Почему утепление пенополиуретаном — это лучшее, что придумали?

Большая часть тепла, производимая обогревателями, расходуется из-за теплопотерь. Особенно актуально это для старых домов, в которых теплоизоляция не была предусмотрена при проектировании.

Вариантов устранения таких ошибок проектирования – множество. Одним из них является уплотнение пенополиуретаном (ППУ). Как и любой другой способ, уплотнение ППУ имеет свои достоинства и недостатки. Давайте попробуем их рассмотреть.

Что такое пенополиуретан

Пенополиуретан – синтетический утеплитель, материал мелкоячеистой структуры, относится к газонаполненным пластмассам. По сути, полимерная пена, обладающая целым рядом превосходных характеристик. Минимально теплопроводен, экологичен, долговечен, технологически прост. Именно поэтому широко применяется в строительстве и многих других технических отраслях.

Характеристики

Для строительных работ обычно используют жёсткие полиуретаны. Мягкость – не нужна для строительных работ (мягкие полиуретаны, преимущественно используется для различных амортизаторов).

А именно жёсткие полиуретаны великолепно держат тепло, не пропускают пар и воду, не боятся коррозии, радиации и агрессивной химической среды, прочны выдерживают значительные температурные.

Теплопроводность

По сравнению с такими популярными утеплителями, как минеральная вата и пенопласт, пенополиуретан, обладает самым низким коэффициентом теплопроводности — 0,025 Вт/м*К (для минеральной ваты – от 0,052 Вт/м*К, для пенопласта – от 0,043Вт/м*К).
Закрытая пористость материала не допускает проникновения внутрь утеплителя води и, следовательно, снижения теплопроводности.

Плотность

Плотность материала, в зависимости от технологических параметров производства, колеблется в диапазоне от 30 до 80 килограммов на кубический метр. Более лёгкий материал стоит дешевле, более плотный – соответственно, дороже, но и прочнее.

Но, при встраивании в конструкции, прочность может быть несущественной и, если материал не будет подвергаться внешним воздействиям, излишняя прочность его может быть неоправданной.

Срок службы

Одно из важнейших свойств теплоизолирующих материалов — долговечность.

По данным лабораторных исследований, время службы пенополиуретана,в условиях контакта с окружающей средой – не менее 30 лет.

Если же ППУ напрямую не контактирует с окружающей средой – срок службы увеличивается, минимум, вдвое – до 60 лет. (Пример: завод-холодильник, построенный с использованием ППУ в 1968 году в Лондоне – успешно функционирует до сих пор).

Случаи «неудовлетворительного поведения» полиуретана – бывают. Но, как правил, это связано с нарушением условий эксплуатации: либо с превышением температуры свыше 100 градусов Цельсия, либо контактом с жидкостью или газом под высоким давлением (выше одной избыточной атмосферы).

Адгезия

У вспененного полиуретана великолепное сцепление со всеми видами строительных материалов (за исключением полиэтиленовой пленки). Например, чтобы оторвать полимеризованный утеплитель от бетона, придется приложить усилие не менее 2,5 кг/см2, а стали — 1,5 кг/см2. Это очень много. Но такова адгезия, если напыление проводилось на чистую и сухую поверхность. Любые отступления от технологии – приводят к снижению прочности соединения (адгезии). Нанесение материала на побелку и «бухтящую» штукатурку – заведомо приведёт к тому, что утеплитель «отвалится» при самых незначительных механических нагрузках,

Плюсы и минусы

Начнем с достоинств:

• На сегодня, утепление пенополиуретаном — самое эффективное. Это связано с ячеистой структурой этого утеплителя и заключенном в ячейках углекислом газе. В идеале эта система дает коэффициент теплопроводности 0,02, что даже ниже, чем у воздуха (0,022).
• Сплошное, бесшовное напылениесводит на нет наличие мостиков холода, еще больше повышая эффективность утепления.
• Напыление возможно на поверхности любых, пусть даже и самых сложных форм.
• Очень низка гигроскопичность. Одновременно с утеплением вы улучшаете гидроизоляционные характеристики поверхности. Это особенно полезно при утеплении фундаментов, колодцев и других подобных сооружений.При утеплении фундамента дома пенополиуретаном одновременно решается и проблема его гидроизоляции.
• Великолепно сцепление с любыми поверхностями и материалами (кроме полиэтилена). Что, впрочем, в некоторых случаях может рассматриваться как недостаток — нанесённое покрытие уже ничем не отмыть, так как растворителя для ППУ не существует. Очистка возможно только механическим путем, обычно с фрагментами поверхности, на которую было осуществлено нанесение.
• Длительный срок службы — до 25 лет (далее происходит замещение углекислого газа воздухом, вследствие чего теплопроводность несколько повышается). Это не катастрофично. Теплоизоляция будет, по прежнем, обеспечиваться, но – уже в несколько меньшей степени.
• Если в течение первого года нареканий на качество утепления не поступило – скорее всего, следующие пару десятилетий их и не поступит.
• При использовании установок высокого давления – напыление полиуретана крайне высокотехнологично.
• Паропроницаемость пенополиуретана — 0,05-0,06. Этовполне позволяет выводить излишнюю влажность непосредственно через стены (как и до утепления -если стены паропроницаемые).
• Пенополиуретан не поддерживает горения (является самозатухающим материалом).

Достоинства, конечно же, не бывают без недостатков. Мы обязаны предупредить Вас о том, что:

• У материала относительно высока цена — в 1,5-2 раза выше, чем у минеральной ваты. Но это если смотреть по абсолютной цене. Если рассчитывать стоимость за год эксплуатации утеплителя, то цена получается даже немного дешевле.
• Качество нанесённого утеплителя сильно зависит от используемого оборудования и опыта сотрудника. Великолепные результаты достигаются только при полном соблюдении технологии высококвалифицированным сотрудником.
• Теплоизоляция чердаков весьма проблематична из-за ограничений размеров используемого оборудования.
• Самостоятельное создание качественных пенополиуретановых утеплений – крайне проблематично. Специализированное оборудование и технологические нюансы не позволяют ожидать надлежащих характеристик утеплителя при создании его силами малоквалифицированного персонал.
• Материал является негорючим (самозатузает), но при поджигании выделяет очень много едкого и достаточно вредного дыма.
• Разрушается под воздействием ультрафиолета. Под солнечными лучами пена сплавляется, белая поверхность становится темно-коричневой. Разрушенная пленка, конечно, защищает нижележащие слои от дальнейшего разрушения, но внешний вид поверхности, покрытой разрушенным пенополиуретаном, явно оставляет желать лучшего. Оставление покрытия без финишной отделки – крайне нежелательно.

Основной фактор, сдерживающий распространение ППУ в качестве массового утеплителя — его цена.

Однако, если сравнивать его стоимость со стоимостью утепления экструдированным пенополистиролом, то цены и не кажутся такими уж большими. Особенно с учётом длительности выполнения работ и суммарной стоимостью владения.

Если вы планируете утепление дома – мы рекомендуем, отнеситесь к изучению предлагае6мой технологии внимательно.

Область применения

Вспененный ППУ крайне широко применяется в автомобильной промышленности. Это практически все подлокотники, приборные панели и рукоятки автомобилей.
В мебельной промышленности – это наполнители подкладки большинства мебели.
В лёгкой промышленности – это подавляющее большинство используемых уплотнителей и наполнителей.

Обувная и торговая области – тоже не последние потребители пенополиуретана.

Всё чаще ППУ применяется и в строительстве. Его наносят на крыши, потолки, полы и стены. Он незаменим при заполнении любых щелей и неплотностей конструкций.

Низкая паропроницаемость и теплопроводность, устойчивость к воздействию жидкостей и газов, эффектная звукоизоляция, возможность использования в качестве барьера для оттока тепла – не оставляют другим материалам возможности конкурировать с ППУ.

Типовая форма пенополиуретановой смеси — самовспенивающийся состав. Поставляется в баллонахпод давлением. При распылении смесь моментально затвердевает, образуя непроницаемую оболочку без щелей и мостиков холода. Листы ППУ, вспененные в фабричных условиях, в строительстве применяются крайне ограниченно.

Производители и цены

ППУ поставляется многими производителями. Но лучшим производителями пенополиуретана, традиционно, является немецкая компания BASF Polyurethanes GmbH. Исторически именно онаявляется признанным лидером в области производства полиуретанов.

