Себестоимость плодоовощной продукции во многом определяется внедрением в системы хранения эффективных технологий энергосбережения, в том числе качественного утепления хранилищ, минимизирующего расходы на столь дорогостоящие в наше время энергоносители. Эффективность теплоизоляции овощехранилищ также непосредственно влияет на повышение конкурентоспоспособности и доступности плодоовощной продукции, способствует продлению сроков ее хранения и реализации, снижению естественной убыли. Развитие овощеводства как отрасли сельского хозяйства, определяется не только созданием новых сортов и гибридов, внедрением новых технологий выращивания, прогрессивных средств механизации, но и развитием инфраструктуры по хранению урожая. Снижение объемов производства овощной продукции в последние годы в значительной степени связано с неразвитостью систем хранения продукции и их невысоким качеством.

Овощехранилища нового поколения представляют собой комплексные сооружения, объединяющие в себе не только помещения с различной функциональной направленностью (помещения для сортировки, сушки, вспомогательные помещения для оборудования, техники, тары и т. д.), но и новейшие системы для поддержания микроклимата с программным управлением, современные инженерные коммуникации, прогрессивные средства механизации.

Современные овощехранилища должны обладать высоким уровнем надежности, эффективности и, в то же время, быть удобными в эксплуатации и обладать достаточной эстетичностью, вписываясь в схемы окружающей застройки. Стандартная комплектация стационарного овощехранилища включает в себя, как правило, не только само сооружение, но и его оснащение: опорные стены, вентиляционные каналы, увлажнители, охладители и вентиляторы. Однако даже наличие самых современных систем хранения не обеспечит сохранности продукции, да и само оборудование не сможет полноценно функционировать при отсутствии либо неправильной теплоизоляции помещений хранилища.

Поскольку одним из основных требований к зданиям для овощехранилищ является создание оптимального температурного режима для послеуборочной обработки и последующего хранения различных видов плодоовощной продукции, то утеплению таких хранилищ следует уделить особое внимание. Грамотно выполненная теплоизоляция овощехранилищ и холодильных камер для хранения плодоовощной продукции существенно сокращает расходы на отопление в зимнее время и поддержание требуемых температурных условий в летнюю жару. Использование пенополиуретана позволит сохранить урожай в течение длительного времени, обеспечив минимум теплопотерь. Не только определенные виды овощей, но и разные их сорта нуждаются в только им присущим условиях хранения, т. е. в конкретных значениях температурно-влажностных характеристик окружающего воздуха, а также состава газовой среды. Значение для сохранности овощной продукции такого основополагающего параметра, как температура легко проследить на примере картофеля. При содержании картофеля в условиях более высокой, чем требуется режимом хранения, температуры происходит активизация дыхательных процессов, усиливается испарение влаги, включаются ростовые процессы. Кроме потери товарных качеств, вкуса и питательных свойств, клубни при повышенных температурах легко инфицируются, поскольку жизнедеятельность вирусов, бактерий и грибков также активизируется. Как следствие, высокая убыль продукции. В не меньшей степени пагубно и влияние пониженных температур. Отрицательные температуры вызывают подмерзание клубней, что приводит не только к ухудшению его органолептических показателей, но и вызывает появление очагов гниения. Многочисленные исследования влияния температурного фактора на сохранность овощей и опыт их содержания в хранилищах позволили определить некий оптимальный диапазон температур, при которых обеспечивается максимальная лежкость плодоовощной продукции при сохранении свежести, вкусовых качеств и товарного вида в течение всего срока хранения. Для картофеля эти температуры находятся в пределах от 2 до 5 градусов С. Оптимальная влажность в картофелехранилищах варьируется в диапазоне 80-95%.

В зависимости от конструктивных особенностей овощехранилищ различаются и схемы их утепления.

