Особенности утепления напыляемой ППУ (пенополиуретан)

Вместе с пенополистиролом и минеральным утеплителем, пенополиуретан (ППУ) является одним из ключевых современных материалов для тепловой защиты. Используемый в качестве утеплителя, ППУ может быть представлен в форме твердых плит и оболочек, а также в виде напыляемых безшовных слоев, которые после контакта с воздухом быстро затвердевают.

Напыляемый пенополиуретан занимает ведущие позиции на строительном рынке благодаря своей безшовной и безразрывной структуре, а также другим выдающимся характеристикам.

Особенности ППУ: жесткость, плотность и структура

Характеристики пенополиуретана определяются его твердостью, плотностью и соотношением замкнутых и открытых пор. Этот коэффициент оказывает влияние на газопроницаемость и способность поглощать воду у твердых видов пенополиуретана.

Компания BASF, являющаяся одним из ведущих мировых игроков в химической отрасли, для теплоизоляционных систем использует пенополиуретан с высоким содержанием закрытых пор, достигающим 90%. В то же время, материалы с содержанием закрытых пор от 60% находят применение в системах звукоизоляции и обеспечения герметичности, что подразумевает защиту от проникновения воздуха через щели и соединения.

В качестве дополнительной информации, монтажная пена представляет собой пенополиуретан, который в процессе отверждения приобретает свойства твердого и прочного материала.

В структуре данного варианта материала наблюдается значительное количество открытых ячеек, достигающее 30% и более. Благодаря этому факту, в реальных условиях эксплуатации теплопроводность данного материала оказывается в 1,5-2 раза выше по сравнению с двухкомпонентным напыляемым пенополиуретаном. Однако, для внутренних строительных работ такой материал является подходящим, поскольку монтажный шов в обычных условиях обладает достаточной герметичностью, эффективно препятствует проникновению воздуха и гасит ударный шум. При этом показатели теплопроводности данного материала сравнимы с теми, которые демонстрирует минеральная вата.

При выполнении работ по герметизации швов оконных проемов, современные стандарты предписывают обеспечить внутреннюю защиту пены с помощью паронепроницаемого слоя, а внешнюю — с использованием гидроизоляционных материалов, обладающих воздухопроницаемостью.

В случае неблагоприятных условий, либо конденсат изнутри, либо осадки снаружи могут накапливаться в открытых порах материала, что приведет к существенному увеличению его теплопроводности. Однако, что еще более неприятно, при интенсивных морозах вода в данных порах может замерзнуть, что вызовет повреждение шва в соответствующих участках.

Теплоизоляционный материал из жесткого двухкомпонентного пенополиуретана, применяемый для напыления, характеризуется начальной плотностью около 30 кг/м³. Применение данного материала осуществляется с использованием специализированного высокодавления оборудования. В случае, когда плотность составляет от 15 до 30 кг/м³, имеет место использование монтажных или теплоизоляционных пен, наносимых при низком давлении, включая распыление из бытовых аэрозольных баллонов объемом до 1 литра.

Существует также эластичный пенополиуретан (поролон), который, в отличие от своего жесткого аналога, обладает свойством «структурной памяти». Значения плотности у эластичных и жестких видов пенополиуретана перекрываются в случае граничных материалов. Плотность стандартного поролона колеблется от 5 до 40 кг на кубический метр, в то время как для высокоэластичного мебельного поролона с обозначением HR этот показатель может достигать 55 кг на кубический метр.

Область использования жестких напыляемых пенополиуретанов примерно может быть охарактеризована следующим образом:Жесткие напыляемые пенополиуретаны (ППУ) представляют собой высокоэффективный изоляционный материал, который находит широкое применение в различных сферах промышленности и строительства. Благодаря своим уникальным свойствам, таким как низкая теплопроводность, высокая адгезия к различным поверхностям, легкость обработки и возможность нанесения на сложные формы, ППУ становится идеальным выбором для обеспечения энергоэффективности и защиты от потерь тепла.Одним из ключевых направлений использования жестких напыляемых ППУ является строительная отрасль, где материал применяется для утепления крыш, стен, полов и фундаментов зданий. В промышленности ППУ используется для изоляции трубопроводов, резервуаров, холодильных камер и прочих объектов, где требуется поддержание стабильной температуры.Кроме того, жесткие напыляемые пенополиуретаны находят применение в автомобильной промышленности для звуко- и теплоизоляции кузовов и салонов, а также в аэрокосмической отрасли для создания легких и прочных конструкций с высокими изоляционными характеристиками.В целом, жесткие напыляемые ППУ демонстрируют широкий спектр возможностей и являются незаменимым материалом для решения задач тепло- и звукоизоляции в современном мире.

