Ocenia się, że zastosowanie odpowiednich materiałów i technologii pozwala na zaoszczędzenie 15–20% energii zużywanej do ogrzewania budynków.
Sposób na oszczędzanie energii – termorenowacja
Kraje Unii Europejskiej wprowadzają wiele instrumentów mających skłonić do oszczędzania energii – od zachęt ekonomicznych w postaci premii termomodernizacyjnych po przepisy prawa nakazujące sporządzanie świadectw energetycznych. Budynki i mieszkania nieposiadające takiego świadectwa od 1 stycznia 2009 r. w Polsce nie mogą być przedmiotem obrotu na rynku nieruchomości. Uzyskanie świadectwa uwarunkowane jest uzyskaniem przez budynek odpowiednich warunków technicznych. Jeżeli budynek nie spełnia odpowiednich wymogów, należy go poddać zabiegom termorenowacyjnym. Termorenowacja, szczególnie starych budynków, może sprawiać problemy techniczne i wiązać się ze znacznymi kosztami. Stosunkowo łatwa jest od strony technicznej poprawa izolacyjności stolarki otworowej, trudniej zaś w sposób skuteczny i trwały zwiększyć izolacyjność ścian i dachu.
Natrysk pianki poliuretanowej
Jedną z bardziej skutecznych, a jednocześnie stosunkowo prostą metodą termorenowacji budynków, która może być zresztą z powodzeniem stosowana także przy budowie nowych obiektów, wydaje się metoda natrysku sztywnej pianki poliuretanowej. Nie wymaga ona skomplikowanych zabiegów przygotowawczych i wykończeniowych, a umożliwia zaizolowanie nawet bardzo nieregularnych powierzchni.
Izolacja ta jest skuteczna nawet przy cienkich warstwach pianki, co przy niskiej gęstości właściwej pianki nie powoduje zbyt dużego obciążenia konstrukcji budynku. W większości wypadków pozwala to na pozostawienie starej izolacji i pokrycia, bez konieczności ich zdejmowania i utylizacji. To znacznie ogranicza koszty renowacji i skraca czas jej wykonania.
Izolacja powinna być odporna na wpływy środowiska i mieć stabilne właściwości podczas użytkowania. Wpływ środowiska sprowadza się przede wszystkim do działania promieni UV na strukturę polimeru uretanowego, skutkującego jego przebarwieniami i kruchością. W celu ochrony stosowane są lakiery absorbujące lub odbijające promieniowanie UV. Niezmienność właściwości pianki podczas użytkowania, a w szczególności stałość współczynnika przewodzenia ciepła λ, powinna być zapewniona przez odpowiedni skład chemiczny tworzywa.
Spienianie pianki a jej izolacyjność
Pianka poliuretanowa jest rodzajem kompozytu, w którym fazą ciągłą jest polimer uretanowy, a fazą rozproszoną gaz. Faza ciągła, czyli polimer, decyduje o właściwościach mechanicznych kompozytu, faza rozproszona, czyli gaz zawarty w komórkach, odpowiada za zdolność izolacyjną pianki. Rodzaj gazu zależy od sposobu spieniania pianki.
Sposób chemiczny. W wyniku reakcji chemicznej zachodzącej pomiędzy poliizocyjanianem i wodą zawartą w komponencie poliolowym wydziela się dwutlenek węgla, który tworzy zamknięte pory otoczone błonką polimeru. W zależności od ilości wody, która przereagowała, pianka jest mniej lub bardziej porowata.
Sposób fizyczny. Do kompozycji piankowej dodawane są ciecze niskowrzące, które na skutek ciepła powstającego podczas reakcji między składnikami kompozycji odparowują i tworzą pęcherzyki gazu otoczone błonką polimeru. Porowatość pianki regulowana jest ilością dodanej cieczy niskowrzącej.
Jako ciecze niskowrzące stosowane są obecnie węglowodory, etery i tzw. środki spieniające trzeciej generacji, czyli HFC (fluorowęglowodory). Konieczność zapewnienia bezpieczeństwa podczas natrysku pianki wyklucza stosowanie związków łatwopalnych, dlatego w tej technice przetwórstwa nie stosuje się węglowodorów i eterów. Najlepsze rezultaty daje stosowanie mieszaniny 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (Solkane HFC 365 mfc) i 1,1,1,2,3,3,3-hepta-fluoropropanu (Solkane HFC 227 ea). Jak wspomniano, za skuteczność izolacyjną pianek odpowiedzialna jest faza rozproszona, czyli gaz wypełniający komórki pianki.
Gazy, które mogą wypełniać komórki pianki, mają różne wartości współczynnika przewodzenia ciepła:
- HFC 365 mfc – 0,0106 W/(m·K),
- HFC 227 ea – 0,0127 W/(m·K),
- dwutlenek węgla – 0,0164 W/(m·K),
- azot – 0,0260 W/(m·K),
- tlen – 0,0267 W/(m·K).
