Плюсы и минусы использования ППУ как утеплителя: особенности утепления пенополиуретаном

Постепенно, но тем не менее, жители России начинают избавляться от ограниченных по площади квартир в хрущевках, где 3-комнатная квартира часто имеет меньшую площадь, чем современная однокомнатная. В настоящее время все больше появляется просторных частных домов.

• Что такое пенополиуретан
• Характеристики
  • Теплопроводность
  • Плотность
  • Срок службы
  • Адгезия
• Область применения
• Производители и цены
• Технология нанесения
  • На пол
  • На стены
  • На потолок
  • На кровлю

Учитывая повышенное внимание потребителей к теме теплоизоляционных материалов, редакция сайта StroyGuru подготовила цикл статей о современных видах утеплителей, их характеристиках, преимуществах и недостатках, лучших производителях. В данной работе расскажем все про утеплитель пенополиуретан, его жидкой версии, которая среди строителей зовется сокращенно — ППУ.

Что такое пенополиуретан

На строительном рынке стремительно расширяет свою нишу новый для России вид утеплителя — ППУ. Слабое знание характеристик материала, агрессивная реклама производителей и антиреклама конкурентов привели к тому, что вокруг этого материала полно мифов и домыслов, среди которых теряются не только простые потребители, но и профессиональные строители.

Так выглядит вспененный двухкомпонентный полиуретан.

Проблемы начинаются с терминологии. Под утеплителем ППУ многие понимают знакомый всем с детства поролон. Но это мягкая и очень эластичная разновидность пенополиуретана, которым в здании можно утеплить входные двери, но не конструктивные элементы. Настоящий утеплитель имеет жидкую форму.

Но и здесь потребители и специалисты допускают неточности, считая простую монтажную пену таким же утеплителем ППУ. На первый взгляд они правы: оба материала из пенополиуретана. Но разница все же есть и существенная. Утеплитель ППУ состоит из двух компонентов: «А» — полиола и «В» — полиизоционата. Смешиваясь, они вступают в реакцию синтеза полимера с выделением углекислого газа. В результате получается вспененный, с жесткой структурой и закрытыми ячейками материал. ППУ можно купить в бочках или заранее заправленных баллонах.

Монтажная пена состоит из одного компонента, который на воздухе вступая в контакт с парами воды (поэтому и существует рекомендация смачивать поверхность перед нанесением пены) и кислородом полимеризируется, создавая открытые ячейки застывшей пены. Отсюда и совершенно другие физико-технические показатели. Чтобы было понятно о чем речь, приведем таблицу с основными характеристиками материалов.

Таблица 1. Основные показатели ППУ и монтажной пены.

Виды пенополиуретана / Показатели	ППУ	Монтажная пена
Теплопроводность, Вт/(м×°К)	0,022-0,035	0,025-0,045
Количество ячеек закрытого типа, %	Более 90,0	Менее 50,0
Изменение объема пены по сравнению с началом процесса расширения	1 к 40	1 к 70-90
Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па)	0,02-0,05	0,07-0,17
Плотность, кг/м3	20,0-80,0	8,0-18,0
Влагопоглощение, %	1,0-3,0	10,0-60,0
Прочность на сжатие, кгс/см2	1,53-10,19	Около 1,02
Прочность на изгиб, кгс/см2	3,3-19,37	Около 17,0

Один из видов пенополиуретана – монтажная пена.

Следующий миф — утеплитель новый, малоизученный. Поэтому лучше отдать предпочтение хорошо проверенному, пусть и не лучшему, теплоизолятору.

Действительно, в России этот тип утеплителя стал применяться только со средины 90-х годов прошлого столетия. Свою нишу он отвоевывает с трудом, так как потребители по прежнему отдают предпочтение традиционным утеплителям: керамзиту, стекловате и вате из волокон базальта.