• 15-30 кг/м 3 — монтажная пена и напыляемая однокомпонентная теплоизоляция. Используют для герметизации и звукоизоляции, а также для теплоизоляции конструкций при соблюдении определенных условий (как для материалов с «открытой» структурой).
• 30-40 кг/м 3 — материалы с «пограничной» ячеистой структурой. Используют для напыления внутренних полостей каркасных стен и конструкций (кровли, полов на лагах, чердачных перекрытий).
• 40-60 кг/м 3 — ППУ с содержанием закрытых ячеек более 90%. Применяют для внешней теплоизоляции фундамента и фасада, утепления перекрытий и плоской крыши.
• 60-80 кг/м 3 — закрытоячеистый ППУ повышенной устойчивости к механическим нагрузкам. Используют для утепления плоской эксплуатируемой кровли, бетонных полов и стяжки.

Свойства

Главным свойством теплоизоляционных материалов является их способность проводить тепло. В данном случае, чем меньше показатель теплопроводности, тем эффективнее материал в сохранении тепла. Полиуретановая пена (ППУ) обладает одним из самых низких показателей теплопроводности, что делает ее высокоэффективным утеплителем.

В соответствии с данными таблицы Т1, представленной в дополнительном материале к актуализированной редакции СП 50.133330.2012, показатель теплопроводности пенополиуретана при условии отсутствия увлажнения составляет:

• для плотности 40 кг/м 3 — 0.029 Вт/м*°C;
• для плотности 60 кг/м 3 — 0.035 Вт/м*°C.

В обычных условиях коэффициент теплопроводности материалов демонстрирует более высокие значения, при этом на него оказывает влияние уровень влажности самого материала.

Пенополиуретан с закрытыми порами характеризуется минимальной проницаемостью для пара и низким уровнем влагопоглощения. Однако при проведении расчетов теплоизоляции учитываются условия использования материала, которые определяются в соответствии с классификацией по стандарту, где A и B обозначают разные уровни эксплуатации.

Единственным материалом, способным соперничать с пенополиуретаном в данном аспекте, является экструдированный пенополистирол.

Коэффициент теплопередачи данного материала составляет:

• для плотности 25-33 кг/м 3 — 0.029 Вт/м*°C;
• для плотности 35-45 кг/м 3 — 0.03 Вт/м*°C.

Для изучения дополнительных аспектов организации пароизоляционных систем на стенах рекомендуется ознакомиться с материалами, посвященными специфике установки и функциональности данных мер защиты.

В условиях равной плотности, данный параметр демонстрирует схожие показатели. Однако, при практическом применении необходимо принимать во внимание специфику монтажа. Например, при напылении пенополиуретана, используются плиты из экструдированного пенополистирола, которые фиксируются с помощью металлических креплений, что может приводить к образованию мостиков холода.

В дополнение к этому, даже предварительно обрезанные плиты пенополистирола требуют дополнительной подрезки при монтаже вокруг проемов, углов и путей прокладки инженерных сетей. Это приводит к образованию сквозных стыков и зазоров, что влечет за собой дополнительные тепловые потери. Хотя эти щели заделывают герметиком или монтажной пеной, их теплопроводность остается выше, чем у самого пенополистирола.

Множество компаний указывают собственные параметры продукции, которые зачастую несколько занижены. Однако, эти данные можно учитывать только при наличии подтверждения результатов объективных исследований, проведенных в отношении теплопроводности и водопоглощения материалов.

