Polyisosyanuraatti (PIR) – jäykkä lämmöneriste ja sen ominaisuudet

Polyisosyanuraatti (PIR) – jäykkä korkealuokkainen lämmöneriste: ominaisuudet, ero PUR:iin, asennus ja energiatehokkuus rakennuksiin.

Polyisosyanuraatti, josta käytetään myös nimitystä PIR, polyiso tai ISO, on lämpökovettunut muovi, jota valmistetaan yleensä vaahtomuovina ja käytetään jäykkänä lämmöneristeenä. Sen kemia on samanlainen kuin polyuretaanin (PUR), paitsi että metyleenidifenyylidi-isosyanaatin (MDI) osuus on suurempi ja reaktiossa käytetään polyesteristä peräisin olevaa polyolia polyeetteripolyolin sijasta. PIR-valmisteissa käytetyt katalyytit ja lisäaineet eroavat myös PUR:ssa käytetyistä.

Keskeiset ominaisuudet

• Hyvä lämmöneristyskyky: PIR-levyjen lämmönjohtavuus (lambda) on tyypillisesti alhainen, useimmiten noin 0,022–0,027 W/(m·K), mikä tekee niistä tehokkaan valinnan ohuissa rakenteissa.
• Suljettu solurakenne: PIR on pääosin suljettujen solujen vaahtoa, joten sen vesihöyryn ja veden imeytyminen on usein vähäistä.
• Hyvä mekaaninen lujuus: jäykkänä vaahtona PIR kestää puristusta ja kuormitusta hyvin, mikä sopii kattorakenteisiin ja lattiapäällysteiden alle.
• Palo-ominaisuudet: isosyanaattirakenteen ansiosta PIR on yleensä palamiskäyttäytymiseltään parempi kuin tavanomainen PUR, ja tuotteita voidaan valmistaa palonestoaineilla siten, että ne täyttävät rakennusmääräysten vaatimuksia.
• Kestävyys ja ikääntyminen: oikeissa olosuhteissa PIR säilyttää lämmöneristyskykynsä pitkään, mutta lopullinen suoritus riippuu valmistajasta ja tuotekohtaisista ominaisuuksista.

Käyttökohteet

• Kaltevat ja tasakatot (erityisesti lämmöneristeenä kattorakenteissa ja käännetyissä katoissa)
• Ulko- ja sisäseinien eristys
• Lattiarakenteet ja välipohjat, joissa vaaditaan korkeaa puristuslujuutta
• Teollisuuden kylmätilat ja kylmäsäilytys (soveltuu kylmäeristeeksi)
• Palkkien ja putkien eristys, kun käytetään sopivia muotoja tai kantavia levymuotoja

Asennus ja käytännön seikat

• Leikkaus ja kiinnitys: PIR-levyt voidaan tyypillisesti sahata, leikata tai porata tavallisilla työkaluilla. Kiinnitys tapahtuu mekaanisesti tai liimalla valmistajan ohjeiden mukaisesti.
• Liitokset ja ilmatiiviys: saumojen huolellinen tiivistäminen on tärkeää, koska pienet vuodot heikentävät lämmöneristystä. Saumoihin käytetään usein liimoja, teippejä tai massoja.
• Kosteus ja höyry: vaikka PIR on suljettusoluinen ja imee vettä vähän, rakenteen höyry- ja kosteustekniset vaatimukset pitää arvioida. Joissain tapauksissa tarvitaan höyrynsulku tai -rajoitin.
• Palo- ja palosuojaus: PIR ei yleensä saa jäädä näkyviin sisätiloissa ilman suojaavaa pintaa (esim. kipsilevy), jos paikalliset rakennusmääräykset niin edellyttävät.

Tulenkestävyys ja palokäyttäytyminen

PIR-vaahto on kemiallisesti rakenteeltaan sellainen, että se antaa vähemmän paksua nesteytyvää palokaasua kuin tietyt muut vaahtomuovit. Useimmat teollisesti valmistetut PIR-tuotteet sisältävät palonestokemikaaleja ja ne on suunniteltu täyttämään Euroopan rakennusmateriaalien luokitusvaatimuksia (Euroclass). Palokäyttäytyminen ja luokitus vaihtelevat tuotekohtaisesti, joten paloturvallisuuden varmistamiseksi on tärkeää tarkistaa valmistajan tekniset tiedot ja noudattaa paikallisia määräyksiä.

