Утепление пенополиуретаном: достоинства и недостатки

Цены на энергоносители в последнее время становятся все выше, и эффективное утепление дома — одна из основных задач, которую приходится решать домовладельцам. Один из последних материалов, который появился на рынке несколько лет назад — пенополиуретан. Это покрытие, которое наносится сплошным слоем на любую (практически) поверхность. Утепление пенополиуретаном — самое эффективное.

Дом, утепленный пенополиуретаном

Виды напыляемого пенополиуретана и технологии нанесения

Пенополиуретан получают при смешении двух компонентов — диизоцианата и полиола. Оба компонента в отдельности токсичны, потому работы проводят с респираторах. Смешиваясь два ядовитых вещества образуют безопасный полимер — полиуретан — абсолютно нейтральный, который ни с какими веществами в реакцию не вступает. Пенополиуретан после затвердевания абсолютно безвреден и часто используется в пищевой промышленности.

При смешивании двух компонентов идет активное газообразование — выделяется преимущественно углекислый газ. Он оказывается заключенным в тончайшую полиуретановую оболочку, что и дает высокие показатели по теплоизоляции (углекислый газ плохо проводит тепло).

Смешение двух компонентов происходит в специальном пистолете под высоким давлением. Для получения идеальной пены компоненты должны подогреваться до 45°C (есть подающие шланги с подогревом, а есть специальные подогреватели). Под давлением, в виде очень мелкой пыли, компоненты смешиваются в пистолете и напыляются на поверхность, где и происходит их вспенивание, а затем — затвердевание. В этом и состоит утепление пенополиуретаном.

Хорошо сцепляется с любой сухой поверхностью

Для достижения заявленных качеств материала, диизоцианат и полиол должны подаваться в равных пропорциях. Даже незначительное увеличение того или другого компонента негативно сказывается на характеристиках материала. Хуже, если больше диизоцианата — такая пена быстро «садиться», затем разрушается, теряет свои теплоизолирующие характеристики. Если переборщить с полиолом, картина немного лучше — пена становится ломкой, но задачи свои выполняет, хоть и имеет теплопроводность выше заявленной. Именно в этом и состоит один из недостатков утепления пенополиуретаном — конечный результат очень сильно зависит от квалификации работников и класса используемого оборудования.

Смешивать компоненты в заданных пропорциях почти идеально точно можно при помощи установок высокого давления. Поэтому при выборе фирмы надо обращать внимание на оборудование, которое есть в их распоряжении — с установками низкого давления, скорее всего, получите неоднородное напыление с плохими теплоизоляционными характеристиками.

Но разное оборудование — это не все. Есть еще разные виды пенополиуретана по типу ячейки и плотности:

• Открытоячеистый легкий ППУ. По характеристикам (теплопроводности) очень похож на минеральную вату, с тем же главным недостатком — он гигроскопичен, при этом стоит значительно дороже минваты. То есть, при использовании легкого пенополиуретана (плотность 9-11 кг/м3) придется обеспечивать его гидро- и паро- изоляцию со всех сторон, организовывать вентилируемый фасад — для удаления излишней влажности. В плюсы можно записать более высокую звукоизоляцию (по сравнению с минеральной ватой). Для утепления наружных стен и кровли применяется крайне редко, так как просто не справляется с поставленными задачами — намокает и теряет теплоизоляционные свойства. При всем при том, стоит дороже минваты. А вот для утепления внутренних перегородок и перекрытий используется успешно (в комплексе со всеми гидро/паро изоляционными слоями), обеспечивая еще и хорошую звукоизоляцию.
• Закрытоячеистый пенополиуретан. Независимо от плотности, не гигроскопичен, очень хорошо «сцепляется» практически с любой поверхностью, за исключением полиэтилена. Бывает следующих видов: Средней плотности — 28-32 кг/м3. Стандартное решение при использовании напыляемой теплоизоляции на стенах, потолке, неэксплуатируемых кровлях. Обеспечивает хорошую теплоизоляцию с коэффициентом теплопроводности 0,02-0,028 (у воздуха 0,022, ниже только у вакуума). Паропроницаемость средняя — 0,05 (сравнима с древесиной).
• Средней плотности для заполнения полостей. По характеристикам аналогичен описанному выше, но расширяется медленнее, застывает только после полного вспенивания. Используется при устройстве слоистых стен, кровель и т.п.
• ППУ высокой плотности — 40-80 кг/м3. Используется для утепления эксплуатируемых кровель, под стяжку, в других местах с высокой механической нагрузкой. Из-за более высокой плотности имеет немного выше коэффициент теплопроводности — 0,03-0,04, паропроницаемость такая же — 0,05.

