📝 PIR плиты – структура, основные характеристики, достоинства и недостатки

Ассортимент термоизоляционной продукции ширится с каждым годом. Выпускаются новые разновидности, отличающиеся от своих предшественников повышенными утеплительными качествами, более удобной формой для проведения работ, улучшенными эксплуатационными характеристиками. Время от времени рынок радует и появлением принципиально новых разработок. Не столь давно таковыми показали себя PIR плиты – современный термоизоляционный материал, существенно превосходящий по подавляющему числу критериев другие утеплители.
Полное название PIR – очень длинное и трудно произносимое: полиизоцианурат. Материал является «близким родственником» пенополиуретана, но отличается от него и пропорциями исходных компонентов, и использованием в процессе синтеза специальных каталитических присадок, и иными температурно-барическими режимами производства. В результате получается сложный полимер с жёсткой кольцеобразной молекулярной структурой. При всей схожести с пенополиуретаном, PIR имеют более высокие показатели сопротивления теплопередаче, структурной стабильности, механической прочности, химической инертности и стойкости к высоким температурам. Для сравнения – термическое разложение пенополиуретана начинается при нагреве до 110 °С, а у PIR плит эта граница практически вдвое выше – 200 °С.
В результате производственных процессов получается пористая структура с закрытой газонаполненной ячейкой. Материал обладает хорошей жесткостью, но при этом доля самого полимера в его объеме составляет не более 5 %, а остальные 95 % приходятся на газовое наполнение структуры, что и обуславливает высочайшие термоизоляционные качества PIR плит.
Формы выпуска PIR плит
Вспенивающийся полимер, получающийся в результате реакции в процессе производства, обладает чрезвычайно высокой адгезией. Иными словами, он липнет буквально ко всему, с чем соприкасается. Это качество в определенной степени даже осложнят технологический процесс – обычная экструзия, которую используют, например, при изготовления схожего по структуре пенополистирола, здесь видоизменена. PIR плиты никогда не производятся в «голом» виде – у них всегда есть покрытие с обеих сторон. Этот покрывной слой, кроме того, повышает устойчивость материал к механическим нагрузкам, к воздействию ультрафиолетовых лучей, к другим природным факторам, негативно влияющим на долговечность плит.
Материал же покрытия и его толщина могут быть разными – это во многом и предопределяет предназначение плит для разных участков термоизоляции конструкций здания.
Размеры выпускаемых PIR плит по длине и ширине могут быть различными. В основном производители придерживаются стандарта 600×1200 м, но могут быть и исключения. Для масштабных работ при утеплении больших площадей могут применяться изделия с линейными размерами 1200×1200 и даже 1200×2400 мм. А по индивидуальным заказам отечественные производители берутся поставлять плиты и других форматов, насколько это позволяет имеющееся оборудование.
Такие утеплительные плиты пока еще относятся к довольно дорогим утеплителям, поэтому экономически необоснованно, а с эксплуатационной точки зрения – совершенно излишне злоупотреблять толщиной термоизоляции. В предлагаемом ассортименте – плиты с толщинами от 20 до 150, а у некоторых производителей до 170 и даже до 250 мм. То есть всегда имеется возможность выполнить именное такую термоизоляцию, которую требуют теплотехнические расчеты.
Как самостоятельно рассчитать необходимую толщину слоя утепления из PIR-плит – будет рассказано в приложении к статье, где, кроме того, имеется и удобный калькулятор.
Торцы плит могут быть ровными – такие утеплители удобны для укладки между, например, элементами обрешетки. Но для создания сплошной термоизоляции на большой площади лучше приобрести PIR плиты, оснащенные замковой частью.
Замковые соединения позволяют сделать термоизоляционное покрытие практически бесшовным, свести к минимуму лазейки для проникновения холода. На плитах малой и средней толщины практикуется использование L-замка (на иллюстрации – в центре). В панелях большой толщины может быть пазо-гребневый замок, расположенный по центру.