Ympäristö- ja turvallisuusnäkökulmat

• Ilmasto- ja kemiallinen jalanjälki: vanhemmissa PIR-tuotteissa käytettiin fluorisoituja lauhdutuskaasuja puhallusaineina, mutta nykyaikaiset valmistajat ovat siirtyneet alhaisemman GWP:n (global warming potential) puhallusaineisiin tai hiilivetypohjaisiin aineisiin. Valitse tuote, jonka ympäristöselosteet ja CE-merkintä vastaavat tarpeitasi.
• Terveys ja turvallisuus asennuksessa: leikatessa syntyy pölyä — käytä suojamaskeja ja suojavarusteita. Vältä palamista tai altistumista voimakkaalle kuumuudelle.
• Kierrätys ja loppukäsittely: PIR-materiaalin kierrätys on rajoitetumpaa kuin monien mineraalivillojen, mutta materiaalista voidaan usein hyödyntää energiaa (energiahyödyntäminen) tai käyttää joissain tapauksissa raaka-aineena teollisissa kierrätysprosesseissa. Paikalliset jäte- ja kierrätysohjeet tulee tarkistaa.

Standardit ja valinta

• Useimmat jäykät PU/PIR-levyt noudattavat standardia EN 13165, jonka mukaiset tiedot (lämmönjohtavuus, puristuslujuus, paloluokka, vesihöyrynläpäisevyys) kannattaa tarkistaa valmistajan teknisestä tiedotteesta.
• Valitse oikea tiheys- ja lujuusluokka käyttökohteen kuormituksen ja vaatimusten mukaan. Kattoihin ja lattioihin on olemassa erityisiä tuoteratkaisuja, jotka on suunniteltu kantamaan rasituksia.

Plussat ja miinukset – yhteenveto

• Plussat: erinomainen lämmöneristys paksuuteen nähden, hyvä puristuslujuus, suljettu solurakenne vähentää kosteusongelmia, mahdollisuus hyviin paloluokituksiin.
• Miinukset: kierrätettävyys rajoitetumpaa kuin joillain mineraalieristeillä, vaatii joskus höyry- tai palosuojausta rakenteessa, tuote- ja valmistajakohtaisia eroja ominaisuuksissa.

Kun valitset PIR-eristettä, vertaa valmistajien CE-todistuksia ja teknisiä tietoja (lämmönjohtavuus, puristuslujuus, paloluokka, vesihöyrynläpäisevyys) ja varmista, että tuote soveltuu juuri sinun hankkeeseesi. Tarvittaessa konsultoi rakennusalan ammattilaista detaljien ja turvallisuusvaatimusten varmistamiseksi.

Käyttää

PIR valmistetaan yleensä vaahtomuovina ja sitä käytetään jäykkänä lämmöneristeenä. Sen lämmönjohtavuus on tyypillisesti 0,16 BTU*in/hr*ft² *°F (0,023 W/(m-K)) riippuen ympärysmitan ja pinta-alan suhteesta. Puhtaalla kohokuvioidulla alumiinifoliolla laminoituja PIR-vaahtolevyjä käytetään lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmissä käytettävien esieristettyjen kanavien valmistukseen. Tehdasvalmisteisia PIR-sandwich-paneeleita valmistetaan korroosiosuojattujen, aaltopahvisten teräspinnoitteiden avulla, jotka on liimattu PIR-vaahtomuovisydämen päälle, ja niitä käytetään laajalti kattoeristeenä ja pystysuorissa seinissä (esim. varastoissa, tehtaissa, toimistorakennuksissa jne.). Muita tyypillisiä PIR-vaahdon käyttökohteita ovat teollisuuden ja kaupan putkieristeet sekä veisto- ja työstövälineet (kilpailevat paisutetun polystyreenin ja jäykän polyuretaanivaahdon kanssa).