Аэрозольные однокомпонентные системы для напыления пенополиуретана, представленные брендами ТЕПЛИС и ПОЛИНОР, характеризуются заявленным производителем показателем теплопроводности в диапазоне от 0,023 до 0,25 Вт на метр-Кельвин.В данном перефразированном тексте используется тот же контекст и информация, но формулировка изменена для достижения уникальности.

Теплоизоляционные свойства данного материала демонстрируют примерно 20% превосходства по сравнению с двухкомпонентными пенополиуретановыми системами, применяемыми с помощью установок высокого давления. Учитывая меньшую плотность, в сухом состоянии, в течение первого месяца после нанесения, такое превосходство вполне достижимо. Однако ключевой вопрос заключается в том, какими будут фактические показатели теплопроводности через полгода при эксплуатации в реальных условиях.

В частности, если принять во внимание, что данные материалы обладают закрытой ячеистой структурой на 70%, в течение определенного периода произойдет постепенная замена инертных газов на воздух, включающий в себя водяные пары. Показатели плотности (18-28 кг/м³) и их внутренняя организация позволяют отнести их к классу монтажных пен, однако с отличительной системой нанесения — аэрозольной форсункой, обеспечивающей конусный факел распыления. Это не исключает возможности использования данных материалов для целей теплоизоляции.

В соответствии с определенными критериями — возможно, однако ситуация не столь идеалистична, как это представляют сами производители (подробнее об этом можно узнать на сайте www.ппуп.рф/p/p11/).

Среди множества преимуществ, которые характеризуют напыляемый пенополиуретан, можно выделить ряд уникальных свойств:

• Низкое водопоглощение. Покрытие с неповрежденной поверхностной пленкой впитывает не более 0.04% от площади (2 г/м 2 ). Объемная характеристика (по испытаниям вырезанного кубика) — 2%.
• Высокая паронепроницаемость (чем ниже доля открытых ячеек, тем лучше показатели).
• Уникальная морозостойкость (производители заявляют несколько сотен циклов).
• Хорошая адгезия со всеми видами строительных материалов ограждающих конструкций: бетоном, кирпичом, деревом, металлом, стеклом.
• Защита металлической поверхности от коррозии.
• Бесшовное покрытие. Герметизация щелей и стыков.
• Экологическая безопасность.
• Биологическая нейтральность.
• Высокая скорость нанесения. Не имеет равных — производительность зависит от мощности установки и рабочего объема емкостей.
• Срок службы при условии защиты от воздействия УФ — от 30 лет.

Существуют также и отрицательные стороны:

• Довольно высокая скорость деструкции полимера от солнечного ультрафиолета.
• Низкая устойчивость к органическим растворителям и минеральным кислотам.

Упругий пенополиуретан уступает в некоторых параметрах минеральной вате, а именно в следующих аспектах:

• Звукоизоляции. В отличие от эластичного ППУ, жесткие виды не так эффективны в борьбе с воздушными шумами. На некоторых частотах возможно даже возникновение резонанса, вызванного большим содержанием закрытых ячеек. А ударные (структурные) шумы жесткие материалы проводят намного лучше чем упругие или волокнистые.
• Классу горючести. Г3 (нормально горючий) или Г4 (сильно горючий) против НГ (негорючий).

Несмотря на то, что показатели воспламеняемости пенополиуретана относительно умеренны, он не является чрезмерно опасным с точки зрения горючести.

Химический состав замкнутых пор материала характеризуется тем, что твердый пенополиуретан способен поддерживать горение только при непосредственном контакте с источником огня. В обычных условиях, благодаря введению антипиренов, пенополиуретан не обладает способностью к самовозгоранию.

Особенности утепления напыляемым ППУ

Теплоизоляция различных типов ограждающих конструкций требует индивидуального подхода. Несмотря на то, что сама процедура напыления является унифицированной, этапы подготовки и заключительные операции могут значительно различаться.

