В 21 веке уделяется большое внимание экологии. Это стало катализатором для изучения и выявления наиболее энергетически эффективных материалов. Сильное развитие получили теплоизолирующие полимерные материалы, такие как пенополиуретан и пенополиизоцианурат (PIR). Эти виды теплоизолирующих материалов используются, как отдельно так и совместно в строительных материалах, например в таких, как сэндвич панели. Они являются одними из лучших тепло и шумоизоляционных материалов зданий.
Известно, что главной характеристикой теплоизоляционного материала является его теплопроводность. Для жестких пенополиуретанов теплопроводность лежит в пределах от 0,019 до 0,035 [
]. Чтобы было ясно, что это отличный показатель, приведем примеры сравнения. У наиболее распространенного теплоизоляционного заполнителя керамзитового гравия этот параметр составляет от 0,12 до 0,14 [
], а у газостекла и пеностекла – целых 0,84 [
]. Уступают пенополиуретану и минеральные ваты с теплопроводностью 0,045- 0,056 [
]. Наиболее эффективным является пенополиизоцианурат ( PIR). Его теплопроводность составляет не более 0,025 [
]. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики различных утеплителей.
Таблица 1. Физико-механические характеристики различных теплоизоляционных материалов
| Критерии оценки теплоизоляционного материала |
Пенолистирол “ESP”, (ПСБ-С50)
|
Экструдированный пенополистирол “XPS”, Тип 45
|
Минеральная (базальтовая) вата тип Руф
|
Пенополиуретан ППУ (PUR/PIR)
|
|
Значение
|
Значение
|
Значение
|
Значение
|
|
|
Коэф. теплопроводности (Вт/м *К)
|
0,038-0,041
|
0,03
|
0,05-0,065
|
0,019-0,022
|
|
Механические свойства (учитывая изменения во времени)
|
ломкий
|
высокие
|
низкие
|
высокие
|
|
Вес кв. метра плиты при толщине 100 мм, кг
|
4
|
4,5
|
12
|
4
|
|
Противопожарные свойства (горючесть)
|
Г4
|
Г4
|
НГ
|
Г2
|
|
Рабочие температуры, ◦C
|
до +80
|
до +75
|
до +600
|
до +75
|
|
Биологическая устойчивость к грызунам, насекомым, плесени
|
низкая
|
средняя
|
средняя
|
высокая
|
|
Водопоглощение за 24 часа, по объему, не более %
|
1,5-2,0%
|
0,2-0,4%
|
1,5-3,0%
|
0,04-0,1%
|
По данным таблицы 1 видно, что при меньшей толщине, сопротивление теплопередачи значительно меньше, чем у его конкурентов. Это определяет его конкурентоспособность на рынке строительных материалов. В виду токсичности, горючести полимерных утеплителей, специалисты рекомендуют использовать их снаружи здания, по нашему мнению более практичным является использование теплоизоляционных материалов, таких как PIR и пенополиуретана в составе сэндвич-панели для строительства производственных зданий. В состав панели входят облицовочные плиты из различных материалов наиболее часто используют оцинкованный стальной лист с антикоррозионным покрытием и утеплитель между ними. Такая конструкция позволяет достигнуть большей прочности и более широкого применения на рынке строительных материалов. Сэндвич панель служит ограждающей конструкцией, выступающей в виде стеновой конструкции или в качестве кровли. Минусом сэндвич-панелей является невозможность их применения в качестве несущих конструкций. Использование этого вида конструкций возможно, как в промышленном, так и гражданском строительстве. Механическая прочность панелей позволяет выдерживать большие нагрузки на сжатие и изгиб без потери эксплуатационных характеристик. По экспериментальным данным, например, разрушающая нагрузка при поперечном изгибе на кровельную панель толщиной 100мм и длиной 3м и шириной 1м соответствует 18кН. Высокая скорость строительства, легкость сэндвич панелей позволяет возводить здания без использования тяжелой техники в короткие сроки, а технология монтажа дает возможность круглогодичного строительства. Небольшой вес дает возможность уменьшить расходы на геологические исследование грунта. Грунтовые изыскания не зависят от проектируемого здания, из-за небольшого веса панелей они не создают большую нагрузку на фундамент здания. Использование таких видов ограждающих конструкций поможет снизить срок строительства, уменьшить стоимость, а так же снизить энергетические затраты на отопление в помещения. Но есть и некоторые недостатки у такого рода ограждений: недолговечность заявляемый срок эксплуатации подобных строений составляет 50 лет, при условии его надлежащей защиты от погодных факторов.
При использовании в строительстве тех или иных ограждающих конструкций ценятся – сроки строительства, прочность и высокие теплотехнические свойства. Мы считаем, что наиболее рациональным при строительстве производственных зданий, является использование в качестве ограждающих конструкция – сэндвич-панели с утеплителем из пенополиизоцианурата.
Библиографический список
- Строительные материалы. Под общей ред. В.Г. Микульского и Г.П. Сахарова – М.; Изд-во АСВ, 2007.
- Попов К.Н.. Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия. – М.; Высшая шк., 2006.
- Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Изд-во АСВ, 2007.
- Худяков В.А., Прошин А.П., Кислицына С.Н. Современные композиционные строительные материалы. – Ростов н/Д: Феникс, 2007.
- Козлов В.В. Сухие строительные смеси. – М.: Изд-во АСВ, 2000.
- Рахимов Р.З., Шиганов Г.Ф. Современные кровельные материалы. – Казань: ЦИТ, 2001.
- Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. – М.: Высш. шк., 2002.