Полиуретан считается относительно молодым материалом на строительном рынке, но за время использования успел завоевать настолько устойчивую репутацию и закрепиться в отрасли, что кажется, был всегда.
Его возможности оценили не только строители. Автомобилестроение, спортивная индустрия, производство игрушек, мебельные компании — далеко не полный список, и с каждым годом сфер применения полиуретана становится все больше. Можно подумать, еще чуть-чуть, и он покорит космическое пространство… На самом деле, полиуретан уже там.
Через технологии к звездам
Было бы странно, если бы ученые и инженеры оставили этот материал «за бортом». Полиуретан показывает себя с лучшей стороны в экстремальных условиях. А где им быть, как не в открытом космосе? Там, где температура колеблется от 120°C до –150°C, выдержит далеко не каждый материал.
Теплоизоляция космическим кораблям необходима еще на Земле. Во время старта головной обтекатель ракеты-носителя проходит испытание тысячей градусов Цельсия из-за сопротивления воздуха. В основе современных головных обтекателей композитные материалы, углепластики и стеклопластики, которые гораздо легче металлических или максимально огнеупорных керамических плит.
Легкость и теплоизоляция пенополиуретана пригодились в программе по созданию космических челноков, многоразовых кораблей, программа по созданию которых стартовала в США в 1967 году. В СССР в ответ запустили систему «Энергия — Буран». Кроме корабля, в теплоизоляции нуждался внешний топливный бак с водородом и кислородом в жидком состоянии. Для этого американцы использовали новое поколение полиуретанов — ПИР. В кратчайшие сроки ПИР разработали и в СССР.
Игорь Шидловский, начальник лаборатории теплоизоляционных и теплозащитных покрытий завода «Прогресс» в 1981-1997 гг., вспоминает: «ПИР стал безальтернативным материалом для теплоизоляции топливного бака ракеты-носителя. Материал позволял сохранить необходимый температурный режим для газов, находящихся внутри отсеков бака».
Низкая теплопроводность материала происходит из его пористой внутренней структуры. Большое количество таких пор в материале — до 96% — делает его сверхлегким.
В космосе полиуретаны используют не только при создании ракетно-космической техники, но и для безопасной работы космонавтов. В апреле-мае этого года проходят финальные испытания скафандров нового поколения «Орлан-МКС», которые уже летом отправят на Международную космическую станцию (МКС). От предыдущей версии «Орлан-МК» они отличаются внутренней полиуретановой оболочкой и автоматизированной системой водяного охлаждения, которая способна самостоятельно формировать для оператора наиболее комфортный температурный режим. Первый скафандр доставят на МКС уже в июле, второй – через месяц. Вместе с первым скафандром на станцию отправится новая полиуретановая оболочка, созданная специально для «Орлан-МК», и установят ее уже на станции. Ожидается, что именно в новых скафандрах космонавты выйдут в открытый космос, который запланирован на 8 августа.
Надежная заправка
Министерство обороны РФ не осталось в стороне от использования полиуретана. Материал стал основным при создании нового полевого склада горючего ПСГ-600.
Выяснилось, что полиуретановые заправки снижают расходы на перевозку топлива, значительно увеличивают живучесть и мобильность хранилищ. Новые емкости для горючего легче металлических, и, когда они пустые, их можно перевозить на малогабаритных контейнерах.
Резервуары из термопластичного полиуретана противостоят воздействию температур, могут функционировать при температуре от – 60°C до + 50°C и позволяют принимать топливо напрямую из автомобильных и железнодорожных цистерн, нефтеналивных судов и магистральных трубопроводов.
Стоит отметить, что похожие разработки ведутся в странах НАТО, которые также решили отказаться от использования металлических материалов при создании складов ГМС и перейти на полиуретан.
Планка высока
Основные свойства материала: легкость, теплоизоляция, хорошо известны на строительном рынке. Из пенополиуретана строятся холодильные и морозильные камеры, склады, логистические комплексы, агропромышленные предприятия.
В апреле на рынке произошли новые изменения, которые, возможно, подстегнут рост потребления материала.
