Широкая поступь пенополиуретанов
В Москве состоялась первая после 1988 года Международная конференция «Полиуретаны СНГ и международный рынок».
Более 120 ученых, конструкторов, технологов, менеджеров собрались в столице, чтобы обсудить развитие промышленности пенополиуретанов, его применение в автомобилестроении, строительстве, лакокрасочной и мебельной промышленности. Кроме специалистов из России в конференции приняли участие представители Украины, стран Балтии, Германии, США, Польши, Венгрии, Азербайджана.
Доклады участников конференции можно разбить на следующие тематические блоки:
1. Российская промышленность на фоне глобального рынка пенополиуретанов. Проблемы этого рынка в различных отраслях промышленности.
2. Исследования в области полиуретанов в ведущих институтах Российской академии наук.
3. Перспективы расширения производства компонентов на отечественных предприятиях.
4. Нормирование применения промышленной тепловой изоляции.
5. Пути широкого применения жестких пенополиуретанов в строительном комплексе и в трубопроводных системах теплоснабжения.
Одна из целей конференции состояла в том, чтобы уменьшить зависимость российской химической промышленности и потребителей ее продукции от иностранных компаний. Андрей Павлов, консультант Министерства промышленности, науки и технологии, признал, что «производство полиуретанов значительно упало за последние 10 лет. Именно поэтому работа министерства направлена на создание условий, которые позволили бы к 2006 году российский бизнес полиуретана увеличить в 2-2,5 раза».
Представитель Академии государственной противопожарной службы МЧС России Р.З. Фахрисланов выступил за широкое использование пенополиуретанов в строительстве и за разработку соответствующих стандартов. Исследования в академии показали, что пенополиуретан является отличным теплоизоляционным материалом, также необходимо расширить область его применения. Радик Закиевич предложил несколько новых направлений применения пенополиуретанов.
Внимание всех участников конференции привлекло развернутое выступление нашего земляка главного инженера ОАО «Пластик» (г. Сызрань) «Пенополиуретаны в автомобилестроении России». В докладе отмечено, что благодаря малому весу, стойкости к коррозии и химическим реагентам, разнообразию свойств изделия из полиуретанов обеспечивают практическое решение целого ряда проблем, стоящих перед автомобильной промышленностью. Он вполне может заменить дорогостоящие термопласты и резины. В отечественной автомобильной промышленности старт к массовому применению изделий из пенополиуретанов был дан в 1970 году, когда в Тольятти был построен Волжский автомобильный завод. На заводе «Пластик» успешно освоено производство набивок сидений из эластичного пенополиуретана. Докладчик отметил, что изделия для автомобилей — бамперы, панели приборов, обивка дверей изготавливаются из пенополиуретанов при более низких температурах (20-70 0С) и низком давлении (3-2 атм.), чем при использовании термопластов (давление 250-300 атм., температура 200-250 0С). К сожалению, в автомобильной промышленности практически не используются технологии вторичной переработки пенополиуретана, что уже давно и успешно используется в строительстве, где практически 100 % вторичного сырья идет в производство.
Дэвид Рид — главный редактор журнала «Urethanes Technology» (Лануж) — в докладе «Глобальный рынок полиуретанов» обратил внимание на проект Глобального экономического фонда (СГЭФ) и Монреальского соглашения о поэтапном сокращении потребления озоноразрушающих веществ в России. Это — крупнейший в мире эколого-технологический проект. Цель проекта ГЭФ — оказание безвозмездной помощи Российской Федерации для облегчения возврата в режим соблюдения Монреальского протокола. Оценка мощностей по производству озоноразрушающих веществ выглядит следующим образом:
Россия 47 %
Венесуэла 5 %
Китай 28 %
Мексика 3 %
Индия 7 %
Бразилия 3 %
Корея 7 %.
К сожалению, Россия по этому показателю значительно опережает другие страны.