Следует иметь в виду, что L-замок несколько уменьшает полезную площадь PIR плиты. Так, если обычная панель имеет размер 1200×600 мм, то при планировании работ с использованием замковых плит необходимо принимать в расчет полезный размер 1185×585 мм, то есть с двух сторон по 15 мм «съедается».
Основные характеристики PIR плит, достоинства и недостатки утеплителя.
Какими же характеристиками обладают PIR панели, почему они считаются на сегодняшний день одним из лучших утеплительных материалов.
Термоизоляционные качества
Для любого утеплителя, безусловно, на первом месте всегда стоят его термоизоляционные характеристики. Коэффициент теплопроводности PIR панелей некоторыми производителями указывается даже в 0,021 Вт/м×К — это лучший результат среди всех используемых для подобной цели материалов.
Справедливости ради надо заметить, что в столь низкий коэффициент теплопроводности верится все же с трудом. Возможно, он достигается в каких-то идеальных лабораторных условиях, но при реальной эксплуатации, тем более в условиях повышенной влажности, он будет несколько выше. Но все равно, даже если рассматривать более «приземленные» значения, то 0,024÷0,026 Вт/м×К — это великолепный показатель, недостижимый для подавляющего большинства иных утеплительных материалов.
Гигроскопичность и паропроницаемость.
Казалось бы, пористая структура материала — это предпосылка для свободного проникновения влаги. Однако, все обстоит ровным счетом наоборот. Жесткие закрытые ячейки практически не пропускают воду. В экспериментальных условиях при длительном (на 28 суток) полном погружении PIR плиты в воду ее водопоглощение по объёму составило не более 1 процента. Причем в некоторых образцах различных производителей этот показатель был и еще ниже, от 0,25 до 0,5 процента.
Такая выраженная гидрофобность означает, что влага будет неспособна оказывать сколь-нибудь значимое негативное влияние на термоизоляционные качества материала и на его общую долговечность.
Паропроницаемость у пенополиизоцианурата также очень невысока. Ее коэффициент лежит в пределах от 0,0015 до 0,015 мг/м×ч×Па. Кстати, это качество не всегда может расцениваться как «плюс». Для внутреннего утепления или для термоизоляции кровли пароизоляционные качества действительно являются достоинством – при организации эффективной вентиляции помещений или чердака. А вот для утепления фасадов это уже, скорее, недостаток, так как влаге из стен не будет никакого выхода.
Плотность и прочностные качества
Пористая газонаполненная структура пенополиизоцианурата предопределяет невысокую плотность PIR плит. Она в различных моделях утеплителя колеблется от 30 до 40, максимум до 50 кг/м³. То есть с плитами удобно работать, их переноска и монтаж не требуют приложения сколь-нибудь значительных физических усилий.
Но это вовсе не означает, что материал непрочный. Ом прекрасно сохраняет приданную форму в течение всего срока эксплуатации. Усилие, которое необходимо приложить для 10-процентной деформации плиты – не менее 120 кПа, что соответствует 1,22 кгс/см². Материал не дает усадки. Способен выдерживать многократные нагрузки на сжатие без значимой потери прочности и первоначальной формы, что важно, например, при утеплении плоских кровель, по которым могут перемещаться люди, выполняя те или иные работы.
Вместе с тем, плиты прекрасно поддаются обработке. Не составляет особого труда раскроить панель в необходимый размер при подгонке утеплительного слоя. В зависимости от толщины PIR плиты это можно сделать или ножовкой, или даже острым строительным ножом.
Противопожарные качества
Показатели стойкости к воздействию огня – одни из самых важных при выборе любых утеплителей, так как у некоторых типов с этим бывает очень неблагополучно. Но использование PIR плит не должно вызывать особых опасений.
Сам полиизоцианурат относится к группе горючести Г1÷Г2. То есть в этом вопросе он несколько уступает многим типам минеральной ваты, которые считаются вообще негорючими (НГ).
