発泡体および発泡体の断熱材

液体フォーム

成形発泡ポリスチレン(MEPS)フォームボード

押出発泡ポリスチレン(XEPS)発泡ボード

ポリウレタンおよびポリイソシアヌレート

発泡断熱材の一般的な用途

潜在的な水分の問題

昆虫の問題

防火

多くの発泡断熱製品は、ガラス繊維、セルロースなどの他のタイプの断熱材よりも高価ですが、空間的な制約があるか、非常に高いR値が望ましい建物でよく使用されます。発泡断熱性R値は、厚さ2.54cm(1インチ)あたりR-4からR-8の範囲であり、同じ厚さの他の絶縁材の2〜3倍です。また、慎重に設置されている場合、発泡断熱材は他の種類の断熱材よりも効果的に空気の浸入を制御します。

発泡体の初期密度、使用される発泡ガス(CFC、HCFC、CO2、空気、またはその他のガスの数)、発泡断熱材の取り扱い方法チップがR-値に悪影響を及ぼす)、使用される面(もしあれば)の種類、およびフォームが設​​置される条件。

発泡断熱材は、成形発泡ポリスチレン(MEPS)、押出発泡ポリスチレン(XEPS)またはポリウレタン、ポリイソシアヌレートまたは関連する化学混合物の3つの材料の1つで製造されることが多い。いくつかは液体として設置され、他のタイプは工場製のパネルまたは「フォームボード」として提供されます。以下の情報は、発泡断熱材のこれらのすべての側面を詳しく説明します。

液体発泡断熱材は、小さな噴霧容器から液体として、または大量に圧力噴霧された(発泡した状態で)製品として適用することができる。化学的混合物が硬化するにつれて、両方のタイプが膨張し、硬化する。キャビティの形状にも適合し、キャビティを完全に充填して密封します。このタイプは新築でよく使用されます。

また、膨張して硬化する前に障害物を越えて流れるように設計された遅硬化性液体フォームもある。このタイプは、既存の建物の空壁空洞によく使用されます。また、容器から注がれる液体発泡材料もある。

どちらも一般にウレタンフォームです。ラテックスおよび有機系フォームも利用可能です。これらの代替品は、ウレタン系製品ほど高いR値を持たないことに注意してください。

MEPSは、コーヒーカップや出荷用材料などの多くの日用品に、または断熱材として大きなシートに成形できる独立気泡材料です。この材料は一般に「ビードボード」として知られており、厚さ(2.54cm)あたり約4のR値を有する。

ビードボードを製造するために、液体ペンタンを含む緩い非発泡ポリスチレンビーズを発泡剤と混合し、密閉容器に注ぐ。次いで、混合物を加熱してビーズを元のサイズの何倍にも膨張させる。次いで、ビーズを金型に注入し、より多くの熱および圧力下で膨張させて発泡体ブロックとし、必要に応じて成形する。

MEPSの物性は使用するビーズの種類によって異なりますが、ボードの密度は通常1ポンド/立方フィート(16.3キログラム/立方メートル)です。ビードボードは、用途に応じて様々な密度で製造されています。屋根材のためのビードボードは、損傷することなく歩行するのに十分な高密度でなければならない。壁断熱板は、同じ重量を保持する必要がないため、屋根板より数倍密度が低い。 R値は、1インチ(2.54cm)あたり3.8~4.4の範囲である。発泡ビーズの間の空間は水を吸収することができるので、断熱材を通る水の透過が使用者にとって問題を生じさせる場合には蒸気拡散抑制剤が必要である。

MEPS発泡体はまた、発泡体の小さなビーズとしても入手可能である。このタイプは、コンクリートブロックまたは他の中空壁の空洞のための注ぎ用断熱材としてよく使用されます。しかし、注ぎ込まれたビーズは非常に軽量であり、静電気を非常に簡単に吸収することに注意してください。彼らは制御が難しいと知られています。風が吹いていると、しばしばビーズが飛んできます。また、壁に穴が残っていれば、ビーズがほとんど空になるまで発泡ビーズが穴から落ち続ける。

押出発泡ポリスチレン(XEPS)は、MEPSに類似した独立気泡発泡断熱材です。それを作るために、ポリスチレンペレットを様々な化学物質と混合してそれらを液化させる。発泡剤が混合物に注入され、気泡が形成される。次いで、発泡性の厚い液体は、成形型を通して押し出される。冷却されると、パネルは必要に応じて切断される。発泡体の密度は、典型的には1.5ポンド/立方フィート(0.21キログラム/立方メートル)である。

XEPSはMEPSよりも高価であり、MEPSのようにR値は材料の密度に依存する。一般的に1インチあたり約R-5です。また、密度がより一貫しており、MEPSよりも圧縮強度が高く、屋根や壁パネル用に適しています。押出されたポリスチレンはまた、吸湿に対する優れた耐性を有する。

MEPSとXEPSは、構造絶縁パネル(SIP)と断熱コンクリートフォーム(ICF)の断熱材としてよく使用されています。

ポリウレタンおよびポリイソシアヌレートは、セル内に低導電性ガス(通常、HCFCまたはCFCガスの1つ)を含む独立気泡フォームです。ガスの高い耐熱性は、これらのフォームに1インチあたりR-7〜R-8のR値を与える。

どちらのタイプも液体スプレー、注ぎ泡、リジッドボードとして利用できます。彼らはまた、さまざまなフェーシングで積層パネルにすることができます。発泡ボードは、発泡ボードを設置するよりも通常安価であり、すべての表面に完全に成形されるので、より優れた性能を発揮します。ただし、スプレーフォームの設置には十分な経験がある請負業者を使用してください。

