Мы часто говорим, что ППУ-изоляция – самый надежный способ изолировать трубы. Можно найти много подтверждений: это и удобство монтажа, и низкая теплопроводность, и долгий срок службы в сравнении с аналогами, и т.д.
В статье рассмотрим преимущества пенополиуретана с исторической точки зрения, чтобы вы сами сделали вывод, что лучше: использовать теплоизоляцию из XIX века или применять ППУ?
Введение
Когда-то теплоизоляция не была отдельной отраслью строительства, потому что не было необходимости использовать дополнительные материалы для обеспечения изоляции.
Необходимость изолировать жилища возникла у древних людей. Основная причина – защита от диких животных, стихийных бедствий и непогоды (жаркого лета и холодной зимы).
Краткая история теплоизоляции
| Период | Причины изменений | Изменения | Изоляционный материал |
|---|---|---|---|
| до 7000 г. до н.э. | кочевой образ жизни | материалы для одежды | шкуры животных, мех, шерсть |
| 7000 г. до н.э. - 1870 г. н.э. | оседлый образ жизни | прочные материалы, растительное волокно | земля, древесина, кирпичи, солома, водоросли, камыш |
| 1870-1950 | промышленная революция, расчет теплопотерь |
первые натуральные изоляционные продукты;
появление кирпичной кладки;
первые продукты из искусственных изоляционных материалов
|
тростник, пробка, лён, целлюлозный утеплитель;
известково-зольный и пустотелый кирпич;
асбест, минеральная вата, пеностекло, перлит
|
| 1950-2000 | распространение пластмасс | распространение искусственных материалов, появление пенопластов, прекращение использования природных материалов | полистирол, полиуретан, полиэстер, полиэтилен, фенол, формальдегид |
| 2000-наши дни | выбросы CO2 истощают ископаемое топливо, изменение климата, глобальное потепление | эксперименты с новыми материалами | прозрачная теплоизоляция, наноячеистая изоляция, панели вакуумной изоляции |
Натуральные материалы
Тысячи лет коренные жители тропических областей строили свои жилища из соломы или тростника. В XII и XIII веках северные европейцы строили соломенные дома с соломенной крышей толщиной 60-80 см.
Перерабатывая натуральные материалы, люди производили первые теплоизоляционные пробковые панели в конце XIX века. Они были дешевы, но чрезмерно гигроскопичны.
Изоляционное изделие из древесной ваты было изготовлено в 1908 году в Австрии с использованием магнезита и цемента в качестве клея. Продукты имели большой недостаток – воспламеняемость.
В начале XX века появились тростниковые панели с битумными покрытиями, но они не получили распространения из-за их горючести и плохого качества.
Первые попытки производства льняных панелей для изоляции крыш были предприняты в США, и в конечном итоге примерно в 1910 году первые продукты были выпущены на рынок.
Соломенный дом Саймонтона в Небраске, 1908 год
Искусственные материалы
Помимо натуральных продуктов, во время промышленной революции были разработаны несколько искусственных материалов. У них было много преимуществ перед натуральными: долговечность, огнестойкость и водонепроницаемость.
Неорганические продукты
Асбест – это волокнистый минерал, его преимущества (огнестойкость, высокая прочность на разрыв) были обнаружены еще в древние времена. Обрабатывающая промышленность использовала асбест для изоляции труб, паровых двигателей, котлов и дымоходов. Однако из-за вредных свойств его запретили во многих странах.
Минеральная вата изобретена в 1840 году. Сырье из минваты (известняк, базальт) плавили в печах с газовым обогревом при температуре 1500-1600°C. Затем с помощью высокоскоростных прялок формировали тонкие переплетенные волокна диаметром 6-10 мкм. Во время этой операции добавляли связующий материал (фенолформальдегидную смолу, масляную эмульсию), образующий изоляционные покрытия.
Добыча асбеста в 1876 году
Джон Плейер запатентовал процесс создания теплоизоляции из минеральной ваты
Пеностекло
В 1930-х было запатентовано сразу три технологии производства пеностекла. В качестве вспенивателя брали смесь мелкодисперсного порошкового стекла и карбоната кальция (CaCO3), нагревали ее до 850˚C, затем охлаждали в стальных формах.
Продукт из пеностекла был легким, жестким, устойчивым к воздействию огня, воды, грызунов и насекомых, поэтому его легко было использовать в качестве нового изоляционного материала.
Элементы кирпичной кладки
В конце XIX – начале XX века проходили эксперименты с кирпичом. Так, например, появился кирпич Бишвайлера – полый с одной стороны и заполненный золой с другой.
В 1918 году шведский архитектор Йохан Аксель Эрикссон начал исследования по созданию огнестойкого кирпича. В 1923 году он запатентовал метод производства блоков из пенобетона.
Рабочие завода Yxhults Stenhuggeri по производству пенобетона
Сыпучий утеплитель
Шлак использовался в качестве изоляции для плоских крыш и конструкций из плит в XIX веке. С 1930-х годов шлак был разрешен только в сочетании с соответствующей вентиляцией.
Вспученный перлит изобретен в 1930-х в США. Ячеистая структура обеспечивает сопротивление теплопроводности, добавляет огнестойкость и легкость.
Керамзит производили с 1918 года. Измельченный сланец нагревали до 1000-1200°C во вращающейся печи. Из-за высокой температуры поверхность зерна размягчается, органические частицы сгорают. Газы вызывают увеличение размера зерен в 4-5 раз, оставляя поры внутри, которые придают керамзиту теплоизоляционную способность.
Пеноматериалы
Появление пеноматериалов (пенополистирола и пенополиуретана) произвело революцию на рынке изоляционных материалов в 1940-х и 1950-х годах. После нефтяного кризиса 1970-х его распространение ускорилось, и сегодня составляет около 90-95% от общего объема производства теплоизоляционных материалов.
Во время Второй мировой войны полиуретановая пена применялась в качестве покрытия самолетов, но окончательный прорыв произошел в 1950-х, когда стало возможным производство полиизоцианатов. Первая коммерческая изолирующая панель из пенополиуретана была произведена в 1954 году.
Отто Байер и изобретенный им пенополиуретан
Выводы
После 1950-х годов было выведено множество новых продуктов. Некоторые из них также относятся к пеноматериалам, однако рано говорить об их эффективности.
Сегодня самый современный, но вместе с тем проверенный временем теплоизоляционный материал – это пенополиуретан. По всему миру происходит замена трубопроводов с минеральной ватой или иными устаревшими утеплителями на новые – с изоляцией ППУ.
По нашим подсчетам, пенополиуретан будет популярен в ближайшие десятилетия до появления наиболее надежного и долговечного покрытия.
