Kontroverzna termoizolacija! Prednosti i mane poliuretanske pene u spreju

Poliuretanska pena u spreju je plastična pena u tečnom stanju za termoizolaciju koja prilikom nanošenja ekspandira (širi se) nekoliko puta u odnosu na svoju početnu zapreminu. Osobine PU-pene (PUR pene) mogu se prilagoditi tako da zadovoljavaju različite potrebe kod različitih aplikacija. Na primer, isti osnovni sirovi materijal može postati krajnji proizvod koji je mekan ili polutvrd, ali od njega se može napraviti i pena velike gustine pogodna za termoizolaciju krovnih sistema otpornih na saobraćaj (kod ravnog krova) ili vodu.

Za instalaciju PU-pene koristi se posebna oprema, a neophodna je obuka radnika koji će ovu vrstu termoizolacije postavljati na licu mesta. Ovo je naročito važno zato što se ne kupuje gotov proizvod kao što su ploče od mineralne vune ili EPS-a (EPS - ekspandirani polistiren poznat kao "stiropor", tj. Styropor po imenu brenda kompanije BASF) već termoizolacija nastaje na licu mesta.

Brojne prednosti lako je predstaviti tržištu, a mogućnosti aplikacija učiniće da proizvodom jednog tipa ispunite različite zahteve klijenata:

• termoizolacija zidova, temelja i krova
• postavljanje prohodnog krova
• uređenje potkrovnog prostora
• ukrućenje konstrukcije
• regulacija vode i vlage
• energetska optimizacija omotača objekta
• primena na javnim, stambenim i poslovnim zgradama...

Ističe se naročito uloga termoizolacije od PU-pene za regulaciju vlage u objektu, zaptivanje prostora, i naravno, predstavlja izuzetnu termoizolaciju sa visokim faktorom termičke konduktivnosti. Kada se primeni u sistemu krova PU-pena eliminiše termičke mostove (nekada poznati i kao "hladni mostovi"), popunjava rupe u krovnoj konstrukciji, ali i oko otvora za dimnjak, ventilaciju ili oko krovnih prozora, i time produžava životni vek krova. PU-pena će, uz zaštitu dodatnim premazima i redovne popravke oštećenih mesta činiti da vaš krov traje 10 do 15 godina.

Zbog navedenih osobina PU-pena koristi se za različite namene. Navodimo neke od njih ali se ovde spisak ne završava:

• krovni sistemi
• vazdušne barijere
• termoizolacija zidova, tavanica, potkrovlja i podruma u zgradama svih tipova
• industrijska izolacija za cevi, rezervoare, hladnjače, zamrzivače, hale za rashlađivanje i sve klimatizovane objekte
• druge aplikacije kao što je termoizolacija brodova i čamaca, ili učvršćivanje krila nekih tipova aviona.

Osobine i prednosti PU-pene u spreju

Alijansa za PU-penu (SPFA - Spray Polyurethane Foam Alliance) SAD-a ističe da je PU-pena u spreju ekološki materijal koji ne sadrži formaldehid ili hemikalije koje negativno utiču na ozonski omotač. Pri tom štedi energiju i smanjuje korišćenje fosilnih goriva čime utiče na smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte. Takođe, utiče na visok kvalitet unutrašnjeg vazduha, zahteva manje energije za proizvodnju od svih drugih rasprostranjenih tipova izolacije, štedi energiju i prilikom transporta i instalacije. Ona tokom vremena zadržava svoje karakteristike, ostavlja manje otpada i u jednom proizvodu (zavisno od formule i zahteva projekta) može preuzeti ulogu 3-4 različita proizvoda: izolacije, vazdušne barijere, zaptivača, suzbija vlagu i služi kao barijera za vodu.

PU-pena na nekoliko načina utiče na smanjenje potrošnje energije:

• visoka R (jednica za termičku otpornost koja se koristi u SAD umesto evropske U vrednosti za termičku konduktivnost) vrednost po inču: sa otvorenim
  ćelijama (open-cell) R-3,5/inč, sa zatvorenim ćelijama (closed-cell), R-6/inč
• eliminiše prodore vazduha
• pomaže kontrolu vlage i kondenzacije
• smanjuje prenos temperature konvekcijom u zidovima i na tavanu
• eliminiše negativne uticaje vetra koji "odnosi" temperaturu (wind washing)
• efikasna je na niskim i visokim temperaturama
• obezbeđuje optimalnu sredinu u kojoj sistem ventilacije može da radi efikasnije.