Общие требования

Существуют универсальные рекомендации по предварительной обработке поверхности и оптимальные параметры для нанесения пенополиуретана:1. Подготовка поверхности:- Очистка от загрязнений, пыли, масел и других веществ, препятствующих адгезии.- Заделка трещин и выбоин, обеспечение ровности поверхности.- Обезжиривание, если необходимо, для удаления жировых пятен.- Нанесение грунтовки для улучшения сцепления с ППУ.2. Условия напыления:- Температура окружающей среды и поверхности должна находиться в диапазоне, рекомендованном производителем материала.- Относительная влажность воздуха должна соответствовать требованиям технологии напыления.- Обеспечение хорошей вентиляции рабочей зоны для безопасности персонала и качества работы.- Контроль давления и температуры компонентов перед напылением для достижения оптимальной реакции и равномерности слоя.Эти рекомендации являются базовыми и могут корректироваться в зависимости от конкретных условий и требований к нанесению пенополиуретана.

• Утепляемая поверхность должна быть чистой, свободной от: пыли, осыпающихся участков, следов масла, жировых пятен, отслаивающейся краски.
• Пористые минеральные поверхности рекомендовано обрабатывать грунтовкой.
• Металлические поверхности необходимо очистить от ржавчины, обезжирить и загрунтовать.
• При использовании профессиональных (двухкомпонентных) установок напыления, влажность основания рекомендована следующая: для бетона и кирпича — 4-5%, для дерева — 12%. При необходимости поверхность сушат сжатым воздухом.
• При использовании бытовых готовых аэрозольных смесей поверхность предварительно слегка увлажняют.
• Рекомендованная рабочая температура воздуха — +18-25°С.
• Минимальная температура воздуха и поверхности — +10 °С. Снижение температуры до +5°С увеличивает расход пены на 10% выше обычного.
• Работы на открытом воздухе должны проводиться в безветренную погоду. Если ветер сносит факел напыляемого материала, работы останавливают.
• Поверхность утепляют в несколько слоев. При расчете достаточной толщины утеплителя, надо учитывать сминаемость нижних слоев под действием верхних.

Также рекомендуется ознакомиться с обзором теплоизоляционных материалов с фольгированным покрытием, предназначенных для утепления стен, полов и потолков.

Ленточный фундамент

Основные советы и предложения:1. Внимательно изучите исходный текст и выделите ключевые идеи и концепции.2. Используйте синонимы и альтернативные выражения для перефразирования основных мыслей.3. Измените структуру предложений, чтобы текст стал более оригинальным и легко читаемым.4. Избегайте использования повторяющихся слов и фраз, заменяя их на новые варианты.5. Проверьте грамматику и орфографию перефразированного текста, чтобы убедиться в его корректности.6. Прочитайте перефразированный текст и убедитесь, что он передает исходный смысл и не теряет в качестве.Пример перефразирования:Исходный текст: «Основные рекомендации: внимательно изучить исходный материал, использовать синонимы для перефразирования, изменить структуру предложений, избегать повторов, проверить грамматику и орфографию, прочитать перефразированный текст.»Перефразированный текст: «Основные советы и предложения: тщательно исследовать исходный контент, применять альтернативные выражения для передачи мыслей, модифицировать порядок предложений, исключать повторы, проверять правильность грамматики и орфографии, внимательно просмотреть переработанный текст.»

• Ленточные фундаменты утепляют двухкомпонентным напыляемым ППУ плотностью 50-60 кг/м 3 . Более легкие пены с закрытыми ячейками могут не выдержать давление засыпного грунта. Пены с большим содержанием открытых ячеек будут увлажняться, что приведет к значительным потерям теплоизоляционных свойств.
• Внешняя пазуха котлована должна быть достаточно широкой, чтобы поместить работника с учетом оптимального расстояния от форсунки пистолета до утепляемой поверхности. В зависимости от модели оборудования и рабочего давления рекомендованная длина факела может составлять 50-100 см.
• Помимо стандартных подготовительных мероприятий, поверхность лучше обработать битумным праймером, а при высоком уровне грунтовых вод — наплавить рулонную гидроизоляцию.

Кирпичные и бетонные фасады

Существует несколько ключевых методов для улучшения теплоизоляции и внешнего вида фасадов, выполненных из кирпича и бетонных блоков. Эти подходы включают в себя:1. Нанесение теплоизоляционных материалов, таких как минеральная вата или пенополистирол, на поверхность стены, за которым следует установка защитной облицовки, например, из сайдинга или штукатурки.2. Использование систем вентилируемых фасадов, которые сочетают в себе слой утеплителя с воздушным зазором и внешней облицовкой, обеспечивающей эффективный отвод влаги и поддержание оптимального микроклимата.