Если же Вы готовы довериться менее именитым производителям, то:

• В России совместно с ОАО «Нижнекамскнефтехим» BASF создано предприятие «Эластокам» по выпуску компонентов для изготовления пенополиуретанов.
• Продукция испанского предприятия SYNTHESIA INTERNACIONAL S.L.U. нашла своего покупателя во многих странах мира, в том числе и в России
• Китайский производитель YantaiWanhuaPolyurethanesCo., Ltd. весьма известен своей линейкой относительно высококачественных пенополиуретанов

Цена всех названных производителей сравнима и колеблетсяв диапазоне 600-700$ за 1 кубометр вспененного материала.

Технология нанесения

Самый распространенный метод нанесения пенополиуретана — напыление на теплоизолируемые поверхности. Требует специального оборудования и квалифицированного персонала.
Альтернативный способ — заливка в закрытые объёмы, в строительстве не используется (но широко используется в заводских условиях при производстве сэндвич-панелей).

Фундамент

Использование пенополиуретана для теплоизоляции фундамента здания позволяет существенно значительно снизить потери тепла и повысить срок эксплуатации здания.

Вскрытие поверхности

Перед началом работ необходимо вскрыть утепляемую поверхность (прокопать технологическую траншею вокруг здания).

Глубина траншеи должна быть не менее 1 метра.
При ширине траншеи менее 0,7 метров проведение работ крайне неудобно и необходимое качество покрытия не может быть гарантировано.

Подготовка поверхности

Подготовка поверхности включает в себя:

• качественную очистку. Должны быть удалена не только грязь, но и образовавшаяся растительность (в т.ч. грибки).
• при необходимости, восстановление поверхности фундамента. Хлипкие и крошащиеся части должны быть удалены, удалённые элементы – восстановлены и выровнены. В отдельных случаях может быть целесообразным полное восстановление поверхности.
• тщательную сушку. В ясную и солнечную погоду для этого достаточно 2-3 дней. В дождливую и пасмурную погоду тщательное осушение без использования специального оборудования – крайне маловероятно. Нанесение пенополиуретана на недостаточно высушенную поверхность – крайне нежелательно (возможно образование приповерхностной прослойки воздуха с последующим заполнение её конденсатом). Оптимальным периодом для проведения работ являются летние месяцы.
• установку каркаса для последующей облицовки фундамента (установка облицовочных материалов непосредственно на ППУ – невозможна). Обычно используется металлическая обрешётка.
• нанесение специального защитного состава. Он уничтожит имеющиеся микроорганизмы, повысит адгезию и увеличит срок покрытия.
• желательно, нанесение 1-2 слоя битума. Сам пенополиуретан является вполне приемлемой защитой от влаги, но когда дело касается фундамента – никакая перестраховка в виде дополнительной защиты не помешает.

Требуемая толщина

Фундаменты утепляется пенополиуретановым слоем плотностью не менее 50 кг/кубометр и толщиной не менее 30 мм. При наличии финансовой возможности, целесообразно увеличение толщины покрытия до 50 мм. Наиболее целесообразны покрытия толщиной 70 мм.

Процесс напыления

Напыление пенополиуретана осуществляется специальным оборудованием, включающим распыляющий пистолет и баллоны с компонентами состава.

Для проведения работ потребуются средства индивидуальной защиты (защитные очки и респиратор) и рабочая одежда. Проведение работ без средств защиты является вредным для здоровья и запрещено. При использовании обычной одежды, её дальнейшее использование не может быть гарантировано.

Рекомендуемый способ нанесения покрытия – продвигаясь сверху вниз концентрическими полосами по периметру здания, начиная с надземной части фундамента. За один проход наносится не более 50 мм утеплителя. Большие толщины наносятся только за несколько проходов.

Как уже отмечалось, помимо подземной, должна быть заизолировано не менее 0,5 метра надземной части фундамента. Это устранит возможность попадания дождевых вод и стекающего конденсата под слой изоляции.

Сам процесс нанесения относительно прост, хотя и требует определённого опыта. Главное – обеспечить равномерное распределение материала по поверхности. Проше добиться этого при использовании именно качественного оборудования.

Время затвердевания образующегося слоя – около 60 секунд, поэтому последующие слои можно наносить практически сразу.