Тип строения овощехранилища по отношению к отметке уровня земли (заглубленный, полузаглубленный, наземный) определяется еще на этапе инженерно-геологических изысканий местности. Проектирование осуществляется в соответствии с полученными данными, а также исходя из производственных потребностей, климатических условий и пожеланий заказчика. Возможность строительства заглубленных овощехранилищ обуславливается в первую очередь глубиной залегания грунтовых вод: при близком уровне грунтовых вод строительство таких хранилищ не представляется возможным. В случаях же, когда грунтовые воды находятся далеко от поверхности, строительство заглубленных овощехранилищ наиболее целесообразно, так как в них обеспечивается наиболее стабильный режим хранения, а теплоизоляция более эффективна за счет теплоизолирующих свойств самого грунта. Однако хранилища такого типа неудобны в эксплуатации.

Овощехранилища полузаглубленного типа заглублены в землю приблизительно на 1,5-2 м, наземная же их часть обвалована грунтом или дерниной на высоту около 2 м, что исключает необходимость использования дорогостоящих утепляющих материалов, поскольку основная часть уже утеплена землей. В хранилищах данного типа возможна работа погрузочно-разгрузочных машин, в отличие от заглубленных хранилищ. Тем не менее, несмотря на столь явные преимущества, возведение такого типа сооружений ограничено глубиной залегания грунтовых вод.

При близком к поверхности расположении грунтовых вод строят, как правило, наземные овощехранилища. К утеплению таких овощехранилищ следует подходить с особой ответственностью, так как только эффективная теплоизоляция способна обеспечить стабильный температурный режим в помещении наземного хранилища, который обеспечит уверенность в максимальной сохранности урожая, а, следовательно, в гарантированном доходе.

Особенно важно наличие качественной теплоизоляции для холодильных складов и морозильных камер, которые вне зависимости от внешних температурных условий должны поддерживать стабильно низкую температуру, определяемую заданным режимом хранения. Добиться этого возможно лишь при высоком термическом сопротивлении ограждающих конструкций, пола и потолка таких холодильных камер. Современные холодильные терминалы обеспечивают температуры хранения в самом широком диапазоне: от умеренно низких температур (-2… +4 градуса) до температур глубокой заморозки (-25 градусов).

Поддержание такого температурного режима стало возможным благодаря применению высокоэффективного теплоизоляционного материала нового поколения – пенополиуретана. Обладая низким коэффициентом теплопроводности, жесткий ППУ является незаменимым материалом для этой цели. А примером высокой надежности подобного способа термоизоляции холодильников может служить, например, стабильное функционирование утепленного жестким ППУ завода-холодильника в Лондоне, запущенного в эксплуатацию еще в 1969 году прошлого века.

Использование ППУ в качестве утеплителя овощехранилищ и холодильных камер возможно в двух вариантах: в составе сэндвич-панелей и непосредственно при напылении на внутреннюю поверхность утепляемого хранилища.

Применение ППУ распространено при самых различных инженерных решениях зданий овощехранилищ: как в обычных капитальных зданиях из кирпича, железобетона и т. д., так и в металлокаркасных сооружениях, а также в популярных сегодня арочных бескаркасных строениях.

Растущая востребованность именно этого способа утепления объясняется не только наиболее низкой, среди используемых в настоящее время теплоизоляционных материалов, теплопроводностью, но и высокой технологичностью, легкостью сборки (при использовании сэндвич-панелей), высокой скоростью распыления и отверждения (при применении технологии напыляемого ППУ). Использование сэндвич-панелей с наполнителем из пенополиуретана в строительстве быстровозводимых металлокаркасных сооружений позволяет помимо обеспечения высоких теплоизоляционных свойств такого здания, создавать конструкции любой степени сложности и самой разнообразной планировки. А применение технологии напыления не имеет аналогов по скорости ввода сооружения в эксплуатацию, сокращению трудо- и временных затрат, и, как следствие, быстрой окупаемости таких хранилищ. Использование в качестве утепления пенополиуретановой пены не только способствует поддержанию температурных условий хранения, но и в значительной мере способствует повышению устойчивости и прочности несущих конструкций, что повышает долговечность всего здания. Благодаря антикоррозионным свойствам ППУ и его биологической инертности, ни деревянные, ни металлические элементы конструкций хранилищ не подвергаются разрушению и порче. В настоящее время разработаны виды пенополиуретана с самыми разнообразными свойствами, позволяющими с максимальным эффектом применять их в самых различных сферах и при самых различных условиях эксплуатации. Единственным существенным недостатком, тормозящим его применение, является сезонность выполнения работ, так как наносится он обычно при плюсовых температурах окружающего воздуха. Однако новейшие наработки в этой области позволили создать пенополиуретановые материалы, которые возможно наносить даже при температурах ниже 0 градусов, что дает возможность производить работы круглогодично и практически в любых регионах России. В США и странах Европы овощехранилища, утепленные напыляемым ППУ, уже давно и успешно применяются.