Целый блок докладов посвящен выпуску качественных отечественных компонентов и систем, а также их составляющих. Практика строителей, занимающихся теплоизоляцией, показывает, что от качества сырья во многом зависит конечный результат. К сожалению, во многих городах появилось немало фирм, которые производят некачественные компоненты с нестабильными характеристиками, что приводит к отрицательному отношению заказчиков к прекрасному теплоизоляционному материалу.
Один из докладчиков прямо заявил, что от 50 до 80 % компонентов, выпускаемых в российской глубинке, выполнены на самодельной основе, примитивнейшим методом. Разве можно получить в этом случае стабильные характеристики по теплопроводности, паропроницаемости, тепло- усвоению?
В то же время передовые отечественные компании производят и продают полностью сформулированные (?) системы мягких и жестких пен. Особенно это касается заливочных пенополиуретанов для теплоизоляции трубопроводов. Качество их не хуже импортных. Конкурентоспособность и высокое качество получаемых строителями компонентов обеспечивает если не снижение, то, по крайней мере, удержание цены на определенном уровне.
Доктор химических наук Р.П. Тигер (институт химической физики РАН) подробно рассказал об исследованиях по пенополиуретановой тематике в институте химической физики РАН. Это вселяет надежду, что пенополиуретановая тематика будет расширяться. На подходе новые марки ППУ с хорошими характеристиками по теплофизическим свойствам, долговечности, пожаробезопасности.
Несколько докладов было посвящено использованию пенополиуретанов в строительной области (В.М. Карманов, Л.Д. Евсеев, Е.М. Желваков, И.Л. Майзель).
Отмечалось, что толчком к применению жестких пенополиуретанов в строительстве стали:
— «Альбом технических решений по повышению тепловой защиты зданий», утвержденный Государственным комитетом по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР в феврале 1987 г.;
— «Рекомендации по применению пенополиуретанов для герметизации и утепления стыков панелей, зазоров оконных и дверных блоков в наружных стенах жилых и общественных зданий» — ЦНИИЭПжилища, 1988 г.;
— «Технология ремонта стыков полносборных жилых зданий пенополиуретаном» — Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, 1988 г.
К сожалению, из-за использования пенополиуретана в 60-80-х годах прошлого века в основном только в отраслях военно-промышленного комплекса практически не известны широкому кругу строителей отраслевые стандарты ОСТ 92-1463-77 «Пластмассы ячеистые» и ОСТ 6-05-459-83 «Пенополиуретаны жесткие, получаемые методом напыления» и другие.
На конференции отмечено, что департаментом по строительству, архитектуре, жилищно-коммунальному и дорожному хозяйству администрации Самарской области впервые в стране выпущено 6 территориальных строительных норм по использованию пенополиуретана в строительстве:
ТСН 12-302-95 СО «Теплоизоляция и герметизация стыков наружных стен и зазоров между оконными и дверными блоками и стеной в жилых и общественных зданиях пенополиуретаном»;
ТСН 12-303-95 СО «Теплоизоляция пола первого этажа и перекрытий над неотапливаемыми помещениями и проездами в жилых и общественных зданиях пенополиуретаном»;
ТСН 12-304-95 СО «Теплоизоляция перекрытий пенополиуретаном при устройстве совмещенных кровель»;
ТСН 12-305-95 СО «Теплоизоляция наружных стен жилых и общественных зданий пенополиуретаном»;
ТСН 12-306-95 СО «Теплоизоляция перекрытий в жилых и общественных зданиях с неотапливаемым чердаком пенополиуретаном»;
ТСН 12-307-95 СО «Теплоизоляция трубопроводов пенополиуретаном».
Хотя данные нормативные документы являются территориальными нормами, их используют не
только в Самарской области, но и в других регионах страны.
