إن البولي يوريثان (PU) والبولي إيزوسيانورات (PIR) نوعان سائدان من العزل مشتقان من عائلات كيميائية متشابهة، مما ينتج عنه ألواح رغوية صلبة أو تطبيقات رذاذ تبدو متشابهة إلى حد كبير في كثير من الأحيان - ولكن يتم تصنيعها باستخدام نسب وعمليات كيميائية مختلفة.
عند المقارنة بين المنتجين، غالبًا ما يحدث التباس لأنهما يشتركان في النسب المشتركة في كيمياء اليوريثان. كلاهما منتج فعال للغاية، لذلك عند اختيار العازل المناسب للمشروع، فإن العامل الحاسم غالبًا ما يرجع إلى مقاييس أداء محددة.
الكفاءة الحرارية عامل حاسم يجب مراعاته عند تحديد الجودة والملاءمة. إن كلا من عازل البولي يوريثان وعازل البولي يوريثان PIR كلاهما ذو كفاءة حرارية بطبيعتهما، ولكن هل الفرق في أدائهما الحراري كبير بما يكفي لإملاء اختيارك؟
سوف نلقي نظرة على كيفية تصميم أداء عازل البولي يوريثان وعزل البولي يوريثان من البولي يوريثان من البولي يوريثان حراريًا وتحديد ما إذا كان الفرق في الكفاءة يعتبر اعتبارًا ضروريًا لاحتياجاتك الخاصة. ولكن أولاً، دعنا نلقي نظرة على تركيبة هذه الرغاوي.
ما هي رغوة البولي يوريثان ورغوة PIR؟
تنطوي كيمياء القاعدة اليومية الموجودة في العزل عالي الأداء على تفاعل ثنائي الإيزوسيانات والبوليولات. وتعتمد كل من رغاوي البولي يوريثان ورغاوي PIR على هذه المكونات، ومع ذلك تختلف هياكل البوليمر الناتجة اختلافًا كبيرًا بسبب النسب الكيميائية المستخدمة.
PU مقابل PIR
عادةً ما تستخدم رغوة البولي يوريثان (PU) نسبة أكثر توازناً من البوليول إلى الإيزوسيانات (1:1 تقريباً). وهي مادة عازلة متعددة الاستخدامات معروفة بخصائصها اللاصقة القوية ومرونتها. وهي تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات تتراوح بين رغوة الرذاذ وألواح التبريد والألواح المعزولة الهيكلية (SIPs).
من ناحية أخرى، تستخدم رغوة البولي إيزوسيانورات (PIR) فائضًا كبيرًا من الإيزوسيانات في التفاعل مع البوليوليت (غالبًا ما تكون النسبة أعلى من 2:1). يتفاعل هذا الإيزوسيانات الزائد مع نفسه لتكوين هياكل حلقية من الإيزوسيانات. هذه الهياكل الحلقية مستقرة للغاية وصلبة. هذا الاختلاف الكيميائي يعني أنه على الرغم من أن PIR هو نوع من البولي يوريثان من الناحية الفنية، إلا أن بنيته الجزيئية المتميزة تمنحه خصائص محسنة، خاصةً فيما يتعلق بالمقاومة الحرارية وأداء مقاومة الحريق.
وكلاهما رغاوي ذات خلايا مغلقة بشكل عام، مما يساهم في ارتفاع قيمة العزل. ومع ذلك، فإن الربط المتقاطع في PIR أكثر كثافة، مما ينتج عنه رغوة أكثر صلابة وأكثر ثباتًا كيميائيًا مقارنةً بالبولي يوريثان البولي يوريثان القياسي.
متى تكون الكفاءة الحرارية مهمة؟
إذًا، متى يكون الاختلاف الطفيف في الكفاءة الحرارية مهمًا حقًا من حيث اختيار العزل؟
الإجابة الصادقة هي: يعتمد الأمر بشكل كبير على قيود المساحة والأهداف الحرارية المحددة لغلاف المبنى.
في الإنشاءات الحديثة، تُعد الكفاءة الحرارية أمرًا بالغ الأهمية لتوفير الطاقة وتقليل آثار الكربون. بالنسبة للتطبيقات التي تكون فيها المساحة أعلى من غيرها - مثل تحديث المباني القديمة أو عزل حاويات الشحن - فإن كل مليمتر من السماكة مهم. وهنا تصبح المادة ذات المقاومة الحرارية الأعلى في البوصة الواحدة الخيار الحاسم.
بالنسبة للأسقف والجدران وتطبيقات التخزين البارد، فإن الكفاءة الحرارية أمر بالغ الأهمية. هذه المناطق هي المصادر الرئيسية لفقدان الحرارة (أو اكتساب الحرارة) في الهيكل. ومع ذلك، في الجدران ذات التجويف القياسي حيث توجد مساحة واسعة للعزل، قد يكون الفرق بين البولي يوريثان والبولي يوريثان البولي يوريثان ضئيلًا لأنه يمكنك زيادة سماكة رغوة البولي يوريثان لتتناسب مع أداء البولي يوريثان البولي يوريثان.
