Утеплитель pir что это такое
Теплая стена с PIR – широкие возможности новых технологий
Содержание
Давно не секрет, что теплоизоляция PIR технологична, безопасна и долговечна. Но современный покупатель требует большего от строительной изоляции. Куда уж больше? PIR и так пришёл в строительство из оборонно-космической отрасли. Выдерживать космические теплотехнические требования ему по силам. Утепление частей корабля «Буран» выполнялось с помощью именно теплоизоляции PIR.
Но и на Земле применение «космического» утеплителя пришлось как нельзя кстати. По высказыванию немецкого писателя Лиона Фейхтвангера, талантливый человек талантлив во всём. Проводя аналогию, это выражение подходит и в качестве характеристики PIR, как в сфере космических технологий, так и в среде строительных материалов. Более того, PIR универсально применим и в различных строительных конструкциях. Функции утепления и изоляции он одинаково хорошо демонстрирует и в полах, и в стенах, и в потолках.
Структура материала образована закрытыми ячейками с газом малой теплопроводности (0,015 Вт/м•К). Эффективность теплоизоляции зависит именно от этого газа. А высокую механическую и динамическую прочность (более 120 кПа) материалу придаёт каркас из стенок и рёбер твёрдого вещества плиты PIR, однако, объём его составляет лишь 3% от общего, отсюда и малый вес материала. Горение PIR не поддерживает и при отсутствии пламени происходит затухание. Гарантированная долговечность поразительна – более 50 лет! Еще одним отличительным параметром PIR является его полноценная отражающая способность по ГОСТ 31913-2011 (EN ISO 9229:2007) и ГОСТ Р 56734-2015. Благодаря фольгированному покрытию коэффициент излучения материала низкий, поэтому снижается лучистый теплоперенос.
При таких «космических» преимуществах доступность материала PIR для простого потребителя не исключается. И область применения инновационного утеплителя расширена. Многие заказчики приобретают PIR для различных строительных решений.
Очень известен и хорош PIR для конструкций тёплых полов. Среди основных плюсов: простота монтажа, возможность применения различных теплоносителей, уменьшение толщины утеплителя и, как следствие, сохранение максимальной высоты помещения в зоне утепления, высокая механическая прочность более 12 т/м2, отсутствие необходимости монтажа дополнительных пароизоляционных слоёв.
Набирает обороты и популярность оригинального решения по утеплению стен с помощью PIR.
Так нетрадиционно можно решить обыденные задачи по ликвидации промерзания стен, сырости и плесени. Система обогрева стен отличается от привычной радиаторной, хотя трубки с водой тоже могут быть включены в данном решении.
Вообще, конструкция тёплой стены известна давно. Во времена печного отопления использование дымовых газов в сложных дымоходных системах, вмонтированных в стены, было широко применимо. А в панельном домостроительстве 20го века в проектах реализовывались стеновые каналы с водяным отоплением.
Преимущества равномерного распределения тепла по стене и по всей высоте обогреваемого помещения перед неутепленным бетоном и холодным кирпичом очевидны: поддержание тепловлажностного микроклимата помещения неоценимо для здоровья слизистых человека, низкая температура теплоносителя для экономии ресурсов.
Однако, чтобы в полной мере и по достоинству оценить преимущества новой области применения утеплителя PIR, необходимо предварительно запроектировать данное решение. Для организации тёплой стены нужно заранее учесть несколько особенностей. Чтобы не повредить обогревательную систему и наиболее эффективно использовать площадь тёплой стены, планирование меблировки нужно производить совместно с проектированием отапливаемой стены.
А при монтаже утепления действовать поэтапно:
В дополнение к такой системе идет такое средство обогрева как «тёплый плинтус». Установленное на самых холодных стенах, оно эффективно заполняет комнату нагретым воздухом, струи которого поднимаются у стены и создают в квартире комфортный микроклимат. Такой вариант системы не создаёт воздушных потоков, которые переносят частицы пыли по помещению.