В выборе материала для утепления овощехранилищ не последнюю роль играют экономические соображения. Сельхозпроизводителям невыгодно использование дорогостоящих материалов для утепления, существенно повышающим стоимость всего строительства. Этим можно объяснить использование некоторых устаревших материалов и технологий, к которым можно отнести утепление минеральной ватой. Теплоизоляционные свойства этого материала достаточно велики, экологичность и пожаробезопасность этого материала также общеизвестны. Однако сиюминутный эффект использования этого материала не сможет скомпенсировать будущих потерь, вызванных высокой гигроскопичностью минваты, приводящей к полной утрате ею теплоизолирующих свойств при малейшем увлажнении. Перспектива полной замены утеплителя всего через пять лет эксплуатации (в лучшем случае) заставляет отдавать предпочтение более надежным и долговечным материалам.

Использование плит или рулонных утеплителей на основе минеральной ваты или пенополистирола, помимо сложности самого монтажа, в большинстве случаев требует применения крепежных элементов, а это дополнительные технологические отверстия, служащие проводниками холода и, вдобавок, ослабляющие конструкцию.

Кроме необходимости в устройстве пароизоляционного слоя, почти неизбежными станут проблемы с образованием на гофрированной поверхности металлопрофиля конденсата, что приведет к нежелательному увлажнению хранящейся продукции.

Слой напыляемого ППУ образует сплошное однородное покрытие, служащее отличным тепло- и пароизолятором и являющееся практически идеальной защитой от коррозии. Выигрышность данной технологии заключается, таким образом, и в отсутствии необходимости монтажа дополнительного пароизоляционного слоя, установки ветровлагозащиты, что было бы сопряжено с лишними расходами, а также в полной герметизации конструкции, не оставляющей холоду и осадкам ни малейшей лазейки.

При напылении пенополиуретана не только обеспечиваются требуемые температурно-влажностные характеристики в помещении хранилища без установки паро- и ветровлагозащитного слоев, но и отсутствует необходимость в создании вентилируемого пространства между утеплителем и обшивкой. Отсутствие крепежа, обусловленное высочайшими адгезионными свойствами ППУ, ветро- и пароизоляции, служат еще одним свидетельством экономической целесообразности данного способа утепления овощехранилищ, не требующего лишних затрат на строительные материалы и стоимость монтажа ветро- и пароизоляции.

При необходимости создания внутри помещения более высоких температурных параметров (выше 18 градусов С) при высокой влажности (более 50%) рекомендуется устройство пароизоляционного слоя, располагая его внутри помещения в направлении движения паров. Как правило, температурные параметры, определяемые условиями хранения овощных культур, лежат гораздо ниже данного предела, так что в устройстве пароизоляции овощехранилищ при использовании утепления пенополиуретаном необходимости обычно не возникает.

При применении же в качестве теплоизоляторов плит из минеральной ваты или пенополистирола устройство пароизоляционной и ветрозащитной мембран, как мы уже отмечали, является обязательным условием правильного утепления. При этом также необходимо обеспечить наличие вентилируемого свободного пространства между металлической обшивкой и ветровлагозащитной пленкой. Следует отметить достаточную трудоемкость и кропотливость работ по установке пароизоляции, что сказывается, естественно, и на ее стоимости. Крепление пароизоляции не должно оставлять неприкрытых стыков и других неизолированных участков. Все щели и зазоры должны проклеиваться с помощью алюминиевого скотча.

