Опыт Европы в области энергосбережения

Проблема энергосбережения в большей или меньшей степени актуальна для всех цивилизованных стран мира. Пути решения каждая страна ищет свои, но точек соприкосновения в процессе поиска немало. Путем анализа проблем энергетического обеспечения в четырех странах мира - Дании, Китае, Японии и Германии выявляются основные, общие и различные, направления в их энергосберегающей политике.

Требуемый уровень сохранения тепла может быть обеспечен только с помощью высокоэффективных теплоизоляционных материалов тепловой изоляции, в том числе пенопластов, из которых наибольшее развитие за рубежом получило производство и применение жестких пенополиуретанов и беспрессового экструзионного пенополистирола.

Общий объем применения в тепловой изоляции жестких пенопластов в строительстве (без учета пенопластов, наносимых методом плавления и вспенивания в полости конструкции), например, в США в 1984 г. составил 238,1 тыс. т, в 1986 г. – 250,8 тыс. т и в 1990 г. – 303,9 тыс. т. Благодаря уникальным свойствам производство жестких пенополиуретанов (ппу) развивалось высокими темпами и уже в 70-х годах они стали занимать ведущее место в структуре мирового производства материалов газонаполненных пластмасс для тепловой изоляции. В 1987 г. мировое производство жестких ппу достигло 1,236 млн. т. В настоящее время потребление жестких ппу для тепловой изоляции достигло 1,36 млн. т, в том числе их потребление в строительных конструкциях составляет 38,6%. Широкое применение за рубежом для использования в качестве тепловой изоляции находят напыляемые пенополиуретаны, в особенности для тепловой изоляции металлических нефтехранилищ, кровель, трубопроводов и др. Получаемые напылением ппу отличаются низкой теплопроводностью, минимальным водопоглощением, удовлетворительной адгезией к металлу и отсутствием коррозионного воздействия на строительные материалы. Тепловая изоляция в виде напыляемого пенополиуретана в конструкции может служить, одновременно, теплоизоляцией и защитой металла от коррозии. При этом упрощается устройство стыков в ограждениях из трехслойных панелей.

Из общего объема применения жестких пенополиуретанов в строительстве для тепловой изоляции за рубежом около 20-30% используется для напыления. Пенополистирол (ППС) занимает одно из ведущих мест среди газонаполненных пластмасс, используемых в строительстве в качестве материала тепловой изоляции. За рубежом он успешно конкурирует с другими теплоизоляционными материалами, уступая по объемам производства лишь пенополиуретанам.

Среди огромного количества синтетических полимерных материалов есть класс полимеров, хорошо знакомый не только специалистам, - пенополиуретаны. В обиходе эти материалы называют поролонами. К пенополиуретанам, вспененным полиуретанам, относят гетероцепные полимеры, содержащие значительное количество уретановых групп. Полиуретаны впервые получены О. Байером с сотрудниками в 1937 году.

Промышленное производство пенополиуретанов на основе сложных полиэфиров было организовано в Германии в 1944 году, а их аналогов на основе более дешевых простых полиэфиров - в США в 1957 году. К концу 80-х годов мировой объем производства пенополиуретанов превысил 3 млн. т в год. Одна из основных сфер использования ппу - теплоизоляция. Пенополиуретаны широко используются в быту: из них сделаны мягкая мебель, сиденья автомобилей, коврики, губки, полоски для утепления окон, детские игрушки. В промышленности эти полимеры применяют не только как амортизирующие и теплоизоляционные материалы, но и в качестве полиуретановых волокон, латексов, клеев. Некоторое сходство характерных функциональных групп пенополиуретанов с группами в макромолекулах, образующих ткани организма, позволяет считать их одними из наиболее перспективных материалов для медицины. В хирургической практике полиуретановые волокна применяют в виде шовных нитей и протезов сердечно-сосудистой системы. Пенополиуретаны представляют собой вспененные пластические материалы, в которых часть твердой фазы заменена на газ, обычно воздух, находящийся в полимере в виде многочисленных пузырьков-ячеек. В зависимости от относительной скорости молекулярного роста полимера и реакции газообразования на стадии вспенивания стенки ячеек оказываются прорванными или неразрушенными, что приводит к формированию полимеров соответственно с открыто- или закрыто-ячеистой структурой.

Как правило, эластичные пенополиуретаны обладают открыто-ячеистой, а жесткие - закрыто-ячеистой структурой. С геометрической точки зрения если пузырьки газа занимают объем меньше 76%, то они могут иметь сферическую форму. В противном случае пузырьки, вероятнее всего, искажены в квазисферические полиэдры - в основном пентагональные додекаэдры. Сам полимер распределен по стенкам пузырьков, которые фактически являются полиуретановыми мембранами. В открыто-ячеистых пенополиуретанах по крайней мере две мембраны из пентагонального додекаэдра прорваны, что улучшает гидро- и аэродинамические свойства этих материалов.

Тепловая изоляция (тепловой изолятор) предназначена для снижения величин теплового потока объекта. Защитно-покровная оболочка тепловой изоляции обеспечивает сохранность теплоизоляционного слоя в эксплуатационных условиях, защищая его от внешних факторов – атмосферных осадков, пульсирующих ветровых нагрузок и других воздействий. Выбор технического решения тепловой изоляции осуществляется с учетом конструктивных особенностей объекта, его ориентации в пространстве, внешних атмосферных воздействий, и, конечно, целевого назначения тепловой изоляции.

Промышленная тепловая изоляция является важным элементом конструкции изолируемых сооружений и оборудования, поскольку, обычно, выполняет не только свою традиционную роль – снижение потерь тепловой энергии в окружающую среду, но также, в большинстве случаев, обеспечивает соблюдение требуемых тепловых режимов конструкций оборудования и технологического режима, им реализуемого. Поэтому эффективность промышленной тепловой изоляции определяется не только ее высокими теплоизолирующими свойствами, но и стабильностью теплозащитных свойств теплоизоляционных конструкций в процессе эксплуатации.