Кроме утепления стен довольно популярна система с «тёплой» конструкцией оконных откосов и проемов. Монтаж невероятно легок и прост за счет пленочной системы крепления к подоконнику. Такое нововведение в квартире оценит и рассада высоким урожаем и дремлющий кот, пока за окном лютует зима.
Теплоизоляционные плиты PIR
Плиты теплоизоляционные PIR «ТЕХНОНИКОЛЬ» – материал нового поколения на основе пенополиизоцианурата. ПИР обладает уникальной структурой ячеек – он с обеих сторон каширован специальной фольгой. Благодаря закрытой структуре ячеек и фольгированной обкладке, плиты ПИР абсолютно водонепроницаемы, обладают высокой устойчивостью к воздействию огня, невосприимчивы к многократным физическим нагрузкам (от прохода персонала), а также имеют рекордно низкий коэффициент теплопроводности. Утеплитель ПИР сохраняет свои свойства и эксплуатационные характеристики более 50 лет.
Преимущества панелей PIR:
1. Лучший показатель теплопроводности среди существующих утеплителей в компании «ТЕХНОНИКОЛЬ» – (0,021 Вт/м*К).
2. Не впитывает влагу (водопоглощение не более 1%).
3. Не горит и не распространяет пламя (группа горючести Г1-Г2).
4. Срок службы – более 50 лет, без потери эксплуатационных характеристик.
5. Не подвержен гниению, устойчив к плесени и грибку.
Преимущества применения кровельных систем с утеплителемPIR «ТЕХНОНИКОЛЬ»:
1. Снижение расчетной нагрузки на несущую конструкцию за счет низкой плотности и уменьшения толщины теплоизоляционного слоя.
2. Гарантия энергоэффективности и долговечности:
плиты PIR сохраняют свои геометрические размеры в течение всего срока службы – не проседают под воздействием статических и динамических нагрузок и не дают усадку;
теплоизоляционные плиты ПИР обладают практически нулевым водопоглощением за счет своей закрытой ячеистой структуры: материал имеет 95% закрытых пор.
3. Гарантированная гидроизоляция – благодаря жесткому и долговечному основанию:
высокая прочность на сжатие от 120 кПа;
после 30 циклов нагрузки не теряют прочность более чем на 0,5%;
отсутствие рисков повреждения гидроизоляции крепежом во время эксплуатации.
4. Низкая горючесть теплоизоляционных плит PIR (Г1) позволяет монтировать кровли по профилированному стальному настилу любой площади без дополнительной защиты, не требуя устройства противопожарных рассечек. Утеплитель PIR не поддерживает горение, а также защищает другие слои системы от воздействия огня.
5. Минимальная толщина теплоизоляции за счет высокой теплосберегающей способности – 0,021 Вт/м*К.
6. Долговечность. Панели ПИР будут выполнять свою функцию в течение всего время срока эксплуатации здания.
Плиты PIR – лучшая мировая практика и основа будущего.
Преимущества использования PIR-теплоизоляции с теплоотражающим покрытием
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Статья подготовлена при участии специалистов компании ТЕХНОНИКОЛЬ
Большинство застройщиков заинтересованы в повышении энергоэффективности загородного дома. Помимо уменьшения расходов на энергоносители, слой утеплителя повышает комфортность проживания в коттедже. Т.к. современный строительный рынок предлагает массу теплоизоляционных материалов, покупатели хотят выбрать наиболее эффективный продукт. Такая теплоизоляция должна иметь низкий коэффициент теплопроводности, долгий срок службы, устойчивость к влаге и отражать тепловой поток внутрь помещения. Это позволяет сократить теплопотери и, тем самым, увеличить теплоэффективность ограждающей конструкции.
Поэтому в рамках данной статьи мы ответим на следующие вопросы:
Необходимость использования энергоэффективного утеплителя
С каждым годом увеличивается стоимость энергоносителей и не всем доступен магистральный газ. В связи с этим перед любым владельцем загородного дома возникает вопрос, как сократить затраты на отопление. Одним из вариантов может стать строительство энергоэффективного дома, где все потери тепла сведены к минимуму.