При воздействии на материал открытым пламенем происходит обугливание верхнего слоя, и эта углеродная корка препятствует проникновению кислорода и распространению огня вглубь и по поверхности плиты. Важно, что отсутствует эффект плавления и текучести материала – даже в самых неблагоприятных условиях он не станет распространителем очагов пламени.
Группа горючести, устанавливаемая для готовых утеплительных плит, зависит еще и от материала обкладки, так как общее присвоение класса производится по наиболее горючей составляющей:
- PIR плиты, покрытые алюминиевой фольгой или стеклотканью с графитовым наполнением, а также сэндвич-панели со стальной облицовкой относят к классу Г1.
- Панели с покрытием из стеклохолста или крафт-бумаги – к классу Г2.
- Плиты с обкладкой из стеклохолста с битумной пропиткой – к классу Г3.
Характерная особенность пенополиизоцианурата – как видно, он не распространяет пламени, не боится открытого огня, но при термическом воздействии уже в 200 °С начинает терять прочность, крошиться. Это может привести к разрушению самой конструкции теплоизоляции. И огнестойкость материала лежит в прямой зависимости от его толщины. Это необходимо учитывать, если плиты (панели) используются для создания несущих или самонесущих конструкций.
Например, для PIR сэндвич-панелей со стальной двусторонней профилированной обкладкой предел огнестойкости составляет:
- Толщина 40 мм – воздействие пламенем без потери несущей способности – 15 минут (EI 15).
- Толщина от 60 до 120 мм – 30 мин (EI 30).
- Толщина от 120 до 200 мм – 45 мин (EI 45).
Есть еще одно очень важное достоинство PIR утеплителей, выгодно отличающее их от схожих по структуре плит из экструдированного пенополистирола (ЭППС). При термическом разложении не наблюдается выделения токсичных продуктов, представляющих смертельную опасность для человека при пожаре.
Другие достоинства PIR плит
Помимо перечисленных выше впечатляющих физико-эксплуатационных характеристик, можно отметить и некоторые другие положительные качества этого утеплителя:
- Производители заявляют о выраженной долговечности материала. Так, срок эксплуатации утеплительных плит оценивается в 30 и более лет.
- Диапазон допустимых эксплуатационных температур – очень широк. Материал не теряет свои качеств ни при охлаждении до – 70 °С, ни при нагреве до 120 °С.
- PIR плиты не подвержены гниению, разложению, обладают высокой химической стойкостью к большинству агрессивных соединений, с которыми можно теоретически предположить контакт во время эксплуатации.
- Такой утеплитель не становится питательной средой ни для каких форм жизни. В нем не селится паразитическая микрофлора, не делают гнезд насекомые или грызуны – из-за практически нулевой пропускаемой воздуха.
- Собственная химическая стабильность полиизоцианурата – это гарантия того, что материал в процессе эксплуатации в нормальных условиях не будет выделять в атмосферу никаких вредных испарений. Экологическая чистота системы утепления – еще один из важных критериев для выбора этого материала.
- При монтаже утеплительных конструкций PIR плиты не пылят и не раздражают кожу. В отличие от укладки минеральной ваты, нет особой необходимости в каких-либо средствах защиты для глаз и органов дыхания.
Недостатки PIR-утеплителей
С эксплуатационной точки зрения, «минусов» в подобной термоизоляции найти сложно. Однако, востребованность PIR плит у массового отечественного потребителя пока невысока. Во всяком случае, в сравнении с минеральной ватой или ЭППС объёмы продаж пока что невелики.
Причин такому явлению можно назвать две:
- Недостаточность информации – многие владельцы жилья даже и не знают про такой материал.
- Слишком высокая цена, которая по мнению многих потенциальных покупателей, все же пока не адекватна для потребителя со средним уровнем доходов.
Надо надеяться, что стоимость материала со временем войдет в более приемлемые рамки, или доходы среднестатистического россиянина станут значительно выше. И тогда будет наблюдаться картина, как во многих странах Европы и Америки. Там уже который год устойчиво развивается тенденция постепенного отхода от других утеплителей в пользу более эффективной и безопасной термоизоляции на основе пенополиизоцианурата.