في حين أن كلاً من رغاوي البولي يوريثان والبولي يوريثان PIR فعالة حراريًا مقارنةً بمواد مثل الصوف المعدني أو EPS، فإن الاختيار يعتمد غالبًا على التطبيق المحدد والظروف البيئية. إذا كنت تبني مجمدًا مبردًا أو منزلًا سلبيًا عالي الأداء، فقد يكون الاستقرار الحراري الفائق لرغوة البولي يوريثان غير قابل للتفاوض. أما بالنسبة للعزل السكني العام، فقد يوفر البولي يوريثان القياسي كفاءة كافية بسعر أفضل.
اختبار الأداء الحراري
من خلال الاختبارات القياسية في الصناعة التي تقيس الموصلية الحرارية (قيمة لامدا) والمقاومة الحرارية (قيمة R)، تظهر النتائج بشكل عام ميزة واضحة لرغوة PIR. تُظهر رغوة البولي يوريثان عادةً موصلية حرارية أقل (حوالي 0.022 واط/م ك.ك) مقارنةً برغوة البولي يوريثان القياسية (والتي غالبًا ما تتراوح بين 0.023 - 0.026 واط/م ك.أ). وهذا يُترجم إلى قيمة R-قيمة أعلى قليلاً لكل بوصة لرغوة PIR.
عند مقارنة قيم R، عادةً ما تحقق رغوة PIR عادةً من R-6.0 إلى R-6.5 لكل بوصة، في حين تتراوح قيمة رغوة البولي يوريثان القياسية عمومًا من R-5.5 إلى R-6.0 لكل بوصة. وعلى الرغم من أن هذه الأرقام قد تبدو متقاربة، إلا أن الفرق في إجمالي قيمة العزل يمكن أن يكون كبيراً على مساحة سطح كبيرة، مثل السقف التجاري.
ومع ذلك، من المهم ملاحظة مفهوم “الانجراف الحراري”. تعتمد كلتا الرغاوي على عوامل النفخ المحتبسة داخل الخلايا لتوفير العزل. ومع مرور الوقت، يتسرب جزء من هذا الغاز ويحل محله الهواء، مما يقلل قليلاً من قيمة R. يمكن لبنية PIR الأقوى المتشابكة في بعض الأحيان الاحتفاظ بعوامل النفخ بشكل أكثر فعالية، مما يحافظ على قيمة R-قيمة R العالية لفترة أطول.
بينما تُظهر الاختبارات المعملية اختلافات واضحة، فإن الأداء العملي لكلا المادتين غالبًا ما يكون متشابهًا في العديد من التطبيقات القياسية. إذا كانت مجموعة الجدران تسمح بعزل 4 بوصات من العزل، فقد يكون الفرق في إجمالي قيمة R-قيمة R بين PU و PIR هو R-2 أو R-3 فقط. في سيناريوهات العالم الحقيقي، غالبًا ما يكون لجودة التركيب - مثل سد الثغرات ومنع التجسير الحراري - تأثير أكبر على أداء الطاقة الكلي للمبنى من الفرق البسيط في قيمة R-الجوهرية للرغوة.
رغوة البولي يوريثان مقابل رغوة PIR: أيهما مناسب لمشروعك؟
رغوة البولي يوريثان ورغوة PIR كلاهما خياران ممتازان للعزل يتفوقان على العديد من المواد التقليدية من حيث الكفاءة الحرارية لكل بوصة. بالنسبة لمعظم أغراض البناء العامة، بما في ذلك الجدران السكنية وحشو الفجوات القياسية، تعتبر رغوة البولي يوريثان خيارًا مثاليًا نظرًا لتعدد استخداماتها وتماسكها الممتاز وفعاليتها من حيث التكلفة.
ومع ذلك، إذا كان مشروعك يتطلب أعلى مقاومة حرارية مطلقة لسماكة معينة، أو إذا كانت لوائح السلامة من الحرائق تتطلب مادة ذات خصائص تفحيم أفضل وإنتاج أقل للدخان، فإن PIR هو الخيار الأفضل. فهو يوفر تلك الميزة الإضافية في الأداء التي تتطلبها البنية التحتية الحيوية والمباني عالية الكفاءة.
في النهاية، يعتمد القرار على الموازنة بين الميزانية ومتطلبات الأداء. إذا كانت لديك المساحة، يمكن لوحدة المعالجة المركزية PU القيام بالمهمة على أكمل وجه. أما إذا كانت المساحة ضيقة والأداء هو المهم، فإن PIR هو الأفضل.