К строительным теплоизоляционным материалам, использующимся при возведении овощехранилищ, ввиду особых условий, создаваемых при хранении, предъявляются специфические требования. Помимо высоких теплоизоляционных качеств, которыми вполне могут похвастаться и такие традиционно применяющиеся утеплители как пенополистирол и минеральная вата, утеплитель для овощехранилищ должен обладать повышенной влагостойкостью, что обусловлено высокой влажностью, требуемой для содержания большинства овощных культур. Как мы уже отмечали, базальтовая вата этому требованию не удовлетворяет. Пенополиуретановые же теплоизоляционные материалы, обладая почти абсолютной влагостойкостью, могут служить помимо утепляющего слоя также превосходным гидроизолятором. Благодаря особой структуре образующегося покрытия, состоящего из множества мельчайших пор (92-98%) диаметром 0,2-1,0 мм, заполненных различными газами с более низкой теплопроводностью, чем у воздуха, ППУ имеет исключительно низкую теплопроводность при малом весе и высокой прочности.

Теплоизолирующие свойства пенополиуретана намного выше, чем других, использующихся в настоящее время утеплителей, таких как минеральная вата, керамзит, пенопласт (пенополистирол), пробковые плиты, пенобетон и др.

Физические и эксплуатационные свойства наиболее распространенных при утеплении овощехранилищ теплоизоляционных материалов:

Материал конструкций

Пенополиуретан обладает поистине уникальными свойствами, что делает его применение в утеплении зданий производственного и складского назначения, в том числе и овощехранилищ, наиболее целесообразным и предпочтительным. К преимуществам ППУ относятся:

• экологическая безопасность и полное соответствие всем существующим санитарно-гигиеническим нормативам, отсутствие в составе токсичных соединений;
• малый вес, благодаря которому снижаются нагрузки на основание и фундамент. Низкая плотность - от 28 до 160 кг/м3;
• самый низкий коэффициент теплопроводности (0,02 - 0,028 Вт/М*К);
• сплошность покрытия без швов и примыканий, исключающая образование мостиков холода;
• высокая ремонтопригодность, не требующая прекращения эксплуатации хранилища на этот период;
• сжатые сроки проведения теплоизоляционных работ;
• высокая степень сцепления практически с любыми видами стройматериалов: деревом, стеклом, металлом, бетоном, кирпичом, окрашенными поверхностями и др.;
• минимальное влагопоглощение (уровень влагопоглощения при относительной влажности воздуха 98% составляет всего 0,04% в сутки);
• инертность к кислотным и щелочным средам, что позволяет использовать любые средства дезинфекции, а также применять любой состав газовой среды, требуемый по условиям хранения;
• высокая прочность;
• устойчивость к воздействию микроорганизмов, что дает возможность даже в условиях повышенной влажности овощехранилища, не поражаться грибковыми заболеваниями и не разрушаться под воздействием плесени;
• устойчивость к температурным перепадам;
• неподверженность влиянию погодных факторов, в отличие от других утеплителей, что позволяет использовать утепление методом напыляемого ППУ как в районах Крайнего Севера, так и во влажных приморских регионах;
• высокая износостойкость и надежность покрытия, обеспечивающая длительную эксплуатацию без ремонта;
• пожаробезопасность. ППУ не поддерживает горение (класс горючести Г2);
• отсутствие необходимости в крепежных элементах;
• шумопоглощающие свойства;
• возможность нанесения на конструкции любой конфигурации и с любым углом наклона поверхности, в том числе на полы и потолки.

При утеплении бескаркасных ангаров-овощехранилищ достаточно востребован также такой способ теплоизоляции как утепление минеральной ватой по схеме: Пароизоляция+ МинВата (50 мм)+Пенофол. Очевидно, что это достаточно трудоемкий, затратный и ненадежный способ теплоизоляции, ведь даже малейшее нарушение целостности внутреннего слоя утепляющего «пирога» приведет к увлажнению утеплителя. Дальнейшие же последствия ждать себя не заставят.