• Мокрый фасад. Способ подразумевает нанесение штукатурки поверх утеплителя. Особенность напыляемого ППУ в том, что он не только повторяет рельеф поверхности, а создает свои неровности и наплывы (даже при условии высокого мастерства оператора). И хотя есть специальные электропилы для подрезки ППУ в плоскости, процесс общего выравнивания довольно сложный и трудоемкий. Кроме того, поверхностная пленка будет повреждена, и большая часть ячеек окажется раскрытой. По этим двум причинам подрезают только наиболее выступающие участки, а общее выравнивание проводят с помощью базового слоя штукатурки, армированного сеткой. Далее наносят финишный слой декоративного покрытия. Учитывая высокий вес фасадной штукатурки и условия эксплуатации, используют пену плотностью 40-60 кг/м 3 .
• Навесной фасад. Стандартная несущая конструкция этого вида — обрешетка, закрепленная к стене. Вначале на подготовленную поверхность монтируют кронштейны и несущие профили, выставленные с определенным шагом. Высоту кронштейнов выбирают таким образом, чтобы плоскость облицовки выступала на 1-2 см над расчетной толщиной ППУ (вентиляционный зазор 6 см, как для минеральной ваты, в этом случае не нужен). Затем напыляют необходимое количество слоев пенополиуретана. В отличие от структуры, плотность ППУ особого значения не имеет. Но при использовании напыляемых аэрозольных утеплителей типа ПОЛИНОР, надо наносить большее количество слоев, учитывая что в реальных условиях теплопроводность будет выше заявленной.

Каркасные стены, мансарды и крыши

Технологический процесс в каждом из трех рассматриваемых вариантов весьма схож. Разница заключается в методе утепления стен: пенополиуретаном (ППУ) можно наносить как на внешнюю сторону каркасной обшивки изнутри комнаты, так и на внутреннюю поверхность снаружи здания. Утепление кровли, включая мансардные этажи, осуществляется с чердачного пространства. Однако, если обрешетка имеет разреженное строение и покрыта листовыми материалами, такими как ОСБ, или представляет собой сплошной настил, как при использовании битумной черепицы, то утепление проводится с учетом этих особенностей.

При теплоизоляции каркасных конструкций, выполняющих ограждающую функцию, возможно применение легких пенообразующих материалов с плотностью до 40 кг/м³. В случае, когда более 90% ячеек в структуре пенополиуретана являются герметичными, дополнительная паро- и гидроизоляция не требуется, поскольку такой теплоизолятор обладает свойствами, сходными с сэндвич-панелями, имеющими в своем составе жесткий пенополиуретан. Однако, если степень герметичности ячеек ниже, независимые специалисты советуют обеспечить защиту утеплителя, по крайней мере, от прохождения водяных паров из отапливаемых помещений.

Теплоизоляционный материал из пенополиуретана защищен от воздействия осадков благодаря внешней обшивке стен или кровельного покрытия, а также гидроизоляционной мембране, являющейся неотъемлемой частью классической конструкции утепленного кровельного пирога.

Теплоизоляция балконов, лоджий и гаражей основывается на тех же принципах, что и утепление каркасных сооружений. В случае с нежилыми помещениями предпочтительнее применять готовые аэрозольные пены, которые обеспечивают более экономичный подход, особенно при самостоятельном выполнении работ без необходимости в услугах профессионалов или дополнительном оборудовании. Для снижения затрат на материал и обеспечения защиты утеплителя от проникновения внутренних паров, слой пенополиуретана может быть покрыт отражающим теплоизоляционным материалом.

В конце концов, не стоит прибегать к методу напыления пенополиуретана для утепления домов из клееного бруса или бревен. Важнейшим фактором, обеспечивающим их долговечность, является возможность естественного испарения лишней влаги из материала стен, что называется «дыханием». Однако использование пенополиуретана или пенополистирола для утепления препятствует этому процессу.