Позднее появление ППУ в странах СНГ вовсе не означает, что в странах Европы и Северной Америки он появился в то же время. Там он известен с конца 30-х годов ХХ века (изобрел немецкий химик Отто фон Байер). Сегодня львиную долю рынка утеплителей в США и Европе как раз и занимает двухкомпонентный пенополиуретан.

Характеристики

Нет ясности и в характеристиках материала.

Теплопроводность

Рекламируя свой товар, продавцы указывают очень низкие показатели теплопроводности ППУ. Редко, но можно встретить коэффициент 0,017 Вт/(м×°К), чаще — 0,020-0,022 Вт/(м×°К). Но это из области фантастики. Даже в условиях лаборатории, где можно выполнить все требования по качеству компонентов и их рецептуре, редко удается получить показатель теплопроводности 0,022 Вт/(м×°К).

Близкие значения достигаются только с применением фреона r141b в качестве пенообразователя, который в Европе запрещен к применению (поэтому и не выпускается). Использование других пенообразователей повышает значение коэффициента, в связи с чем в европейских странах теплоизоляционный слой с теплопроводностью в 0,028 Вт/(м×°К) считается высококачественным.

В России реальными являются цифры 0,030-0,035 Вт/(м×°К) (конкретное значение зависит от опыта исполнителей).

Однако, потребителям не стоит расстраиваться. Даже при нарушении технологии фактическая теплопроводность утеплителя заслуживает уважения, так как является одной из лучших и сопоставима с базальтовой ватой.

Плотность

От плотности утеплителя зависят прочность на изгиб (хрупкость), весовая нагрузка на конструкции и теплоизоляционные свойства.

Двухкомпонентный, с закрытыми ячейками ППУ, можно получить различной плотностью, объединенной в 3 группы.

• 1 группа. Низкая плотность — 28-32 кг/м3. Основная сфера применения потолки и стены изнутри помещения, на которые материал наносится тонким слоем. Коэффициент теплопроводности от 0,028 до 0,032 Вт/(м×°К). Паропроницаемость на уровне древесины — 0,05 мг/(м*ч*Па), что позволяет, правда условно, после детальных расчетов, использовать ППУ для утепления стен деревянных домов (о проблеме чуть ниже).
• 2 группа. Средняя плотность — 32-40 кг/м3. Классический представитель вида. Компоненты продаются раздельно, в баллонах. Используется для утепления всех конструктивных элементов здания. Имеет наименьший процент влагопоглощения среди всех видов утеплителей.
• 3 группа. Высокая плотность — 40-80 кг/м3. Добиться такой плотности с помощью переносного оборудования теоретически можно, но практически неосуществимо. Применяется в местах с высокой механической нагрузкой на теплоизоляционный слой, но только после специальной обработки поверхности, которую специалисты называют бронированием.

Срок службы

Производители ППУ считают свою продукцию долговечной, со сроком службы 30-50 лет. Такие цифры подтверждает и опыт использования этого утеплителя в США и Европе. Однако в России, в первые годы применения новинки, столкнулись с тем, что с фасадов многоэтажных домов утеплитель начал отваливаться пластами через 5-6 лет эксплуатации.

Вначале корень зла видели в плохой адгезии ППУ со стеновым материалом. Когда отставание приняло массовый характер, проблему начали изучать всерьез, обратились к западному опыту. Оказалось, что причина находится в совершенно другой плоскости — солнечные лучи. Материал не переносит ультрафиолетовое облучение, стареет или на языке ученых: подвержен УФ деструкции. При этом скорость старения составляет около 1 мм в год.

Самый страшный враг пенополиуретана – солнце.

Простая окраска утеплительного слоя стойкой к выгоранию краской или мастикой уберегает материал от деструкции, продлевая срок службы до 30 лет при открытом фасаде. Если же утепленный фасад отделан сайдингом или керамогранитом, о безопасности утеплителя вообще можно не беспокоится.