Если говорить по ценам, то самый дешевый — легкий открытоячеистый пенополиуретан. Но если добавить необходимость устройства гидро- и паро- изоляции, то в общем цена утепления окажется не такой и низкой. При этом, все равно идеальной изоляции добиться нереально, и вполне может оказаться, что данный вид утепления ППУ будет холодным. Чтобы вы могли ориентироваться в ценах, приведем приблизительные цены на разные типы ППУ (материал+работа):

• легкий с открытой ячейкой от 180$ за кубометр;
• закрытоячеистый средней плотности — от 650$ за куб.

  Утепление пенополиуретаном деревянных стен не вызовет проблем — коэффициент теплопроводности у них одинаков

Закрытоячеистый пенополиуретан, в расчете на кубометры, значительно дороже, но никаких дополнительных слоев, кроме финишной отделки, он не требует. Ни воды ни пара не боится, длительное время выполняет свои задачи (более 25 лет). Точная цена утепления вспененным ППУ зависит от его плотности и толщины слоя, размеров напыляемой поверхности. Считается индивидуально.

Основные сведения

Пенополиуретан – это разновидность газонаполненных пластмасс (пенопластов). Структура этого материала представляет собой ячейки, которые наполнены теплоизоляционным материалом (углекислым газом или фреоном).

В настоящее время различные виды пенополиуретана пользуются большим спросом, поскольку их очень просто изготовить непосредственно на строительной площадке путем смешивания двух жидких ингредиентов, которые вступают в химическую реакцию друг с другом. При соблюдении необходимых пропорций синтезируется полимер, который представляет собой затвердевшую пену. Изменяя рецепт изготовления, можно получить пенополиуретаны с различными свойствами. В настоящее время различают три вида пенополиуретана: жесткий; средней жесткости; мягкий. Один из них подходит для теплоизоляции дверей и окон, другой – для утепления домов из железобетона или кирпича, третий – для разнообразных трубопроводов.

Достоинства и недостатки

Начнем с достоинств:

• На сегодняшний день 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 напыление, которое сводит на нет наличие мостиков холода, еще больше повышая эффективность утепления.
• Возможность напыления на поверхности любых, самых сложных форм.
• Низкая гигроскопичность. Одновременно с утеплением вы улучшаете гидроизоляционные характеристики поверхности. Это свойство используют при утеплении фундаментов, колодцев и других подобных сооружений.

  При утеплении фундамента дома пенополиуретаном одновременно решается и проблема его гидроизоляции

• Отличное сцепление с любыми поверхностями и материалами кроме полиэтилена. Отличная адгезия (сцепление) в некоторых случаях может рассматриваться как недостаток — его ничем не отмыть, так как растворителя для ППУ не существует. Отчищается только механическим путем, часто с фрагментами поверхности, на которую был нанесен.
• Длительный срок службы — до 25 лет с заявленными характеристиками, позже происходит замещение углекислого газа воздухом, теплопроводность повышается, но не катастрофически, напыляемая теплоизоляция продолжает работать.
• Если в течение первого года никаких нареканий утепление полиуретаном не вызвало, следующие пару десятилетий их и не будет.
• При использовании установок высокого давления напыление полиуретана занимает небольшой промежуток времени, причем без ущерба качеству.
• Достаточно высокая паропроницаемость пенополиуретана — 0,05-0,06, позволяющая выводить излишнюю влажность через стены, как и до утепления (если стены паропроницаемые).
• Не поддерживает горения (самозатухающий).

Как видите, приличный перечень достоинств, которые способствуют тому, что теплоизоляция пенополиуретаном постепенно становится все более популярной. Но и недостатки есть:

• Высокая цена — в 1,5-2 раза выше чем при утеплении минватой. Но если рассчитать за год службы, получится не дороже.
• Конечный результат сильно зависит от используемого оборудования и опыта пыльщика. Хорошие результаты достигаются только при полном соблюдении технологии.

  Теплоизоляция пенополиуретаном перекрытия на чердаке

• Из-за использования высокотехнологичного оборудования утепление пенополиуретаном очень и очень сложно сделать своими руками. Есть выход — купить оборудование в складчину на несколько хозяев — в этом, учитывая цены, резон есть. Но остается вопрос наличия опыта — добиться нормальных показателей самостоятельно очень сложно.
• Материал не горит, но при горении выделяет очень много едкого и вредного дыма.
• Боязнь ультрафиолета. Под воздействием солнечных лучей пена сплавляется, белая поверхность становится темно-коричневой. Но пленка определенной толщины защищает нижележащие слои от дальнейшего разрушения, так что при достаточной толщине ППУ, его даже можно оставлять открытым. Но внешний вид поверхности, утепленной пенополиуретаном, далеко не лучший, так что все равно предполагается финишная отделка.