Более надежным способом утепления, используемым при теплоизоляции бескаркасных ангаров, предназначенных для хранения с/х продукции, является утепление типа «сэндвич», представляющее собой фактически двойной ангар, между обшивками которого прокладывается утеплитель из минваты или пенополистирола. Однако и в этом случае в качестве промежуточного слоя лучше использовать пенополиуретан, так как, благодаря высокой адгезии к обшивкам, он обеспечит максимальное усиление конструкции и более высокие теплоизоляционные качества.

Стоимость такого ангара соответственно почти в два раза выше, чем однослойного с напылением ППУ на внутреннюю его поверхность.

Наша компания специализируется на технологии напыления пенополиуретана Пеноглас (Реnoglas), обладающего рядом неоспоримых преимуществ перед иными системами утепления и используемыми для этого материалами. Пенополиуретан поистине удивительный материал: варьируя соотношением полиизоцианата и полиола в его составе, видом и количеством различных наполнителей можно получать материал с заранее заданными свойствами, наиболее полно отвечающий условиям эксплуатации и своему основному предназначению – теплоизоляции. За счет изменения рецептуры и режимов переработки сырьевых компонентов создано все то многообразие видов и марок пенополиуретанов (более 100), включающих в себя как мягкие эластичные полимеры, так и жесткие и твердые материалы, разнящиеся по своим физико-механическим параметрам, плотности и химическим свойствам. Свойство напыляемого ППУ повторять контуры поверхности нанесения с образованием монолитного, прочно сцепленного с конструкцией слоя теплоизолятора, является особенно значимым при утеплении арочных ангаров, как каркасных, так и бескаркасных. Никакие особенности геометрических форм или криволинейность поверхности не смогут послужить препятствием в применении данного утеплителя, причем эффективность утепления будет гарантирована в любом случае. Технология Реnoglas позволит решить не только проблему утепления овощехранилища, но и такие сопутствующие проблемы как, например, антикоррозионная и акустическая изоляция, гидро- ветро- и парозащита.

Среди всех теплоизоляционных материалов ППУ Реnoglas является лидером по своим термоизолирующим качествам, коэффициент его теплопроводности составляет всего 0,020 Вт/(м.град.С). В зависимости от предназначения ангара, вида овощей, которые в нем предполагается хранить, слой напыляемого покрытия может варьироваться в пределах 3-6 см. При реконструкции старых хранилищ, часто возникает необходимость в усилении обветшавших конструкций. И в этом случае альтернативы ППУ Пеноглас просто нет. Дополнительное усиление обеспечивается обычно двуслойным напылением, причем вначале наносится слой ППУ меньшей плотности, а затем более плотный пенополиуретан. Обладая высокими антикоррозионными свойствами, Пеноглас, увеличивает срок службы металлоконструкций. Важным для овощехранилищ свойством можно назвать непривлекательность ППУ для птиц и грызунов. Технология производства, предусматривающая проведение всех работ непосредственно на строительной площадке, позволяет уменьшить и транспортные расходы. На объект доставляется лишь установка и бочки с сырьем.

Технические характеристики теплоизоляционного покрытия Реnoglas

Столь уникальные характеристики обусловлены технологией образования и нанесения ППУ на поверхность. Реакция образования пенополиуретана происходит в результате смешивания в определенном соотношении двух компонентов: полиола или полиэфира (компонент А) и полиизоцианата (компонент Б). Это жидкие продукты различной степени вязкости. Дозировка, подогрев до температуры протекания реакции, смешивание и распыление сжатым воздухом на предварительно подготовленную поверхность осуществляются специальными установками высокого давления. Синтез полимера сопровождается одновременным его вспениванием газовой средой, образующейся при реакции.

Начальная фаза образования пенополиуретана представляет собой комбинированную систему газ-жидкость. Синтез ППУ приводит к выделению тепла, в результате вспенивания реакционная масса увеличивается в объеме, повышается и вязкость смеси. Прекращение вспенивания, протекающего в течение 10-40 секунд, означает переход к следующей фазе – отверждению. Находясь уже в твердом агрегатном состоянии, пенообразная масса продолжает еще некоторое время нагреваться, а затем происходит охлаждение до комнатной температуры. В закрытых ячейках остается фреон, углекислый газ и небольшое количество воздуха.