Адгезия

У вспененного полиуретана прекрасное сцепление со всеми видами строительных материалов, за исключением полиэтиленовой пленки. К примеру, для того, чтобы оторвать полимеризованный утеплитель от бетона, придется приложить усилие не менее 2,5 кг/см2, а стали — 1,5 кг/м2. Это очень большие цифры. Недаром лучшие виды клея на полиуретановой основе. Но такая адгезия возможна лишь при условии, что напыление утеплителя проводилось на чистую и сухую поверхность.

Не удержится утеплитель на побелке и «бухтящей» штукатурке — отвалится вместе с ними при незначительных механических нагрузках из-за малой прочности на изгиб.

Плюсы и минусы

Наиболее дискуссионным среди специалистов и потребителей является вопрос: какие плюсы и минусы утепления ППУ. Именно здесь много мифов и домыслов.

Рассмотрим вначале положительные стороны, которые не вызывают сомнения. Это:

• высокие теплоизоляционные свойства — утеплитель имеет один из лучших показателей теплопроводности;
• долговечность — срок эксплуатации не менее 30 лет;
• хорошая адгезия со всеми видами стеновых материалов;
• отсутствие швов — утеплитель напыляется сплошным ковром, в результате чего нет мостиков холода;
• экологичность материала — проблемы существуют только в момент нанесения, когда в процессе химической реакции выделяется углекислый газ. После завершения полимеризации ППУ становится полностью безопасным, так как в его составе нет летучих компонентов;

Пенополиуретан – экологически чистый продукт.

• самозатухание — не поддерживает процесс горения;
• малый вес, не создающий серьезных нагрузок на конструкции здания;
• возможность нанесения на самые сложные по геометрии поверхности;
• низкий уровень поглощения воды. Среди утеплителей — безусловный лидер;
• проявляет инертность практически ко всем веществам, используемым на бытовом уровне;
• не служит базой для размножения микроорганизмов;
• широкий диапазон температуры, в котором возможна эксплуатация — от -160 до +150oС;
• универсальность — можно утеплять снаружи и изнутри здания, чердак, стены, пол и потолок.

Однако, среди плюсов и минусов утепления пенополиуретаном есть и мифы.

• Служит отличным звукоизолятором. Имея закрытую ячеистую структуру и малый вес, пенополиуретан не может ни отражать, ни поглощать звуковые волны. Его шумоизоляционные свойства при утеплении металлических ангаров проявляются совсем по другой причине: приклеившись к металлу, материал не дает последнему возможности резонировать. А это совершенно другие принципы подавления шума, которые в квартирах и домах не работают.
• Не трогают мыши и крысы. Такой вывод делается на основании того факта, что полимер не переваривается в желудке грызунов. Но при этом упускается из виду то, что ходы в утеплителе грызуны делают с удовольствием.
• Использование ППУ позволяет сэкономить на паро- и гидроизоляции. Во-первых, такое утверждение относится только к высокоплотным материалам, а к средним по плотности условно. Во-вторых, при намокании во время прямого контакта с водой, сохнет очень долго. В этом случае утверждение о стойкости против плесени и грибка не работает — зафиксированы неоднократные случаи появления на поверхности колоний микроорганизмов. В-третьих, низкая паропроницаемость становится проблемой при наружном утеплении ячеистых материалов (газосиликатные и газобетонные блоки) и деревянных стен (более подробно о проблеме чуть ниже).
• Процесс нанесения утеплителя быстрый и простой. На счет быстрый, спорить сложно. Действительно, время утепления напылением пенополиуретана самое короткое по сравнению с другими утеплителями. А вот насчет простой технологии — миф. Нужны знания и высокая квалификация, иначе не получится нанести равномерный по толщине и сплошной, без швов, слой утеплителя.