Основной сдерживающий фактор в распространении утепления ППУ — высокая цена. Хотя, если сравнивать со стоимостью утепления экструдированным пенополистиролом, то цены не кажутся такими уж большими и это при том, что по времени напыляемая теплоизоляция укладывается в разы быстрее, дает лучший результат. В общем, если вы планируете утепление дома, данная технология стоит изучения.

Плюсы и минусы

Разберем все плюсы и минусы. Каждое качеств оказанное производителем, постараемся прокомментировать, чтобы точно указать на реальные свойства и несуществующие «плюсы».

Достоинства утеплителя:

1. Пристает к любой поверхности. Для утепления срубов и сложных поворотов труб отопления, такой материал действительно незаменим. Однако стоит уточнить, что приготовить поверхность перед нанесением все же придется: убрать лишнюю грязь, пыль и увлажнить поверхность.
2. Отсутствие мостиков холода. В какой-то степени это так, ведь утеплитель не требует каркас. Но с другой стороны, поверхность с нанесенным утеплителем смотрится не очень красиво, если не сказать отвратительно. К тому же, большая часть напыляемых утеплителей боится солнечного света. Поэтому утеплитель обязательно закрывается щитовым материалом: гипсокартоном, фанерой, ДСП и т.д. Но для крепления щита требуется каркас. Таким образом, мы вновь возвращаемся к проблеме мостиков холода. Каркас можно частично покрыть напыляемым утеплителем, однако это не решит проблему насовсем. То есть говорить о уменьшении теплопотерь через мостики холода можно, но о полном решении вопроса – нет.
3. Экологичность. Большая часть современных утеплителей экологичны. Использовать другие варианты просто запрещено. Однако стоит учитывать, что при пожаре напыляемый утеплитель начинает выделять огромное количество вредных веществ в помещение.
4. Шумоизоляция. Это достоинство нельзя раскритиковать. Материал действительно хорошо изолирует шум. При наличии качественной двери и стеклопакетов, об уличных шумах можно забыть навсегда.
5. Легкость утеплителя. Вес пенистого материала невелик, что позволяет использовать его для утепления легких конструкций и чердачных перекрытий.
6. Влагостойкость. С одной стороны это свойство проявляется в уменьшении коррозионной активности металла. Однако, при этом уменьшается Паропроницаемость стены, это может привести к появлению грибка в помещении. Однако некоторые виды распыляемого утеплителя паропроницаемы, рекомендуется приобретать именно такие варианты.

1. Первый и главный недостаток: цена. Все большее увеличение технологичности утепления, делает этот процесс слишком дорогим. Хотя любое утепление должно быть достаточно дешевым.
2. Требуется специальная установка. Еще не придумали баллон, в котором сразу происходит смешение обоих веществ. Поэтому перед использованием аппарата придется подготовить взвеси и заправить их.
3. Весь процесс подготовки и утепления придется проводить в специальных костюмах и с респираторами. Недопускается попадание утеплителя на кожу и в легкие строителя.
4. Давление. Несмотря на то, что материал проникает в любые щели, слишком большие дыры придется заделать. В процессе нанесения частицы пены продолжают расти. Из-за этого может возникнуть ситуация, когда рост пены продолжается в трещине, что расширяет его. Нужно заранее прикинуть, насколько критично иметь большие трещины.

Условия нанесения и подготовка поверхностей

Даже при хорошей адгезии, которой отличается утепление пенополиуретаном, подготовка поверхности не будет лишней. В первую очередь надо удалить все, что осыпается — и в первую очередь старую краску. Обязательному удалению и нейтрализации подлежат также жирные пятна. Их не должно быть.

Наносится ППУ на сухие, обезжиренные поверхности

Все, что не должно покрываться пеной должно быть закрыто полиэтиленом, закрепленным на скотч. Закреплять надо тщательно, без зазоров — отдирать пену сложно.

При утеплении кровли пенополиуретаном есть два способа нанесения теплоизоляции. Первый — делают постоянную сплошную обрешетку, на которую наливают пену. Второй — делают временный каркас, состоящий из двух параллельных плоскостей.