Tu su i druge prednosti koje ističe SPFA:

• PU-pena sa zatvorenim ćelijama doprinosi ukrućenju konstrukcije cele zgrade i čini je otpornijom na pomeranja tla, vetrove i sl.
• smanjuje spoljašnju buku koja prodire kroz brojne pukotine u zgradu
• pena sa zatvorenim ćelijama može da služi i kao hidroizolacioni sloj.

Poliuretanska pena u spreju može se prefarbati, obložiti panelima ili gips-kartonskim pločama, prelepiti tapetama, itd. Svaka eventualna oštećenja lako se ispravljaju jednostavnim dopunjavanjem PU-pene na oštećeno mesto. Prilikom bilo kakvih intervencija PU-penu jednostavno možete iseći skalpelom, ona se ne truni i ne skuplja prašinu u svojoj unutrašnjosti, te se neće napraviti mnogo nereda ni ako je intervencija 20 godina posle postavljanja.

Potencijalne mane i nedostaci

Hemikalije u poliuretanskoj peni u spreju: Kako se nešto tako toksično može smatrati zelenim?

Poliuretanska pena u spreju – SPF (spray polyurethane foam) se široko promoviše kao zeleni građevinski materijal zbog svojih sposobnosti za unapređenje energetske efikasnosti. Ona izoluje mnogo bolje po centimetru od fiberglasa ili celuloze, što može doneti velike energetske uštede za grejanje i hlađenje. Međutim, energetska efikasnost nije jedina bitna stvar kada je reč o održivoj izgradnji. Bliži pogled na hemijski sastav poliuretanske pene u spreju otkriva niz supstanci za koje se zna da su opasne.

Poliuretanska pena u spreju se sastoji od dve tečne hemijske komponente, koje se nazivaju "Strana A" i "Strana B", a koje se mešaju na mestu postavke. Strana A se uglavnom sastoji od izocijanata, dok strana B obično sadrži poliol, hemikalije za usporavanje širenja plamena (flame retardants) i amino katalizatore. Ove hemikalije stvaraju opasna isparenja tokom primene, zbog čega majstori koji rukuju sa njom i okolni radnici treba da nose zaštitnu opremu tokom ovog procesa. Jednom kada se pena u potpunosti proširi i osuši, proizvođači kažu da je ona inertna. Ali, ako hemikalije nisu na pravilan način izmešane, može se desiti da one ne reaguju u potpunosti i da ostanu toksične.

Rizici koji se dovode u vezu sa izocijanatima strane A su relativno dobro dokumentovani, ali rizici vezani sa hemikalijama na strani B su mnogo manje istraženiji. Dejvid Marlou (David Marlow) iz Centra za kontrolu bolesti (Centers for Disease Control) Sjedinjenih Američkih Država istraživao je štetna isparenja koje se dovode u vezu sa poliuretanskom penom u spreju još od 2010. godine. Ova terenska istraživanja sprovedena od strane Marloa imaju za cilj da utvrde stepen izloženosti svih hemijskih komponenti poliuretanske pene u spreju, pruže bolje razumevanje o vremenu sušenja i uspostavljanja bezbednog vremenskog okvira, kao i razvijanju inženjerskih kontroli kako bi se smanjio rizik od izloženosti.

Pored opasnosti koje se dovode u vezu sa postavkom, ove hemikalije mogu potencijalno ostati nereaktivne u obliku prašine ili strugotina. Agencija za zaštitu životne sredine Sjedinjenih Američkih Država (Environmental Protection Agency) upozorava: "Sečenje ili skraćivanje pene po stvrdnjavanju (faza površinskog otvrdnjavanja) može da generiše prašinu koja može da sadrži nereaktivne izocianate i druge hemikalije." Ovo je takođe razlog za zabrinutost u procesu uklanjanja pene.

Izocijanati

Izocijanati, kao što su metilen difenil diizocijanat (DMI – methylene diphenyl diisocyanate), nalaze se na "Strani A" miksa poliuretanske pene u spreju. Izocijanati se takođe nalaze u bojama, lakovima i drugim vrstama pena. Oni su poznat uzročnik astme. Prema rečima dr Ju-Čina T. Huanga, profesora na Medicinskom fakultetu univerziteta Djuk, izocijanat-indukovana astma je slična drugim tipovima astme, ali umesto da bude izazvana vežbom, ona je izazvana izloženošću. Kada osoba postane osetljiva, ponovno izlaganje može izazvati intenzivne napade astme. Prema Centru za kontrolu bolesti, direktan kontakt kože sa izocijanatima takođe može da izazove osip.