Среди слабых сторон:

• интенсивное старение под воздействием солнечных лучей, что требует обязательной защиты утеплителя на фасадах;
• отсутствие паропроницаемости создает проблемы при утеплении деревянных стен и газонаполненных блоков снаружи, так как слой утеплителя смещает точку росы из толщи стены на ее поверхность. Внутри помещения в морозный день уровень влажности в несколько раз выше. Поэтому молекулы пара стремятся на улицу. Свободного отвода нет — препятствует ППУ. В результате образуется конденсат на стыке утеплителя со стеной. Дерево преет, пено- и газоблоки разрушаются образовавшимися кристаллами льда. При утеплении стен изнутри такой проблемы нет, как раз из-за низкой паропроницаемости утеплителя — влажному воздуху из помещения перекрывается доступ к точке росы, а сухого морозного воздуха недостаточно для образования конденсата;

Утепление деревянных стен ППУ – сомнительный метод теплоизоляции.

• сложная технология, из-за чего утепление ППУ своими руками невозможно;
• отсутствие устойчивости против грызунов. Материал не является кормовой базой и средой обитания мышей и крыс, но они с легкостью проделывают в нем ходы;
• невозможность устройства вентиляционного зазора, что требует сложных инженерных расчетов толщины напыляемого слоя — требуется для вывода точки росы с поверхности стены;
• необходимость использования специального оборудования;
• высокая стоимость материала и теплоизоляционных работ;
• невозможность сделать точный расчет расхода компонентов — даже у опытных специалистов толщина термослоя может колебаться в пределах 3-8 см;
• необходимость строго выполнять инструкцию по утеплению. Малейшие отклонения ведут к ухудшению теплоизоляционных свойств утеплителя;
• под сдавливающими нагрузками резко растет теплопроводность.

Область применения

Жидкий двухкомпонентный пенополиуретан служит прекрасным утеплителем для любых конструктивных элементов каркасных, кирпичных, блочных и панельных зданий, так как малый вес не создает серьезных механических нагрузок на конструкции дома, в том числе и облегченные.

Хорошая адгезия ППУ со всеми строительными материалами позволяет напылять утеплитель на вертикальные и наклонные поверхности: фасады, кровлю, стены внутри дома, потолок. Прекрасные теплоизоляционные свойства в купе с достаточно высокой влагостойкостью делают привлекательным этот вид утеплителя при термоизоляции дачных домиков, мансарды, балкона, пола (по лагам). Низкий уровень влагопоглощения — фундамента.

Внимание: использование материала под сдавливающими нагрузками сводит эффект теплоизоляции к нулю, в связи с чем ППУ не напыляется под стяжку и «мокрый фасад».

Используется утеплитель из пенополиуретана и в других отраслях. Им утепляют морозильные камеры, напыляют на трубы теплосетей. В последнее время в промышленном строительстве стали использовать готовый листовой материал для сэндвич-панелей, когда жидкий ППУ в заводских условиях заливается в формы.

Производители и цены

Лучшими производителями пенополиуретана специалисты называют компании:

BASF Polyurethanes GmbH. Немецкая компания «BASF Polyurethanes GmbH» является лидером в области производства полиуретанов. В линейке продукции и ППУ. В России совместно с ОАО «Нижнекамскнефтехим» создали предприятие «Эластокам» по выпуску компонентов для ППУ.

Yantai Wanhua Polyurethanes Co., Ltd. Китайский производитель с высококачественной линейкой пенополиуретанов.

SYNTHESIA INTERNACIONAL S.L.U. Испанское химическое предприятие SYNTHESIA INTERNACIONAL S.L.U. выпускает пенополиуретан с 2008 года. Продукция нашла своего покупателя во многих странах мира, в том числе и в России.

Цена у всех производителей около 650$ за 1 м3.

Технология нанесения

Самый распространенный метод утепления пенополиуретаном — напыление на конструктивные элементы здания.

ППУ напыляется на стены.

Но есть и другой способ — заливка, для которой требуется закрытое со всех сторон пространство. Используется в основном на заводах по выпуску сэндвич-панелей.

Заливка ППУ.