Это тем более актуально, т.к. в соответствии с приказом Минстроя России от 17.11.2017 №1550 «Об утверждении Требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений», в РФ взят курс на последовательное уменьшение удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Из приказа следует, что одним из методов снижения энергопотребления, т.е. сохранения энергии, является применение эффективной теплоизоляции.
Но, помимо самого слоя теплоизоляции, при утеплении стен изнутри, например, каркасных домов, лоджий, балконов, а также бань и саун, не следует забывать о роли в общем теплосопротивлении конструкции лучистого теплообмена.
Согласно классической теории теплопередачи, одной из её составляющих, наряду с теплопроводностью и конвекцией, является тепловое излучение (также называемое лучеиспускание, радиация, инфракрасные лучи и т.д.). Этот способ представляет собой теплоперенос в виде электромагнитных волн с двойным взаимным превращением тепловой энергии в лучистую на поверхности тела, излучающего тепло, и лучистой энергии в тепловую на поверхности тел, поглощающих лучистую теплоту. Т.е. часть тепла, которое стремится вырваться наружу, отражается блестящими, фольгированными поверхностями и остается внутри помещений.
О важности учета этой составляющей говорится в ГОСТ Р 56734-2015 «Национальный стандарт Российской Федерации. Здания и сооружения. Расчет показателя теплозащиты ограждающих конструкций с отражательной теплоизоляцией».
Важно: Настоящий стандарт устанавливает методы расчета сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций помещений жилых, общественных, административных, бытовых, сельскохозяйственных, производственных зданий и сооружений с отражательной теплоизоляцией (а также замкнутой воздушной прослойки), применение которой позволяет повысить их тепловую защиту.
Прежде чем разобраться в экономической целесообразности использования PIR-теплоизоляции с отражающей поверхностью, нужно понять, что это за материал.
В интернете я увидел PIR-утеплитель на основе жесткого полиуретана — полиизоцианурата. Снаружи плит с двух сторон есть обкладка из фольги. Характеристики материала по теплопроводности лучше, чем у ППС и ЭППС. При воздействии огня утеплитель не горит, а обугливается его внешний слой и, тем самым, появляется защитный слой, препятствующий горению внутренних слоёв полимера. Так ли это на самом деле, и вообще, что это за материал, и для чего нужна фольга?
PIR-утеплитель — это современный теплоизоляционный материал, обладающий одним из самых низких коэффициентов теплопроводности λ= 0,021 (Вт/м∙К). Материал практически не впитывает влагу, не гниёт, не подвержен биопоражениям и сохраняет свои теплоизоляционные свойства на протяжении всего срока службы – более 50 лет. Одним из достоинств PIR является то, что его можно отнести к классу отражательной теплоизоляции. Плюс ко всему он не поддерживает горение, что тоже немаловажно.
Эффективность PIR-теплоизоляции выражается в экономии внутреннего пространства за счет применения меньшей толщины теплоизоляционного материала (ТИМ). Так, разница в требуемых толщинах тепловой изоляции из разных материалов будет напрямую зависеть от коэффициентов теплопроводности. Т.е., чтобы хорошо утеплить балкон, потребуется меньший слой утеплителя, а это прямая экономическая выгода, за счет сохранения внутренней полезной площади.
Еще одно отличие PIR — технологическое покрытие с обеих сторон специальной алюминиевой паро/гидронепроницаемой фольгой, обладающей низким коэффициентом излучения поверхности (менее 0,5 Вт/м 2 К 4 ). По сравнению с большинством представленных на рынке заменителей фольги, выполненных из лавсана с нанесением металлического напыления, важным преимуществом полноценной алюминиевой фольги является низкая относительная степень черноты в инфракрасной области (коэффициент отражения 95-98%). Так как фактор эмиссивности материала, т.е. поглощения лучей, чрезвычайно мал, в строительных конструкциях, утепленных PIR, происходит существенное ограничение лучистой составляющей теплопереноса.