Приятно сознавать, что Самарская область по широкому применению пенополиуретанов в строительстве является одним из лидеров в России. Самарской государственной архитектурно-строительной академией исследованы физико-механические свойства готового покрытия из пенополиуретана. Полученные результаты использованы при составлении альбома «Теплофизических расчетов строительных ограждающих конструкций с применением пенополиуретана». Расчеты наружных стен выполнены с учетом влажностного режима наружной стены и коэффициента теплопередачи конструкции. На основании расчетов составлены сводные таблицы толщины теплоизоляционного слоя из пенополиуретана для нескольких десятков конструкций зданий. Для удобства пользования этими расчетами выпущен «Каталог строительных ограждающих конструкций с применением пенополиуретана в качестве утеплителя».
В настоящее время идет завершение разработки «Каталога строительных ограждающих конструкций с применением пенополиуретана в качестве утеплителя» (2-я редакция) с учетом не только глади стены, но и строительных узлов (примыкание к оконному проему, углы зданий, простенки). При этом проведен анализ температурных полей в сечении всех конструкций.
Аналогичные теплофизические расчеты произведены для определения толщин теплоизоляционного слоя скорлуп и отводов из пенополиуретана для следующих условий:
— диаметры труб — от 25 до 1020 мм;
— температура — от минус 40 °С до плюс 600 °С (естественно при высоких температурах первый теплоизоляционный слой состоит не из пенополиуретана);
— для воздушной прокладки или в канале;
— для районов Средней Полосы и Западной Сибири.
Докладчики отмечали, что в промышленно-развитых странах стимулом к проведению энергосберегающих мероприятий в жилищном строительстве и при эксплуатации действующего жилого фонда послужил энергетический кризис 80-х годов. В результате планомерной реализации энергосберегающих мероприятий удельное потребление тепловой энергии на отопление жилого фонда в этих странах было снижено в 2 и более раз. Одно из основных направлений в решении этой задачи — повышение сопротивления теплопередачи наружных стен.
Степень теплозащиты ограждающих конструкций жилого дома становится одним из основных критериев при его сравнительной экономической оценке. В технически развитых странах абсолютное большинство конструкций наружных стен выполняется многослойными с применением эффективных утеплителей. Доля (в %) многослойных наружных стен: в Норвегии — 100, Венгрии — 95, Финляндии — 94, Румынии — 91, Великобритании — 75, США — 90. Для сравнения — доля многослойных наружных стен с эффективным утеплителем в строительстве России до 1986 г. не превышала 5-7 %. На еще более низком уровне, особенно при массовом строительстве в 60-70 годах, оказалось состояние стыков стен, оконных блоков и межпанельных швов, приводящее к постоянным протечкам и промерзанию.
Решению проблем эффективной теплоизоляции жилых зданий могло бы помочь широкое использование различных марок пенополиуретанов.
Пенополиуретан привлекателен для теплоизоляции различных конструкций зданий в условиях нашей страны по следующим причинам:
1. Позволяет наносить теплоизоляционный слой любой толщины;
2. Обладает прекрасной адгезией, что позволяет не тратить средства на крепление материала;
3. Создает естественный пароизоляционный слой, причем с регулированием суммарной толщины последнего, что позволяет контролировать плоскость точки росы;
4. При нанесении теплоизоляционного слоя изнутри (а это более целесообразно) позволяет проводить работы по теплоизоляции зданий круглый год, что при природных условиях нашей страны является необходимым условием. Особенно это касается районов Урала, Сибири и Дальнего Востока.
5. Возможность транспортировать большое количество теплоизоляционного материала в малом объеме: из 1000 кг компонентов ППУ (4 бочки) в реальных построечных условиях получается 12,5-17 куб. м теплоизоляционного материала при плотности последнего соответственно 80-60 кг/куб. м!
Какой теплоизоляционный материал может сравниться с пенополиуретаном по такой выгодной транспортировочной схеме? Никакой.
6. Технология нанесения теплоизоляционного слоя такова, что позволяет производить напыление человеку средней квалификации. Это немаловажно, когда в стране только 3,5-4 % квалифицированных рабочих в строительстве (в Германии — 60 %, в США — 45 %). При определенной подготовке производства (наличие компонентов, оборудования, рабочего места) за рабочим, как правило, остается функция обеспечения определенной толщины покрытия, что легко контролируется.