6 апреля 2018 года вступил в силу приказ Минстроя России «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений». Согласно документу, с 1 июля 2018 года строительные проекты, проходящие экспертизу, должны обеспечивать снижение энергопотребления зданиями на 20% по отношению к сегодняшним требованиям, с 1 января 2023 года — на 40% и на 50% с 1 января 2028 года.
Выполнение приказа обязательно для архитекторов, застройщиков, инженеров, проектировщиков. «Утвержденные требования энергоэффективности при строительстве зданий и жилых домов будут активно способствовать разработке новых технических решений, появлению новых видов материалов, оборудования, «умных» технологий в строительстве», — заявил СМИ заместитель министра строительства и ЖКХ России Андрей Чибис.
Как достичь требуемых показателей?
По оценкам экспертов, для этого необходимо усилить тепловую защиту строений на 30-100% в зависимости от установленного инженерного оборудования, наличия тепловых пунктов с автоматическим погодным регулированием, систем рекуперации воздуха. Потребуется проектирование ограждающих конструкций с высокими показателями сопротивления теплопередачи. В качестве оптимального материала подходит пенополиуретан или пенополиизоцианурату (ПИР) — космические теплоизоляционные материалы.
Их низкая теплопроводность позволяет использовать более тонкий слой изоляции по сравнению с другими теплоизоляционными материалами, что дает возможность увеличить полезную площадь помещений и снизить материалоемкость зданий — почти в два раза по сравнению с волокнистыми материалами. С недешевым, но проверенным тысячелетиями кирпичом экономия еще выше. Конечно, кирпич выглядит надежно, внутри его можно выложить плиткой и мыть любыми составами чистящих средств. Но кирпич проигрывает по скорости строительства, кроме того, и кирпич, и бетонные блоки защищают гидроизоляцией и утепляют.
Говорит Виталий Викторов, ведущий инженер-проектировщик «ПрофХолода»: «Помимо механических и термических свойств, которые оценила космическая отрасль, немаловажна химическая стойкость ПИРа. Материал не содержит стиролов и формальдегидов, химически инертен и экологически безопасен. При работе с ним не образуется волокнистая пыль, не требуются средства защиты органов дыхания».
Однако не все настроены настолько оптимистично. «Бережное отношение к энергии —это, безусловно, важно и актуально. В конце концов, это забота о будущих поколениях. С этим никто не спорит. Но, как, как во всех великих делах, здесь надо действовать осторожно», — сообщил директор Института инженерно-экологического строительства и механизации ФГБОУ ВО НИУ «МГСУ», к.т.н. Кирилл Лушин в интервью порталу «Единый реестр застройщиков».
По его мнению, документ продолжает череду мер, направленных на ужесточение требований к энергоэффективности. Исполнить заложенные в этом приказе показатели будет проблематично в техническом смысле.
«…мы уже не первый год идем по пути повышения энергоэффективности: этот процесс, худо-бедно, стартовал в нашей стране в середине 90-х годов прошлого века. За эти десятилетия сознательные, ответственные и технически подкованные предприятия и организации уже много сделали для повышения энергоэффективности своих производств, эксплуатируемых и вводимых в эксплуатацию объектов. В силу этого потенциал повышения энергоэффективности у современного объекта, соответствующего хотя бы минимальным требованиям по теплозащите, оснащенности инженерных систем устройствами учета, контроля и утилизации тепла, — на самом деле невысокий, поскольку он уже существенно «выбран», — утверждает Кирилл Лушин.
Производители ППУ и ПИР напротив, уверены, что для повышения энергоэффективности нет необходимости пересчитывать проекты, менять инженерное оборудование, системы рекуперации воздуха, увеличивать толщину стен. Достаточно утеплить «космическим материалом» стены и кровлю.
Примечательно, что в космосе зачастую опробуются новые материалы, которые активно входят в жизнь обычного человека. Например, тефлон, который был открыт в 1938 году, также изначально использовался лишь в качестве теплоизоляции космических кораблей.
Время покажет, насколько полиуретан окажется востребованы на Земле. Космос, похоже, выбор уже сделал.
Скачать журнал « Холодильный бизнес » №4/2018 в pdf http://holod-delo.ru/rb_04_2018.pdf