Завершающие работы

После застывания пенополиуретана желательно покрыть его дополнительным слоем битума. Это ещё улучшит характеристики покрытия и увеличит срок его службы.

Процессы усадки образовавшегося слоя продолжаются около 50 часов. Поэтому засыпание технологической траншеи не рекомендуется ранее, чем через двое суток.

Полы

Изоляция пола пенополиуретановым утеплителем решает сразу две задачи: сокращение затрат на обогрев дома и создание оптимальной для проживания температуры.
Особенно целесообразно использование полиуретанового утеплителя для деревянных полов – специфическая структура покрытия защищает дощатую поверхность от гнилостных процессов. Это существенно продлевает срок службы таких полов.

Подготовка поверхности

Для получения качественного соединения пенополиуретановый утеплитель нужно наносить только на чистую и сухую поверхность. Строительный мусор необходимо удалить, а вот неровности при таком способе изоляции – существенного значения не имеют.

Что действительно важно – это отсутствие маслянистых пятен от нефтепродуктов, жиров и смазок. При наличии, их следует удалить химическими (смывками, растворителями), либо механическими (используя скребки и т.п.) методами. Соединения пенополиуретана с маслянистыми пятнами – не образуется.

Влажность поверхности пола – также имеет существенное значение. Если бумажная салфетка под перевёрнутым стаканом за сутки стаёт увлажнённой – то нанесение покрытия на такую поверхность крайне нежелательно.

Такая поверхность должна быть просушена с последующей повторной проверкой. В холодное время года для просушки поверхности могут потребоваться нагреватели. Адгезия к непросушенной поверхности – значительно снижена.

Требуемая толщина

Для утепления полов и подвалов рекомендуется использовать не менее 50 мм утеплителя.

Процесс напыления

Для подготовки и нанесения композиции используется специальная установка стоимостью около двух тысяч долларов. Как правило, такие установки предоставляются в аренду.

Установка подключается к бочкам с компонентами, в вихревой камере компоненты смешиваются и распыляются через сопло, формирующее мелкодисперсную взвесь.

Для получения качественного состава требуется получить давление не менее 140 атмосфер, что требует 15 кВт мощности и подключения к тёхфазной электросети. При отсутствии трёхфазной электросети потребуется генератор необходимой мощности.

Напыление производят, равномерно распределяя материал по поверхности и регулируя толщину образующегося слоя. Обработка одной комнаты в среднем, занимает около часа.

Завершающие работы

Сформированное покрытие, перед продолжением строительных работ, оставляют на двое суток для завершения процессов усадки.

Важные замечания

Для чернового основания пола, следует напылять материал и на подпольную часть конструкции. Утепляться должны и лаги пола, и пространство между ними.

Дополнительной гидроизоляция древесины, покрытой пенополиуретаном – не требуется. Настилку дощатого настила можно производить не дожидаясь завершения процессов усадки.

Если пол настилается без лаг, непосредственно на бетонное основание, то сформированный теплоизолирующий слой надлежит защитить цементно-песчаной стяжкой толщиной не менее 50 мм. Более тонкие слои могут растрескиваться под механическими нагрузками.

Стены

Пенополиуретановые покрытия с успехом используются и для теплоизоляции стен. Рекомендовано нанесение утеплителя одновременно и с наружной, и с внутренней стороны.

Подготовка поверхности

Поверхности стен (и наружные и внутренние) должны быть очищены от грязи, пыли, грибковых поражений и масляных пятен.

Каркас под обшивку устанавливается до нанесения утеплителя с соблюдением общих правил установки обрешётки.

Требуемая толщина

Для утепления стен рекомендуется использовать не менее 50 мм утеплителя.

Процесс напыления

Нанесение ППУ на стены следует начинать с наиболее труднодоступных мест. На открытые участи стен покрытие лучше нанести в завершающей части работ.

Пробный впрыск (чтобы убедиться, что все компоненты смешались равномерно) лучше произвести вне стены – на заранее подготовленные бумажные листы или плёнку.

Нанесённая пена увеличивается в объёме, поэтому целесообразно нанесение покрытия слоями. Излишне нанесённое покрытие придётся обрезать ножом.

Финишная отделка

К заранее выставленному каркасу монтируются декоративные панели.

