Теплопроводность ППУ, прежде всего, связана с типом вспенивающего агента и структурой ячейки. Если это химический вспениватель (вода) и закрытая ячейка, значение λ колеблется от 0,033 W/(m·K) и до 0,04 W/(m·K), если это открытая ячейка. ППУ cистемы на физических вспенивателях (фреон) имеют самую низкую теплопроводность 0,02-0,028 W/(m·K). Это обусловлено тем, что фреон во время экзотермической реакции из жидкого состояния переходит в газообразное. Этот газ формирует ячеистую структуру, в которой и сохраняется.Теплопроводность газа намного ниже теплопроводности воздуха.
Изменение теплопроводности закрытоячеистого пенополиуретана со временем
Старение пенополиуретана и полиизоцианурата — это увеличение теплопроводности. Факторы, влияющие на тепловую эффективность продукта, зависят от вспенивающего агента, но не ограничиваются им. Тип пенообразователя, его температура кипения и растворимость в матрице пены также влияют на теплопроводность. Другие факторы зависят от эффективности смешивания, оборудования, используемого для производства напыляемого пенополиуретана, а также от типа катализатора, который влияет на скорость реакции и толщину перегородки ячейки. Мы хотим предоставить перевод выдержек из американских и европейских исследований, и тем самым помочь заказчику, архитектору, проектировщику понять, на какие цифры можно рассчитывать при утеплении пенополиуретаном.
Исследование NRCC
Долговременное старение пенополиуретанового утеплителя с «закрытыми ячейками», John Murphy. (оригинал статьи) Почему происходит старение? Распространено мнение, что вспенивающий агент ( газ с низкой теплопроводностью) со временем диффундирует из пены. Отчасти это так, но это явление настолько ничтожно, что им можно пренебречь. Исследование NRCC Д-р Марк Бомберг из Национального исследовательского совета Канады делает вывод: Наибольшая потеря термического сопротивления возникает в результате диффузии воздуха (влаги) в ячейки…, потеря вспенивающего агента в результате внешней диффузии не является существенным фактором снижения термического сопротивления теплоизоляции.
Исследование AHAM
Есть ли документальные доказательства того, что вспенивающий агент остаётся в пене? Недавние исследования AHAM показали, что вспенивающие агенты не покидают холодильники в течение срока службы холодильника (15-20 лет). Если вспенивающий агент остаётся в пене, то основной причиной изменения коэффициента теплопроводности является проникновение влаги!
Исследование Huntsman
При разработке программного обеспечения Agesim изучили характеристики старения PIR и PUR пен, вспененных пентаном. (оригинал статьи) Они состарили пены при определённых температурах и провели анализ клеточных газов с помощью газового хроматографа в ядре пены (образцы были измельчены и нагреты, чтобы газ вышел полностью), для определения эффективных коэффициентов диффузии газов в ячейке. Имея эту информацию и свои алгоритмы Agesim, они сделали вывод, что CO2, образующийся в результате реакции воды с изоцианатом, быстро диффундирует из пены. Углеводороды же, напротив, остаются в пене, и с течением времени приток воздуха является основным фактором старения пены.
Исследование теплопроводности пенополиуретана с безопасным вспенивателем Ecomate
Для того, чтобы продемонстрировать долгосрочные свойства напыляемого ППУ и его теплоизоляционной способности, 12 июля 2002г. в транспортном контейнере, утеплённом ППУ ecomate, был проведен следующий эксперимент: в контейнер был помещен блок сухого льда, а крышка была закрыта и герметизирована транспортной лентой. Температура окружающей среды составляла 21° C. Температуру внутри измеряли и записывали каждые 24 часа. Контейнер 5.5 лет хранился на складе. Затем он был повторно протестирован так же как и при первом исследовании. Результаты этого испытания показаны ниже. Согласно графику, ППУ ecomate сохранил теплоизоляционные способности, значительно схожие с теми, которые он имел 5,5 лет назад; через 72 часа он был теплее только на один градус C.
Исследование FIW Munich
Научно — исследовательский институт по теплоизоляции FIW Munich в течение 15 лет проводил испытания панелей из жесткого пенополиуретана (PUR / PIR). Были определены теплопроводность и газовый состав ячейки. На графике показано изменение теплопроводности жестких плит из пенополиуретана (PUR / PIR), вспененных пентаном, после15 лет хранения при комнатной температуре.
Изменение теплопроводности ППУ
Исследование теплопроводности пенополиуретана и экструзионного пенополистирола (XPS)
Исследование Корейского института строительных технологий, Korea Institute of Construction Technology. (оригинал статьи)
Итоговые значения теплопроводности пенополиуретана. Расчет необходимой толщины ппу при утеплении.
Данные исследования и цифры свидетельствуют о том, что расчетную величину теплопроводности ППУ можно считать в диапазоне 0.025-0.028. Эти значения приведены уже с учетом старения. Да, эти цифры не столь оптимистичны, ведь многие переработчики заявляют, что 50мм ппу эквивалентны 150-200 мм ваты. Кроме того, считают, что минераловатные утеплители в 10 случаях из 10 уложены с ошибками (на инспектированных объектах мы, действительно, отмечали много ошибок, например, было и такое, что вата была установлена вовсе без паробарьера), и при попадании пара в утеплитель коэффициент теплопроводности резко увеличивается. ППУ же лишён этого недостатка, и лямбда 0,025-0,028 стабильна. Но сравнивать неправильно уложенную вату с правильно нанесённым ППУ крайне некорректно. Честная информация о том, что 50мм нанесенного ППУ не заменят 150мм ваты может быть менее приятна для заказчика. Однако, ППУ обладает многими несомненными преимуществами: усиление кровли, защита от ураганов, паронепроницаемость, быстрый монтаж, ошибки при напылении ППУ видны сразу, отсутствие аллергенных частиц ваты на стенах. Даже в случае плохой герметичности кровельного покрытия, ППУ не будет накапливать воду- поверхность ППУ гидрофобная. ППУ утеплитель не гниет, не подвергается воздействию плесени и грибка, не поддерживает горение, получить хорошую герметичность гораздо легче именно при помощи пенополиуретана. И, конечно же, у вас нет головной боли с доставкой и хранением материала, как это может быть с другими утеплителями. Кроме того, стоимость хорошего минераловатного утеплителя, паробарьера, лент и паст, и качественный, скрупулезный монтаж всего этого, может быть сопоставим с эквивалентным слоем ппу. Учитывая все эти факторы, технологичность, скорость работы, бесшовность при утеплении, а также то, что у пенополиуретана самый низкий коэффициент теплопроводности из всех утеплителей — выбор очевиден!