Такие конструкции обладают «тепловым эффектом термоса», приводящим к снижению теплопотерь и значительной экономии энергоресурсов. Еще одним достоинством материала являются наличие замковых соединений в виде L-кромок, что повышает герметичность стыкования плит и возможность использования внутреннего фольгированного слоя утеплителя как надежного пароизоляционного слоя.
Наибольшего эффекта от отражательной изоляции можно добиться в тех областях строительства, где есть внутреннее лучистое тепло, которое можно вернуть обратно в утепленное помещение. При этом важным условием является наличие воздушного зазора между утеплителем и внутренней отделкой.
Особенности расчета ограждающих конструкций, утеплённых PIR-теплоизоляцией
Чтобы разобраться в нюансах расчета термического сопротивления стены, имеющей воздушную прослойку и теплоотражающий слой PIR нужно понять, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла:
Теплопроводность — теплофизическая характеристика материала — т.е. свойство передавать теплоту за счет непосредственного соприкосновения между частицами материала и численно равная плотности теплового потока через поверхность, перпендикулярную тепловому потоку в материале при градиенте температуры 1 Вт/°C.
Конвекция — перенос теплоты движущимися частицами жидкости или газа, обусловленный разностью температур и разной плотностью среды.
Излучение — перенос энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно излучающими поверхностями, обусловленный температурой и оптическими свойствами поверхностей, излучающих тел.
Итого, чтобы вычислить термическое сопротивление строительной конструкции, включающей в состав отражательную изоляцию, следует найти теплосопротивление каждого слоя, включая термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки с фольгированным утеплителем.
Таким образом, на основе последовательного теплотехнического расчёта многослойной стены с учётом последовательного отражения и поглощения лучистого потока, можно вычислить фактическое термическое сопротивление воздушных прослоек, с одной стороны которых расположена фольгированная теплоизоляция.
Данные расчетов и величины теплосопротивления приведены в таблице ниже.
Название конструкции | Термическо сопротивление воздушной прослойки | Соотношение |
Стена утеплителем без фольги | 0,140 м 2 ·°C/Вт | 100% |
Стена с воздушной прослойкой 20мм | 0,485 м 2 ·°C/Вт | 347% |
Стена с воздушной прослойкой 50мм | 0,571 м 2 ·°C/Вт | 408% |
Вывод: наличие замкнутой воздушной прослойки, ограниченной с внутренней стороны фольгированным утеплителем, позволяет повысить термическое сопротивление всей конструкции стены.
Особенности ППУ (PUR и PIR) теплоизоляции
За последние годы среди отечественных застройщиков увеличился интерес к строительству энергоэффективных домов. Сказывается постоянный рост цен на энергоносители и желание сократить расходы на отопление. Одной из базовых основ такого строительства является выбор оптимального способа утепления фундамента, стен и кровли.
Современный строительный рынок предлагает множество утеплителей. Наряду с общеизвестными видами, появились новые типы. Это — ППУ (PUR и PIR) теплоизоляция. Поэтому в рамках данной статьи мы, с помощью специалистов Национальной Ассоциации производителей панелей из ППУ (НАППАН), ответим на следующие вопросы:
Отличия PUR и PIR теплоизоляции
Прежде чем рассказать о технических особенностях PUR и PIR теплоизоляции, нужно понять, какими требованиями руководствуются профессиональные строители, возводя энергоэффективные коттеджи и здания коммерческого назначения. Среди ключевых параметров можно выделить: скорость, качество выполняемых работ, оптимизация всех технологических процессов, высокие теплотехнические характеристики строения, экологичность и долговечность.
Отсюда следует — для утепления дома нужен материал, который, наряду с высокой теплоизолирующей способностью, прочностью и удобством применения, имеет долгий срок службы (долговечность). Т.е. сохраняет свои теплоизоляционные свойства в течение всего периода эксплуатации здания. Исходя из этих требований, ключевым параметром, влияющим на характеристики любого утеплителя, является материал, из которого он сделан. Рассмотрим свойства PUR и PIR теплоизоляции.