Потолок

Пенополиуретановое утепление потолка — один из наиболее надежных и экономичных способов. Особенно популярен при отделке только что выстроенных зданий.

Подготовка поверхности

Поверхность должна быть очищена от остатков старой побелки или краски. Неровные потолки желательно выровнять. Широкие трещины целесообразно проклеить армирующей сеткой.
Для последующей установки облицовки необходимо установить обрешётку.

Требуемая толщина и плотность

Рекомендованная толщина потолочного покрытия – 50 мм.

Рекомендуемая плотность покрытия зависит от предполагаемых условий эксплуатации и последующей отделки.

Плотность до 25 кг/кубометр не способна выдержать нагрузку и может использоваться только под последующую облицовку.

Плотность 40-50 кг/кубометр используется под последующую покраску.

Для использования в в особо неблагоприятных условиях целесообразно формирование покрытия с плотностью не менее 50 кг/кубометр.

Процесс напыления

Нанесение покрытия рекомендуется производить с краёв потолка, постепенно продвигаясь к центру.

При необходимости формирования второго слоя – его формируют после завершения первого.

Перед началом работ должна быть проверена работоспособность оборудования и герметичность соединений.

Работы проводятся только с использованием средств защиты и специальной рабочей одежды.

Финишная отделка

Все декоративные потолочные панели крепятся только к заранее установленной обрешётке.

Если потолок будет штукатуриться, то сетка-рабица закрепляется также только на направляющих.
Непосредственно на поверхность теплоизолирующего покрытия наносится только краска.

Кровля

Утепление кровли устраняет как образование наледи из-за внутреннего подогрева в зимнее время, так и весеннего схода снега с крыши.

Кроме того, хорошо утеплённая крыша позволяет использовать как жилое и помещение мансарды (чем, при наличии такой возможности – явно не стоит пренебрегать).

Как правило, кровля утепляется с наружной стороны. Если нет возможности утеплить плоскую крышу снаружи, в исключительных случаях это можно сделать изнутри.

Подготовка поверхности

Поверхность должна быть очищена от мусора и грязи, старой краски, отваливающейся штукатурки и плесени (для удаления старой краски, масляных пятен и ржавчины используются специальные химические средства, такие как тринатрийфосфат, хромат цинка и детергенты).

Отверстия размером более 5 мм, для предотвращения выхода пены, должны быть заделаны.
Чтобы пенополиуретан надёжно соединился с поверхностью, она должна быть сухой.

Места, на которые покрытие наносить не нужно, должны быть защищены разделительным материалом (плёнка, бумага или смазкой типа ЦИАТИМ-221).

Обрешётка для установки кровли и декоративных элементов устанавливается до нанесения покрытия.

Электрическая проводка, находящаяся в слое утеплителя, будет перегреваться, поэтому надо брать медные провода с двойным запасом нагрузки.

Требуемая толщина

Для утепления крыш и мансард используется слой пенополиуретана толщиной 120 – 150 мм при плотности материала 20 – 45 кг/м3.

Процесс напыления

Пенополиуретан на скатную крышу наносят равномерным слоем снизу вверх.

Для улучшения адгезии целесообразно первоначальное нанесение тонкого слоя ППУ с малым количеством катализатора в качестве грунтовки.

Работы выполняются только с использованием средств индивидуальной защиты органов дыхания и только в специальной рабочей одежде.

Температуры поверхности, на которую наносится теплоизоляционный слой, и температура используемых компонентов не должна отличаться более чем на 10 градусов.

Завершающие работы

Обрезка выступающих фрагментов утеплителя осуществляется ножом или ручной пилой.
Крепление элементов кровли выполняется только к заранее установленной обрешётке.

Уход

Пенополиуретан не требует никакого ухода. Материал отлично переносит перепады температуры и отличается долгим сроком службы.

Для предотвращения механических повреждений и разрушения под действием солнечных лучей, категорически не рекомендуется оставлять пену открытым слоем. Созданное покрытие обязательно покрывается панелями, красится или шпаклюется.

Все недостатки или брак в работе становятся заметены уже в первый год эксплуатации. Если недостатки не выявлены в течении года, то материал продержится без проблем еще около 50 лет.
Пенополиуретан — один из лучших стройматериалов для внутреннего и внешнего утепления.