Amino katalizatori

Amino katalizatori su jedna od hemikalija na strani B koje Centar za kontrolu bolesti istražuje u pokušaju da razumeju nivoe izlaganja tokom postavke termoizolacije. "Amino katalizatori u poliuretanskoj peni u spreju mogu biti iritanti koji mogu prouzrokovati zamućeni vid", kaže se u njihovom saopštenju. Prema izveštaju koji je objavila Komisija za bezbednost potrošačkih proizvoda SAD-a (Consumer Product Safety Commission), amino katalizatori takođe mogu da iritiraju oči pri niskim koncentracijama, i ako se unesu u organizam oni "mogu da dovedu do ozbiljnih iritacija, ulceracija, ili opekotina na ustima, grlu, jednjaku i gastrointestinalnom traktu".

Polioli

Polioli, koji se takođe nalaze na strani B, su alkoholi koji služe kao katalizatori. Polioli su obično od adipinske kiseline i etilen glikola ili propilen oksida. Neki polioli se prave od soje, ali prema Pharos Project-u, organizaciji koja se zalaže za transparentnost građevinskog materijala, materijali na bazi soje čine samo oko 10 odsto od konačne izolacije.

Etilen glikol, hemikalija koja se koristi za proizvodnju poliola za neke poliuretanske pene u spreju, može u slučaju akutnog izlaganja (kao što je gutanje) izazvati povraćanje, konvulzije i uticati na centralni nervni sistem. Prema Agenciji za zaštitu životne sredine, izlaganje inhalacijom može izazvati iritaciju respiratornog sistema, dok su studije na životinjama pokazale i mogućnost otkazivanja bubrega.

Hemikalije za usporavanje širenja plamena

Hemikalije za usporavanje širenja plamena se dodaju na strani B kako bi termoizolacija prošla testove nezapaljivosti koje građevinski propisi zahtevaju. Glavna vatrootporna sredstva koja se koriste kod poliuretanske pene u spreju su heksabromociklododekani (HBCD ili HBCDD) i tris (1-hloro-2-propil) fosfat (TCPP). Prema Centru za kontrolu bolesti "vatrootporna sredstva, kao što su halogenovana jedinjenja, su uporne bio-akumulacione i toksične hemikalije". Bioakumulacija znači da se hemikalije sakupljaju u telu brže nego što se one mogu izbaciti, tako da tu postoje rizici od hroničnog trovanja, čak i ako je nivo izloženosti nizak. Hemikalije se takođe sakupljaju u ekosistemu, gde na kraju ulaze u lanac ishrane.

Istraživanje kompanije Vytenis Babrauskas kaže da se vatrootporna sredstva, koja se primarno koriste kod termoizolacionih materijala, mogu naći u povećanim nivoima u kućnoj prašini, ljudskim telesnim tečnostima i u okruženju. Ovo istraživanje takođe navodi nekoliko drugih studija koje dokazuju da su ove hemikalije usko povezane sa endokrinim poremećajima i da su potencijalno kancerogene.

Hemikalije pod znakom pitanja

Marlou je za potrebe interne studije u Centru za kontrolu bolesti opisao komponente strane B kao "hemijski znak pitanja". Takođe, on tu navodi potrebu za dodatnim istraživanjima i sakupljanja uzoraka na terenu. Pored ovih hemikalija koje su navedene gore, u poliuretanskoj peni u spreju mogu se naći i druge hemikalije koje nisu navedene u deklaraciji o proizvodu, i zaštićene su poslovne tajne. Ovo je posebno problematično za zabrinute vlasnike nekretnina koji već imaju zdravstvenih problema.

Rizici od požara

Postoje dva glavna rizika od požara povezanih sa poliuretanskom penom u spreju. Prvo, tu su problemi vezani sa sagorevanjem pene u slučaju požara u kući. Drugo, postoji šansa da će nepravilna postavka izolacija generisati dovoljno toplote da izazove požar.