Yksittäisten paneelien kutistumisesta johtuvat aukot voivat heikentää rakennuksen vaipan eristyksen tehokkuutta. Valmistuskriteerit edellyttävät, että kutistuminen on rajoitettava alle 1 prosenttiin^[] (aiemmin 2 %^[] ). Vaikka kutistuminen rajoitettaisiinkin huomattavasti alle tämän rajan, syntyvät aukot kunkin paneelin ympärillä voivat heikentää eristyksen tehokkuutta, varsinkin jos paneelien oletetaan muodostavan höyryn- ja suodattumissulun. Useat kerrokset, joissa on porrastetut liitokset, laivassa olevat saumasaumat tai kieli- ja urasaumat vähentävät näitä ongelmia huomattavasti.

 
Polyisosyanuraatti-eristelevyt  

Terveysvaarat

PIR-eriste voi olla mekaanisesti ärsyttävä iholle, silmille ja ylähengitysteille valmistuksen aikana (kuten pöly). Tutkimuksissa ei ole havaittu tilastollisesti merkitsevästi lisääntyneitä hengityselinsairauksien riskejä.

Tulipaloriski

PIR:n ilmoitetaan toisinaan olevan palonsuoja-aineita tai sisältävän palonsuoja-aineita, mutta nämä kuvaavat "pienimuotoisten testien" tuloksia eivätkä "kuvasta [kaikkia] vaaroja todellisissa palo-olosuhteissa";^[] palon aiheuttamien vaarojen laajuuteen ei kuulu vain palonkestävyys, vaan myös erilaisten palotilanteiden aiheuttamien myrkyllisten sivutuotteiden mahdollisuus. Central Lancashiren yliopiston Centre for Fire and Hazard Science -keskuksessa vuonna 2011 tehdyssä tutkimuksessa eristemateriaalien myrkyllisyydestä tulipalossa tutkittiin PIR-materiaaleja ja muita yleisesti käytettyjä materiaaleja realistisemmissa ja laaja-alaisemmissa olosuhteissa, jotka edustavat laajempaa palovaaraa, ja siinä todettiin, että suurin osa palokuolemista johtui myrkyllisten tuotteiden hengittämisestä. Tutkimuksessa arvioitiin, missä määrin myrkyllisiä tuotteita vapautui, tarkastelemalla myrkyllisyyttä, vapautumisajan profiilia ja vapautuneiden annosten tappavuutta erilaisissa palavissa, palamattomissa ja huonosti tuuletetuissa tulipaloissa, ja päädyttiin siihen, että PIR:stä vapautui yleensä huomattavasti enemmän myrkyllisiä tuotteita kuin muista tutkituista eristysmateriaaleista (PIR > PUR > EPS > PHF; myös lasi- ja kivivillaa tutkittiin). Erityisesti syaanivetyä pidetään merkittävänä tekijänä PIR- (ja PUR-) vaahtojen myrkyllisyydessä tulipalossa.

Tästä huolimatta PIR-eristettä pidetään yleisesti palonkestävämpänä kuin PUR-eristettä.

100 mm:n PIR-eristelevyä (joka on Saint-Gobain-yhtiö Celotexin RS5000-tuote) ehdotettiin käytettäväksi pylväiden ja vaakasuuntaisten ulkoseinien eristämiseen Lontoossa sijaitsevan Grenfell Towerin kunnostuksessa; sittemmin "Ipswichin Celotex-yritys vahvisti, että se toimitti eristysmateriaalit kunnostukseen". Kesäkuun 14. päivänä 2017 kerrostalo oli 15 minuutissa liekkien peitossa neljännestä kerroksesta ylimpään 24. kerrokseen. Syitä palon nopeaan leviämiseen rakennuksen ulkoseinää ylöspäin ei ole vielä selvitetty. On huomattava, että liekit voivat vallata eristysmateriaalin ja verhouksen välisen ontelon ja vetäytyä konvektion avulla ylöspäin ja laajentua muodostaen sekundaaripaloja, ja tekevät näin "onteloiden vuorausmateriaaleista riippumatta".

 
Toista mediaa PIR-taulun palotesti  

Hae kirjaimella