Пенополиуретан (PUR или ППУ) и полиизоцианурат (PIR) – это два родственных класса полимеров, имеющих закрытоячеистую структуру. Ячейки наполнены вспенивающим агентом (газом) с низкой степенью теплопроводности (0.022 Вт/м*К). Это ниже, чем теплопроводность воздуха (0.025 Вт/м*К).
Для наглядности, сравним коэффициент теплопроводности пенополиуретана с другими теплоизоляционными материалами.
Некоторые производители, благодаря применению различных технологических особенностей, достигают еще более низких показателей теплопроводности, чем 0.022 Вт/м*К.
Эта особенность имеет огромное значение при утеплении помещения изнутри (мы не увеличиваем толщину утеплителя, а значит, сохраняем полезную площадь комнаты). В случае теплоизоляции пола (расстояние до потолка ограничено) или балкона (небольшая площадь помещения, поэтому нет возможности наращивать слой утеплителя). Кроме этого, благодаря применению более тонкого материала, мы экономим средства на доставке и материалоёмкости возводимых зданий. Т.к. на стены, для достижения нормируемого значения теплосопротивления ограждающей конструкции (зависит от региона строительства), монтируется слой утеплителя меньшего веса и толщины.
Нужно отметить, что с момента получения синтетических волокон из продуктов полиола и изоцианата немецким химиком-технологом Отто Байером в 1937 году, ППУ давно и прочно занял своё место в нашей жизни. Полиуретаны используются в медицине, гражданской, космической и оборонной промышленности. Поэтому можно сказать, что накоплен обширный практический опыт, подтверждающий способность материала сохранять низкую теплопроводность в течение длительного периода времени (40 и более лет).
Полиуретаны широко используются при производстве деталей интерьера автомобилей, офисной мебели, матрацев и мягкой мебели, подушек, обуви, клеев и герметиков, напольных покрытий.
В отличие от варианта использования полистирола, при устройстве кровельных систем любой площади с применением плит PIR не требуется устройство противопожарных рассечек.
Интересный факт: PIR применяется также для теплоизоляции баков ракетоносителей, в бронетехнике, т.к. в случае попадания зажигательных снарядов в машину материал моментально коксуется, что предотвращает распространение пламени.
Также материал имеет высокие прочностные характеристики. Это имеет особенное значение в случае применения PIR для утепления плоских кровель, т.к. жесткость основания является ключевым параметром сохранения эксплуатационных качеств гидроизоляционного кровельного материала.
Долговечность гидроизоляционного ковра на 80% определяется жесткостью его основания.
Использование неправильно подобранных теплоизоляционных материалов, которые в процессе эксплуатации теряют свои эксплуатационные характеристики (в том числе жесткость), приводит к неизбежному сокращению срока службы всей кровельной системы.
В Европе есть специальный термин walkability (вытаптываемость), который означает способность теплоизоляции выдерживать периодически появляющиеся переменные нагрузки. По данному показателю PIR значительно опережает минераловатные утеплители, что обеспечивает увеличение срока эксплуатации крыши.
Также следует отметить влагоустойчивость PUR и PIR теплоизоляции и способность сохранять свои геометрические размеры и однородность. Это важные параметры, т.к. при перенасыщении утеплителя водой увеличивается коэффициент теплопроводности материала, что в итоге приводит к уменьшению термического сопротивления ограждающей конструкции. А если утеплитель со временем усядет (потеряет жесткость и несущую способность), как часто бывает с волокнистыми материалами, и сползёт вниз, то верхняя часть ограждающих конструкций в случае сэндвич панелей останется вообще без утепления.
Кроме этого, полностью отверждённый полиизоцианурат является химически стабильным и инертным материалом, практически не теряющим своих механических и теплофизических свойств с течением времени. Материал не гниёт, влагоустойчив, не разлагается, не подвержен влиянию грызунов, химически стабилен и безопасен для окружающей среды.