Skoro svaka poliuretanska pena u spreju sadrži hemikalije za usporavanje širenja plamena, iz jednostavnog razloga jer je netretirana pena požarni akcelerant. Nacionalno udruženje vatrogasaca SAD-a se bavi ovim pitanjem u izveštaju pod nazivom "Prevazilaženje prepreka: Protivpožarna bezbednost i zelene zgrade" (Bridging the Gap: Fire Safety and Green Buildings), i apeluje graditelje da se pridržavaju protivpožarnih normativa zbog zapaljivih svojstava poliuretanske pene:

"Većina termoizolacionih proizvoda u peni koji su prisutni na tržištu su ili poliuretanske ili ekspandirane polistirenske pene, a obe se prave od naftnih derivata. Netretirani i izložni povišenim temperaturama ili plamenu, ovi proizvodi će snažno goreti, proizvoditi obilne količine dima i širiti požar na druge zapaljive materijale. Njihove karakteristike zahtevaju da oni budu proizvedeni sa hemikalijama za usporavanje širenje plamena, sa protivpožarnom barijerom, ili sa oba."

Kada se poliuretanska pena zapali, ona oslobađa veliki broj opasnih hemikalija. Sigurnosne smernice objavljene od strane kompanije Bayer Material Science, koja proizvodi poliuretansku penu u spreju, upozoravaju da zapaljena PU pena može da oslobodi "izocianate, ugljen-monoksid, ugljen-dioksid, okside azota, kao i vodonik-cijanid, između ostalih jedinjenja". Kontakt sa dimom može da izazove gušenje, astmu i druge dugoročne zdravstvene probleme.

Korišćenje hemikalija za suzbijanje požara u proizvodnji poliuretanske pene u spreju predstavlja paradoks. S jedne strane, dodavanje ovih hemikalija doprinosi toksičnosti samog proizvoda. Ipak, s druge strane, neobrađena PU pena vrlo lako gori i razulturajući požari mogu biti katastrofalni.

Nepravilna postavka može dovesti do požara

Drugi rizik od požara nastaje od strane same pene. Hemijske reakcije koje se javljaju tokom postavke poliuretanske pene stvaraju toplotu u egzotermnoj reakciji. Sigurnosne smernice kompanije Bayer navode da ako se pena primenjuje suviše gusto, ili ako se slojevi pene nanose prerano jedan na drugi, "PU pena može da tinja ili da se zapali". Iako su ovi slučajevi retki, ipak se dešavaju, te se zato mora obratiti posebna pažnja prilikom postavljanja.

Zelene alternative

Izolacija je ključni deo "zelenih" zgrada, jer je ona od suštinskog značaja za smanjenje energetske potrošnje objekta. Ona služi kako neposrednom vlasniku snižavanjem troškova energije, tako i većem ekološkom cilju smanjenjem emisija gasova. Poliuretanska pena u spreju se pokazala kao jedan od najefikasnijih izolatora na zapadnom tržištu, i redovno se koristi u objektima gde se želi postići veća energetska efikasnost.

Ipak, sve veći broj graditelja prihvata druge opcije za izolaciju, odustajući na taj način od navodno najefikasnije poliuretanske pene u spreju. Teri Pirson Kertis (Terry Pierson Curtis), građevinski konsultant, ne preporučuje poliuretanske pene svojim klijentima. Kertisova ima 20 godina iskustva i testira oko 100 kuća godišnje. "Dugoročno posmatrano, ja ne mislim da zaista znamo koji su efekti boravka u kući izolovanoj sa PU penom."

Kertisova ne sumnja da su proizvođači PU pene temeljno testirali svoje proizvode u laboratoriji. Ona je rekla da je pravi problem postavka proizvoda u nekontrolisanom okruženju, ili drugim rečima, pravim domovima. Ona procenjuje da se u pet odsto postavke izolacije javljaju problemi.

Passive House institut SAD-a (Passive House Institute U.S.), organizacija koja je posvećena arhitekturi koja zahteva minimalno korišćenje energije, slaže se sa Kertisovom. Organizacija smatra da je poliuretanska pena u spreju nepodesna za zelene zgrade.

Ako nešto krene naopako, PU penu je veoma teško ukloniti jer ona tako dobro prijanja na podlogu i zidove. "Njeno uklanjanje je podjednako opasno kao što je i postavka", kaže Kertisova, posebno zato što prašina može da sadrži nereaktivne toksine.