На пол

Перед напылением утеплителя на основании пола ведутся подготовительные работы, включающие в себя: удаление старой стяжки, ремонт бетонного основания (в деревянном доме восстанавливается черновой пол), гидроизоляцию перекрытия или чернового пола. Более подробно подготовительный процесс изложен в материале «Подготовка пола к заливке стяжки».

На подготовленную поверхность монтируется обрешетка под ламинат, паркет, линолеум или лаги под половицы. При этом и рейки обрешетки, и лаги должны быть выше утеплителя на 20-30 мм. Зазор необходим для обеспечения вентиляции.

На стены

Технология утепления фасада и стен изнутри помещения одна и та же. Состоит из последовательных операций:

1. с поверхности стен убирается старая отделка (как ее быстро убрать, можно посмотреть в работе «Выравнивание стен под покраску»);
2. монтируется обрешетка;
3. напыляется пенополиуретан. При этом особое внимание необходимо уделить углам, щелям и пустотам;
4. ножом подрезаются участки с выступающим утеплителем (легко обнаружить правилом);
5. на обрешетку крепится гипсокартон под отделку обоями, покраску или декоративную штукатурку.

На потолок

Утепление потолка ППУ проводят под навесной или натяжной потолок. В этом случае с поверхности плиты перекрытия убирается старая отделка, после чего тонким слоем наносится пена (обрешетка не требуется).

На кровлю

Крыша — одно из немногих мест в доме, где работы по утеплению пенополиуретаном можно выполнить самостоятельно. Для этого необходимо купить специальные комплекты с 2-мя небольшими баллонами и распылителем. В емкостях залиты исходные реактивы, а распылитель необходим для смешивания компонентов. Но до начала работ нужно просчитать финансовые затраты, чтобы крыша в прямом смысле слова не оказалась золотой.

Полупрофессиональный комплект для утепления ППУ.

Подготовка кровли к утеплению простая: поверхность обеспыливается и сушится. ППУ наносится изнутри между стропилами. После отвердевания пены, теплоизоляционный слой закрывается листами фанеры или ОСБ.

Схема утепления крыши ППУ.

Редакция портала СтройГуру.Ком постаралась объективно рассказать о таком неоднозначном утеплителе, как ППУ. Имея полную информацию о материале, можно сделать осознанный выбор и избежать ошибок.

Как выбрать утеплитель по плотности?

Выбор утеплителя по плотности зависит от конкретных условий эксплуатации и требований к теплоизоляции.

Общее правило заключается в том, что чем выше плотность утеплителя, тем лучше его теплоизоляционные свойства, но тем выше его стоимость. Оптимальная плотность утеплителя может варьироваться в зависимости от того, какое здание или конструкция будет утепляться, какой регион, климатические условия и бюджет.

Вот несколько рекомендаций по выбору утеплителя по плотности:

1. Для утепления стен жилых домов средней этажности обычно используют утеплитель с плотностью от 30 до 60 кг/м3. При этом, чем выше требования к теплоизоляции, тем больше должна быть плотность утеплителя.

2. Для утепления кровли рекомендуется выбирать утеплитель плотностью не менее 100 кг/м3.

3. Для утепления трубопроводов, кондиционеров и других инженерных систем используются утеплители с плотностью от 50 до 100 кг/м3.

4. При выборе утеплителя для утепления стен зданий, расположенных в регионах с сильными морозами и жестким климатом, следует уделять особое внимание плотности утеплителя и выбирать утеплитель с высокой плотностью.

5. Для утепления стен в странах с теплым климатом, можно использовать утеплители с низкой плотностью.

6. При выборе утеплителя для утепления конструкций с ограниченным пространством (например, стены тонких перегородок), следует выбирать утеплитель с более низкой плотностью.

В любом случае, выбор утеплителя по плотности зависит от конкретных условий и требований к теплоизоляции, поэтому лучше проконсультироваться со специалистами, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.