Если утепляются пенополиуретаном наружные стены здания, предполагается наличие финишной отделки. И после очищения поверхности надо позаботиться о том, чтобы на что-то можно было укрепить — на пену не получится. Для этого, чаще всего, на стены набивают деревянные или металлические планки, к которым затем крепится наружная отделка. На этом подготовка закончена. Но нанесение пенополиуретана возможно только на абсолютно сухую поверхность, при температуре выше +10°C. Других условий нет.

Утепление стен пенополиуретаном

Утепление напылением пенополиуретана – одна из самых популярных услуг на строительном рынке. Независимо от того, будет проводиться напыление своими руками или с помощью наемных рабочих, порядок действий будет примерно одинаковым.

Сначала стены дома очищаются от старого покрытия, краски или полиэтилена, обезжириваются и хорошо высушиваются. Если они будут влажными, сцепление полимера с поверхностью будет неполным, и утеплитель быстро придет в негодность.

Чтобы обезжирить стены, нужно использовать специальные пропитки и составы. Кроме того, эти средства защищают стены от грибка и плесени.

Второй этап подготовки стен и перекрытий перед напылением теплоизоляции – возведение опалубки, благодаря которой пена примет нужную форму и не будет сползать под собственным весом. Для этого понадобятся деревянные рейки шириной 5-10 см, и саморезы для их крепления к стенам.

Обрешетка может быть выполнена и из металла, но многие строители предпочитают дерево как более дешевый и простой в работе материал. Рейки должны быть установлены на ширине от 30 до 70 см друг от друга. Чем толще будет слой теплоизоляции, тем меньшее расстояние должно быть между брусками.

Обрешетка выполняет еще одну функцию. Если стены дома неровные, то их минусы можно замаскировать, выровнять при помощи теплоизоляции. Для этого по уровню устанавливаются бруски и направляющие, а затем по их высоте наносится пенополиуретан, и срезаются его излишки.

Начинают проводить напыление пенополиуретана снизу, распыляя пену небольшими порциями. Пистолет необходимо проводить в 20-30 см от поверхности, чтобы струя попадала точно в цель.

Большая часть аппаратуры, которой выполняется напыление, регулируется под конкретные нужды, и можно настроить аппарат как для быстрого напыления теплоизоляции толстым слоем, так и на тонкую струю для работы в ограниченном пространстве.

Напылять пенополиуретан нужно тонким слоем, так как после смешения компонентов полимера в камере пистолета и попадания смеси на воздух начинается химическая реакция, и вещество увеличивается в объеме в 40 раз. Нужно проводить напыление в несколько слоев, не дожидаясь, пока вещество высохнет.

Поскольку реакция идет неравномерно, напыление второго слоя позволяет выровнять поверхность первого. Обычно напыление теплоизоляции в 10 см толщиной требует проводить тройную обработку. Напылять вещество на обрешетку не нужно, чтобы стены не были кривыми.

Застывает пенополиуретан от одного до трех дней, в зависимости от слоя, плотности и температуры вокруг. Если проводить ремонт при температуре окружающей среды меньше +10 градусов, даже тонкий слой материала будет сохнуть несколько дней, и потеряет все свои плюсы.

После того как напыление высохло, можно проводить облицовку. Поверх слоя пенополиуретана может быть уложен слой штукатурки, сайдинг, или другой отделочный материал.

Процесс напыления

Если вы заключили договор с какой-то кампанией, в назначенное время приезжает микроавтобус. В нем установлено оборудование для напыления. Для работы аппарата высокого давления необходимо напряжение 380 В. Если у вас только 220 В, обычно запускают генератор, который выдает требуемое напряжение. От сети 220 В может работать аппарат низкого давления, но, как говорили ниже, качество теплоизоляции будет значительно хуже.

Обычно в дом или вокруг дома тянут только шланги, по которым в пистолет подаются компоненты для образования пены. Это удобно. Работники, которые производят напыление теплоизоляции, одеты в защитные костюмы, на них надеты респиратор, перчатки и очки. Респиратор необходим, так как до твердения компоненты пены токсичны, а все остальное — чтобы защитить кожные покровы от попадания ППУ, который потом отодрать невозможно.

Пену наносят снизу-вверх, небольшими порциями. Заливают все, без пропусков, стараясь не допустить образование раковин. По мере расширения пены, следят за тем, чтобы толщина слоя была не менее требуемой. После застывания пены излишки можно будет срезать, а недостаток ничем не восполнишь.

Что такое пенополиуретан

Пенополиуретан (ППУ) – собирательное название для целой группы полимеров. Так называют и поролон, и набивку для мягких игрушек, и плотный утепляющий материал.

Производятся полиуретаны жесткие, похожие по структуре на резину, и мягкие, которые можно использовать в быту, например, валики для краски и губки для мытья посуды.