時間が経つにつれて、発泡体のR値は、ガスの一部が逃げるのに伴って低下し、空気がそれを置換する。この現象は熱ドリフトとして知られています。製造時には、最初のR値はおよそR-9 /インチです。このタイプの泡に関する実験データは、大部分の熱ドリフトが製造後の最初の2年以内に起こり、1インチあたり約R-7で安定するまでゆっくりと減少することを示している。フォームが損傷していない限り、それは変更されません。

これらのフォームパネル上の箔およびプラスチックの面は、セル構造からのガスの逃げを遅らせるのに役立つ。試験は、金属箔表面を有する硬質発泡体の安定化されたR値が10年後も変わらないことを示唆している。反射箔は、正しく取り付けられていれば、断熱アセンブリに約R-2を加える放射障壁(別のタイプの断熱材)としても機能することができます。箔面を有するパネルは、1インチ当たり7.1〜8.7のR値が安定している。

スプレーフォームとフォームボードは、屋根、壁、土台、入り口と頭上のガレージドア、パイプとタンク、地下のスラブ、またはスラブ・オン・グレードの床など、ほとんどすべてを断熱するために使用できます。壁と床のキャビティに散布または配置された発泡断熱材は、断熱性とある程度の防音性を提供します。

すべてのタイプの発泡断熱材を直射日光から保護してください。時間が経つと、太陽の紫外線がそれらを傷つける可能性があります。屋根の場合、これは一般に、タール、アクリル、シリコーンまたはゴム塗料などのコーティングを施すことによって行われます。あなたはまた、ゴムやプラスチックの膜やアスファルトと屋根のフェルトの層で泡をカバーすることができます。いくつかのコーティングの溶剤は特定のプラスチックを溶解するため、互換性のある製品を使用していることを確認してください。

コンクリートまたは石積みの壁に発泡断熱材を組み込むには、石積みブロックにゆるい泡ビーズを注入する方法、中空ブロックコアに液体泡を注入/注入する方法、硬質フォームインサートに対応するコンクリートブロックを製造する方法、ポリスチレンビーズを有する軽量コンクリートブロックコンクリート混合物中で、および鋳造現場壁内の硬質発泡断熱材として使用される。また、コンクリートの壁および土台のための恒久的な形態として役立つ連動する硬質フォームパネルおよびブロックもある。これらは一般に絶縁コンクリートフォーム(ICF)として知られています。

寒い季節には、暖かい室内空気が水蒸気を含んで壁の仕上げや断熱を逃し、より寒い壁の空洞の中で凝縮することがあります。暑い湿度の高い気候では、夏の湿気の多い屋外空気が冷たいまたは空調された壁の空洞の中で凝縮することと逆の方向に、同じことが起こり得る。これが十分に起こって水が逃げることができない場合は、木材の腐敗、カビなどの水分に関連する問題が発生する可能性があります。この理由から、建物コードでは、蒸気拡散リターダを壁空洞の最も暖かい側に設置する必要があります。

発泡ボードの断熱材は、通常、外装仕上げ材(すなわちサイディング、レンガ)と外壁のスタッドとの間に配置される。空気の浸入を防ぐため、硬質の断熱板をしっかりと締め付け、テープまたはコーキングで継ぎ目を密閉する必要があります。しかしながら、この実施は、泡ボードが第2の蒸気拡散抑制剤として働くことがあるので、寒い気候のいくつかのビルダーを心配する可能性がある。しかし、壁の組立に重大な欠陥がない限り(すなわち、家から壁への大量の制御されない空気の漏れがない限り)、凝縮はこれらの領域ではほとんど起こらないことが研究によって示されている。アセンブリが正しく構成されていれば、フォームボードの内面は、水蒸気が気体状態になるのを防ぐのに十分なほど暖かく保たれます。

ファンデーションを絶縁する場合、発泡ボードは簡単な昆虫トンネリングの可能性を提供しますが、発泡断熱材は実際の食品価値を提供しません。 Insect BurrowsはR値と断熱材の構造的完全性を低下させます。これらの理由から、いくつかの製造業者は発泡製品を殺虫剤、通常ホウ酸化合物で処理する。多くの建物の管轄区域では、建物周辺の土壌を殺虫剤で処理し、断熱板を数センチ幅に広げ、検査エリアとしての住宅の土台のまわりを全面的に維持することを義務づけています。

断熱材を必要とする下層壁のためのよりよい解決策は、より一般的に行われるように、外面ではなく地下壁の内部にフォームボードを設置することです。内装用途は、地面に住む昆虫がフォームボードをまったく見つけられないようにし、断熱が許されない検査エリアの必要性を排除します。しかし、ほとんどの管轄区域では、発泡ボード上に防火障壁を設置する必要があります。これにより余分なコストがかかりますが、この方法の熱的性能は、ほとんどの場合、ファンデーションの外部へのより一般的なフォームボードの適用より優れています。これは、内部アプリケーションに必要な追加コストを何度も返済できるエネルギーの1ドルの節約に相当します。また、地下室を生活空間に変換する予定の場合は、追加費用はほとんどありません。

発泡断熱材は比較的発火しにくいが、着火するとすぐに燃焼し、多くの有毒ガスを含む濃い黒色の煙を放出する。発泡断熱製品の燃焼特性は、燃焼温度、化学製剤、および利用可能な空気によって変化する。

上記の危険性のため、建設に使用される発泡体は防火障壁としての被覆を必要とする。半分の厚さ(1.27cm)の石膏ウォールボードは最も一般的な防火障壁の1つです。しかし、一部の建築基準では、特定の金属面の積層発泡製品に防火障壁を追加する必要はありません。あなたの地域で許可されているものに関する具体的な情報については、地元の建築規則/消防関係者、保険会社に確認してください。