Сэндвич-панели с PIR и PUR-утеплением – это трёхслойный композитный строительный материал, каждый слой которого выполняет определенную функцию.
Между двух слоёв обшивки сэндвич-панели находится слой утеплителя, в качестве которого может использоваться пенополиуретан (PUR) или пенополиизоцианурат (PIR).
В качестве обшивки утеплителя могут использоваться профилированные или плоские стальные листы, т.е. сэндвич-панель одновременно является теплоизоляционным и конструкционным материалом, сберегающим тепло и выполняющим роль внешней и внутренней обшивки, которая не требует отделки.
Т.к. сэндвич-панели производятся в условиях промышленного производства, они имеют чётко заданные геометрические размеры, что ускоряет процесс возведения здания. Сами панели имеют сравнительно небольшой вес. Это снижает нагрузку на фундамент, сокращает транспортные расходы и упрощает все технологические операции. При необходимости, здание из сэндвич-панелей можно демонтировать и перевезти на другое место. Также на стройплощадке отсутствует строительный мусор.
При монтаже сэндвич-панели соединяются с металлическим, железобетонным или деревянным каркасом, открытой или скрытой системой крепления.
Сэндвич-панели могут применяться как ограждающие и самонесущие конструкции при строительстве зданий и сооружений каркасно-панельным способом, или как облицовочный материал при реконструкции фасадов. Также сэндвич-панели могут служить звуко- и теплоизоляционными перегородками в зданиях коммерческого и промышленного назначения.
В отличие от других теплоизоляционных материалов, PIR сначала применялся только в сэндвич-панелях и только потом стал использоваться как утеплитель в виде плиты.
Следует заострить внимание на особенностях производства сэндвич-панелей и PIR-теплоизоляции. Технологический процесс требует, чтобы ППУ напылялся между двух облицовок, а т.к. нет склейки (полиуретан обладает повышенной адгезией к облицовкам), получается прочное соединение. В случае сэндвич панелей в качестве облицовок используется металлический лист, а в случае PIR плит существует множество вариантов. Комбинируя различные варианты подложки (используя стеклохолст, фольгу и т.п.), мы получаем материал с различными свойствами и областью применения.
Ещё одни важный нюанс — наличие замкового соединения типа «шип-паз».
Замки типа «шип-паз», лабиринтовое и пазовое соединения сэндвич-панелей обеспечивают создание сплошной поверхности, повышают несущую способность и сопротивление нагрузкам. Это значительно ускоряет и упрощает процесс монтажа конструкций.
При возведении энергоэффективного здания важно обеспечить замкнутый теплоизоляционный контур и убрать все мостики холода. При соединении «шип-паз» в случае применения теплоизоляции ППУ (PUR, PIR), соединение панелей происходит «по пене».
Например, для теплоизоляции скатных кровель замковое соединение, вкупе с высокими прочностными характеристиками, позволяет выполнить теплоизоляцию кровли поверх обрешетки, что позволяет полностью избавиться от мостиков холода (дерево обладает достаточно высокой теплопроводностью).
Подведение итогов
Особенности материала определяют сферу его применения. Сэндвич-панели и PIR-теплоизоляция имеют нулевое влагопоглощение, отличаются прочностью и долговечностью, позволяют быстро возводить энергоэффективные здания. Если основная сфера применения сэндвич-панелей – коммерческое и промышленное строительство, то в случае теплоизоляционных плит на основе PIR (их ещё называют панели в мягкой облицовке) — это строительство кровель (как плоских, так и скатных). Также плиты используются для утепления наружных и внутренних ограждающих конструкций, пола, стен в саунах, балконов. Кроме этого, т.к. изготовление сэндвич-панелей и PIR-теплоизоляции возможно только на высокотехнологичном и дорогостоящем производстве, исключается вероятность подделки продукции.
Материал подготовлен при участии специалистов Ассоциации «НАППАН».