Третий вид пенополиуретана – самовспенивающиеся смеси, такие как монтажная пена или напыляемый теплоизолятор. Все полиуретаны состоят из ячеек, наполненных воздухом, а потому застывший материал получается легким и обладает низким коэффициентом теплопроводности.

Для теплоизоляции помещений можно использовать как готовые плиты ППУ, плотность которых может различаться, так и самовспенивающиеся составы. Действие последних основано на смешении полиола и изоцианата с небольшим количеством воды, что вызывает бурную реакцию с выделением большого количества углекислого газа.

Смесь пузырится и застывает в таком виде за несколько часов или дней. Углекислый газ, заполняющий закрытые ячейки полимера, на 30% лучше, чем атмосферный воздух, удерживает тепло, а потому самовспенивающаяся смесь так быстро завоевывает популярность на рынке.

В монтажных пенах, в основе которых лежит такая же химическая реакция, используется только один компонент – полиол. При вспенивании он взаимодействует с кислородом и молекулами воды из атмосферы.

Застывшая пена имеет открытые ячейки, то есть совершенно иную структуру, чем тот материал, который применяется для утепления домов, а потому в разы хуже сохраняет тепло.

Параметры напыляемого утепления

Сразу стоит сказать, что, как и для любого другого утепления, стены зданий предпочтительнее утеплять снаружи. Если утеплить изнутри, то наружная стена будет промерзать. Сколько циклов разморозки/заморозки она выдержит — зависит от материала, но редко такой дом будет служить более 10 лет.

При утеплении пенополиуретаном снаружи, требуется финишная наружная отделка — очень непривлекательный вид имеет поверхность. Зато никаких проблем с промерзанием стен, здание будет служить долго.

С кровлей вообще проблем нет. Кровельные материалы рассчитаны на многократное промерзание, так что утепление пенополиуретаном кровли можно делать и изнутри, напыляя его непосредственно на «изнанку» кровельного материала или на обрешетку.

Нанесение напыляемой теплоизоляции возможно на любую поверхность, а утеплять кровлю можно изнутри

Снаружи утеплять дом или изнутри разобрались. Теперь немного о толщине слоя. Утепление пенополиуретаном делают обычно большой толщины. Это связано не с тем, что малой недостаточно. Обычно, как раз по теплотехническим характеристикам требуется толщина утепления в 2-3 см, а делают не менее 5 см. Это для того, чтобы при любых условиях точка росы оказывалась в толще теплоизоляции, а не в материале стены. Так как ППУ негигроскопичен, намокнуть он не может, конденсация просто не происходит, а излишняя влага благодаря паропроницаемости материала выводится естественным путем.

Популярные производители напыляемого утеплителя

• Полинор. Это достаточно популярный производитель напыляемой изоляции из пенополиуретана. В основном его популярность обеспечена приемлемым качеством по доступным ценам.
• Теплис. Это единственный производитель, продукцию которого можно наносить без специализированного оборудования.
• Селекшен 500. Это наилучший результат производства напыляемой теплоизоляции. Эта американская фирма выпускает жидкий керамический утеплитель крайне высокого уровня. Как это часто бывает с хорошими утеплителями: основной недостаток это цена.

В качестве вывода можно сказать, что напыляемая теплоизоляция — это несомненно хороший конкурент щитовым материалам. Однако большая часть преимуществ теплоизолятора преувеличена, поэтому говорить о материале как о панацее нельзя.

Сфера применения

Универсальность пенополиуретана и его эксплуатационные характеристики обеспечивают ему широкий диапазон применения. Например, в легкой промышленности он служит основой для производства синтетических кож и дублированных тканей. Его используют в качестве наполнителя для мягкой мебели, применяют в автомобильной индустрии.

Одними из характеристик пенополиуретана являются его низкая теплопроводность, небольшая паропроницаемость и гидроизолирующие свойства. Это позволяет использовать данный материал в качестве утеплителя. В сфере строительства он используется как теплоизоляция строительных объектов.

С его помощью проводится теплоизоляция пенополиуретаном таких участков:

• кровля и чердачные помещения;
• фундаменты;
• наружные и внутренние стены;
• перекрытия;
• животноводческие комплексы, фермы;
• магистральные трубопроводы.

При строительстве фундамента ППУ выполняет также гидроизоляционную функцию, а для стен – акустическую изоляцию. Обычно материал наносят методом напыления.

Кроме строительных объектов, ППУ как изоляционный материал используется для холодильных камер, цистерн и различных емкостей, автомобилей.