Alternative

Umesto poliuretanske pene, Kertisova preporučuje izolaciju od pamuka i teksasa, koja se obično pravi od industrijskih otpadaka. Druga opcija je izolacija od celuloze, koja dolazi u rolanama, slobodnoj formi, pa čak i kao sprej. Iako ona ima manju U vrednost od PU pene u spreju, što znači da izoluje manje efikasno, celuloza je napravljena od recikliranog papira i drugih zelenih vlakana. Izolacija od pamuka i celuloze se obično tretira sa hemikalijama za usporavanje širenja plamena na bazi borata, koje se ne smatraju štetnim po ljude kao halogene hemikalije za usporavanje širenja plamena.

Devin O’Brajen (Devin O’Brien), vlasnik kompanije Brooklyn Insulation & Soundproofing, koristi izolaciju i od teksasa i celuloze. O’Brajen preporučuje izolaciju od celuloze jer je najbezbednija za postavku i dobar je izbor za ljude koji žele da smanje toksine u svom domu. "Sve je bolje od poluretanske pene u spreju", kaže O’Brajen. "To je proizvod na bazi nafte koji nije održiv."

O’Brajen kaže da i dalje postoje neki poslovi gde je poliuretanska pena u spreju najbolja opcija. On se nada da će bio-pena jednog dana biti razvijena. "To bi bilo od velikog značaja, i ja mislim da je to budućnost ove industrije."

Za neke projekte, mineralna vuna može biti dobra opcija. Mineralna vuna je jedna od najstarijih izolacionih materijala i može biti napravljena sa do 90 odsto recikliranog sadržaja. Glavna zdravstvena zabrinutost jeste formaldehid koji se koristi kao vezivo u procesu proizvodnje. Međutim, većina testiranja pokazuje da se formaldehid ne zadržava u finalnom proizvodu.

Noviji proizvodi koji se nanose u spreju jeste fiberglas. Aleks Vilson (Alex Wilson), urednik internet portala BuildingGreen (EBN) je nedavno pisao o svom iskustvu sa izolacijom ove vrste koja se zove Spider, kompanije John Mansville, a koja ne zahteva upotrebu hemikalija za suzbijanje požara i može da se koristi u nekim projektima gde je primena celuloze u spreju otežana. Vezivo u ovom fibreglas proizvodu je takođe ekološko.

Kompromisi

Kako stvari stoje, postoje kompromisi sa svakim tipom izolacije dostupne na tržištu i ne postoji jedna izolacija koja rešava sve probleme. Za mnoge zgrade, izbor alternative poliuretanskoj peni znači odustajanje bilo od nešto prostora ili od U vrednosti, kao i korišćenje materijala koji ne obavljaju suštinsku funkciju izolacije. Sa tačke gledišta energetske uštede, postoji nekoliko proizvoda koji izoluju podjednako efikasno i zapečaćuju tako dobro kao PU pena u spreju. Možda će biti potrebno više prostora da bi se dobila ista izolaciona vrednost sa drugim proizvodima, ali kvalitet vazduha i reciklaža su pitanja koja moraju biti razmotrena u zelenoj gradnji pored energetske uštede.

Zdravstveni troškovi tih energetskih ušteda mogu biti previsoki za mnoge. Uprkos insistiranju industrije da je poliuretanska pena u spreju inertna i da nema negativne uticaje na zdravlje, postoje dokazi da su neki ljudi povređeni kontinuiranom izloženosti poliuteranskoj peni.

Dugoročni uticaj bilo koje izolacije koju odaberete moraju biti uzeti u obzir. Nijedna zgrada ne stoji zauvek. Bez obzira na vrstu izolacije koja se koristi, objekti će biti srušeni, spaljeni, rekonstruisani i ta izolacija će uticati na ljude koji žive i rade u njima i u budućnosti.

Postoji snažan pokret u zelenoj gradnji da se građevinarstvo oslobodi materijala napravljenih od fosilnih goriva i otrovnih hemikalija. Postoji jednako snažna povratna reakcija hemijske industrije koja tvrdi da su njihovi proizvodi bezbedni, efikasni i važno sredstvo u naporima za smanjenje potrošnje energije. Ostaje da se vidi ko je u pravu, a do tada, birajte izolaciju koja ima najmanje moguće štetnih materija, a najveću termo-izolacionu vrednost.