Исполнительный директор Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией И.Л. Майзель выступил с докладом «Эффективность применения пенополиуретана в трубопроводных системах теплоснабжения России». Он отметил, что при проведении модернизации тепловых сетей и при строительстве новых необходимо применять только пенополиуретановую изоляцию из-за ее высокой эффективности, долговечности, ремонтопригодности, надежности, минимальных затратах при эксплуатации и ремонте.
Игорь Лазаревич сообщил о стандартах, определяющих качество и применение труб с тепловой изоляцией из пенополиуретана. Они призваны регулировать отношение между проектировщиками, строителями и эксплуатационниками сетей теплоснабжения и открыть широкую дорогу для использования новых для России технологий. В своем выступлении Игорь Лазаревич повторил сказанное на одном из совещаний заместителем председателя Госстроя РФ Л.Н. Чернышовым: «Каждый год мы должны перекладывать до 10 % подземных трубопроводов, а на самом деле перекладываем 1-2 %. Это привело к их физическому износу до 70 %. Именно по этой причине специалисты и политики, в том числе и Президент, говорят о возможности коммунальной катастрофы в ближайшие годы». Выход, безусловно, есть — это переход на применение труб с пенополиуретановой изоляцией.
Кандидат технических наук Е.М. Желваков рассказал о строительных теплоизоляционных системах с применением пенополиуретана и нового высокоэффективного тонкослойного наружного огнестойкого покрытия. Чрезвычайно низкая температуропроводность огнезащитного покрытия достигается в этой системе благодаря ряду его специальных свойств, таких, например, как способность отводить значительную часть тепловой энергии при огневом воздействии в окружающую среду за счет постепенного испарения кристаллогидратной влаги. Огнезащитная система состоит из двух составов с жизнестойкостью при смешивании 6-12 часов и плотностью после отверждения 250-400 кг/куб. м. Поскольку огнезащитное покрытие имеет незначительную толщину и массу, появляется возможность отказаться от армирующей сетки. При этом теплозащитное покрытие может создаваться как «мокрым» методом — напылением одной и той же установкой последовательно слоя ППУ и переходного адгезионного слоя, а затем нанесением огнезащитного покрытия, так и «сухим» методом — механическим креплением двухслойных плит с индустриальным огнезащитным покрытием. Предварительные испытания эффективности огнезащитного материала по методике ГОСТ 30244-94 показали, что двухслойный материал относится к группе горючести Г1 и при этом отсутствует распространение пламени на поверхности.
Докладчики отмечали оживление конъюнктуры рынка полиуретанов, что объясняется ростом отраслей — потребителей (строительство, автомобилестроение, мебель) этого материала. В России доля потребления вспененных полиуретанов составляет 89,5 %, среди них доля эластичных пенополиуретанов — 57,5 %, жестких — 42,5 %. В настоящее время доля полиуретанов в общем производстве пластмасс в России составляет 4 %.
Устроители международной конференции в заключительных выступлениях отметили, что легкость, достаточная прочность, малая теплопроводность заметно выделяют полимерные теплоизоляционные материалы среди остальных теплоизоляционных материалов. Их применение в строительных конструкциях позволяет повысить степень индустриализации, значительно уменьшить вес здания, улучшить качество работ и снизить стоимость зданий и сооружений. Полимерные теплоизоляционные материалы представляют значительный интерес не только для строителей, но и для архитекторов. Их применение в строительных конструкциях позволяет придать сооружениям новые, современные формы, значительно улучшить общий вид зданий.
В последние годы значительно расширилась география применения пенополиуретана в строительстве: от Сахалина до Смоленска. В климатических условиях нашей страны применение вспененных пенопластов, как отмечалось на конференции, является существенным подспорьем решения задач по энергосбережению.
Автор: Л.Евсеев, председатель комиссии по энергосбережению и содействию жилищно-коммунальной реформе, участник конференции