Дозатор «Reactor®» фирмы GRACO

Дозаторы «Reactor®» обеспечивают точное соблюдение температурных параметров и значений давления требуемых для образования и нанесения вспененного полиуретана. Реакции вспенивания и последующего отверждения протекают настолько стремительно, что всего через несколько минут после напыления покрытие или изделие приобретает все заявленные производителем свойства. Плотность жесткого ППУ невелика, всего 30-35 кг/м3, что объясняется в первую очередь значительным содержанием газовой фазы (97-98%), а это означает исключительную легкость покрытия и достижение теплоизолирующих свойств при минимальной толщине слоя напыления. При утеплении овощехранилищ способность проявления заданных теплоизолирующих свойств напыляемым пенополиуретаном при малой толщине утепляющего слоя можно назвать несомненным преимуществом, так как не уменьшается полезный объем хранилища и его мощности используются максимально эффективно. Оптимальная толщина слоя ППУ для утепления картофелехранилищ составляет всего 5-8 см.

Более плотные пенополиуретаны (плотность более 35 кг/м3), помимо теплоизолирующих, обладают и гидроизолирующими свойствами. Здесь необходимо отметить, что повышение плотности обратно пропорционально теплосберегающим свойствам материала, поэтому для целей утепления лучше использовать ППУ низкой плотности.

Хорошие результаты дает утепление с помощью напыляемого ППУ и различных коммуникаций в овощехранилищах: трубопроводов водяного отопления, водоснабжения и водоотведения, вентиляционных каналов и др.

При доставке сырьевых компонентов ППУ к месту проведения работ и их складировании следует соблюдать определенные правила содержания, что позволит избежать утраты компонентами необходимых свойств. В частности, полиизоцианат следует хранить в закрытых емкостях, исключающих попадание влаги, поскольку полиизоцианат вступает в реакцию с водой с образованием углекислого газа.

На рынке присутствуют компоненты для напыления как отечественных, так и зарубежных производителей. Российские пенополиуретановые системы, ввиду меньших затрат на их транспортировку, отсутствию необходимости в таможенных отчислениях, имеют существенно меньшую стоимость в сравнении с импортными аналогами.

Использование ППУ в качестве теплоизоляции овощехранилищ позволяет снизить не только капитальные затраты на их возведение, но, что особенно важно, минимизирует текущие эксплуатационные затраты, внося, таким образом, вклад в энергоэффективность вашего предприятия. Правильное утепление дает возможность применять климатические установки меньшей мощности, а в некоторых случаях обходиться вообще без обогрева.

При необходимости доутепления уже построенных зданий, при их реконструкции или модернизации, ППУ справится с этой задачей наилучшим образом.

Разумеется, в строительстве, в том числе и сельскохозяйственном, используются не только напыляемые системы. Достаточно распространены, изготавливаемые в промышленных условиях, различные термопанели, сэндвич-панели, скорлупы ППУ, предизолированные трубы и др. Данные конструктивные элементы могут изготавливаться как методом заливки (так называемые, заливные системы), так и напыления (напыляемые системы). Заливные системы являются более экономичным способом решения проблем теплоизоляции за счет более дешевых компонентов и меньшей технологичности. Тем не менее, эффект от применения таких систем гораздо ниже, да и монтаж требует больших усилий. Компоненты для напыляемых систем, как правило, дороже на 15-20%, однако качество теплоизоляции не в пример выше. Напыляемый ППУ обеспечивает меньшую теплопроводность покрытия при более высоких прочностных характеристиках. А дополнительная антикоррозионная защита поверхностей напыления, позволяющая увеличить долговечность сооружений, является особенно актуальной при строительстве быстровозводимых металлокаркасных и бескаркасных хранилищ-ангаров, столь популярных в последние годы.

Другие наши статьи: