Сравнение пенополиуретана с другими распространенными теплоизоляционными материалами

Сравнение пенополиуретана с другими распространенными теплоизоляционными материалами

Самыми популярными теплоизоляционными материалами на российском строительном рынке являются минеральная вата, пенополистирол (ППС) и пенополиуретан (ППУ). На самом деле утеплителей гораздо больше, но на долю вышеперечисленных материалов приходится более 95% рынка. Каждый из этих материалов по-своему хорош, и поэтому для более осмысленного выбора необходимо знать их основные характеристики. С этой целью проведем сравнение теплоизоляции по четырем основным эксплуатационным характеристикам: теплопроводности, влагопроницаемости, сроку эксплуатации и экологичности.

На фото показаны самые распространенные виды теплоизоляционных материалов. Их основными характеристиками является коэффициент теплопроводности, влагопоглощение, срок эксплуатации и безопасность.

Теплопроводность пенополиуретана в сравнении с другими утеплителями Теплопроводность — основной показатель, оценивающий, сколько тепла материал проводит за единицу времени при изменении температуры на его поверхности на 1°С. Теплопроводность пенополиуретана — 0,02 Вт/м·С. По этому показателю ППУ значительно опережает своих конкурентов. Для сравнения теплопроводность ППС и минваты составляет соответственно 0,035 и 0,045 Вт/м·С.

Таким образом, слою ППУ в 50 мм соответствуют:

  • ППС – 80 мм;
  • минеральная вата – 120 мм.

Принципиальное отличие ППУ от других плитных и рулонных материалов заключается в том, что в утепленных им поверхностях со временем не образуются мостики холода, чего, к сожалению, не скажешь о других материалах, которые со временем стареют и меняют свои эксплуатационные характеристики.

На картинке показан график эквивалентной теплопроводности различных теплоизоляционных материалов. Слою утеплителя толщиной 80 мм из полиуретана по теплопроводности соответствует кирпичная стена толщиной 1,5 метра.

Влагопроницаемость теплоизоляции

Сравнение теплоизоляционных материалов по этому показателю в большей степени указывает на их эффективность. Даже если материал имеет прекрасный показатель по теплопроводности, но с течением времени накапливает влагу, он малоэффективен. Меньше всего поглощает влагу ППУ и ППС. А что касается минваты, то ее способность поглощать воду в 12-15 раз выше. Именно по этой причине минеральную вату защищают паро- и влагозащитными пленками.

Срок эксплуатации

Этот критерий оценивает время эксплуатации теплоизоляционного материала, в течение которого он не меняет свои эксплуатационные характеристики. По этому показателю пенополиуретану нет равных. Заявленный срок службы у этого материала равен 50 годам. При этом он не теряет свои качества при экстремально низких и при экстремально высоких температурах. Кроме этого с течением времени он не дает усадку в отличие от той же минваты. Гарантированный срок эксплуатации ППС – 12-15 лет, минеральной ваты – 3-8 лет.

Пенополиуретан выпускают толщиной от 20 до 100 мм. В отличие от других теплоизоляционных материалов срок службы пенополиуретана составляет более 50 лет.

Экологичность Для гражданского строительства экологичность — очень важный показатель. По санитарным нормам и правилам теплоизоляционные материалы, применяемые в строительстве, должны быть абсолютно безвредны. Тем не менее, практически все материалы излучают какое-то количество химических веществ, но оно настолько мизерное, что не оказывает вредного воздействия на здоровье человека. Пенополистирол и пенополиуретан в сравнении с минеральной ватой выигрывают, так как абсолютно безопасны. В состав минваты входят фенолы и формальдегиды, поэтому ее следует надежно изолировать. Для минимизации вредного влияния утеплителей на здоровье человека их лучше монтировать с наружной стороны здания. Стоит отметить еще одну особенность: если ППУ абсолютно не интересует грызунов, то пенопласт и минеральная вата для них — излюбленная среда обитания.

Таблица теплоизоляционных материалов

Для большей наглядности сведем теплоизоляционные свойства материалов в таблицу:

Плотность,

кг/м³

Коэффициент теплопроводности,

Вт/м С

Толщина,

мм

Срок эксплуатации,

лет

Проанализировав технические характеристики наиболее популярных утеплителей, и проведя сравнение пенополиуретана с другими утеплителями, становится понятно, что ППУ лучше по многим основным показателям. Благодаря своей универсальности, а утеплять им можно все конструктивные элементы зданий, трубопроводы и запорную арматуру, его доля на рынке с каждым годом увеличивается, и он по праву заслуживает репутацию одного из самых доступных и эффективных материалов.

Паропроницаемость

Высокая паропроницаемость – еще один минус утеплителя. Неплохо, когда дом «дышит» и из него уходит водяной пар. Но только 30% пара уходит через стены, а остальные – через вентиляцию. А высокая паропроницаемость утеплителя – скорее минус, чем плюс.

Паропроницаемые материалы позволяют теплу «выдуваться» из дома, а большинство из них гигроскопичны, т.е. отлично впитывают влагу. Особенно высок этот показатель при утеплении пеноизолом, поглощающим в 23 раза больше жидкости, чем обычная вата.

Но если пеноизол легко не только берет, но и отдает влагу, то утепляющие ваты намертво «вцепляются» в нее. Поэтому утепление минватой или эковатой – сомнительный шаг, требующий многочисленных дополнительных мер защиты, удорожающих процедуру. При этом нет уверенности, что стены не будут постоянно мокрыми, а в холодное время года впитавшаяся вода замерзает, превращаясь в разрушающие ледяные кристаллы.

Всем, кто решил утеплиться, неплохо ознакомиться с коэффициентами паропроницаемости применяемых материалов

Наименование Коэффициент мг/м*ч*Па
ППУ 0,02
Вспененный полиэтилен 0,02
Пенопласт 0,03
Пеноизол 0,2
Эковата 0,3
Минвата 0,4-0,6
Стекловата 0,6
Фибролит 0,11-0,16

Низкая паропроницаемость – еще один плюс пенополиуретана. Он не пропускает влагу в материал стен, и она выводится в вытяжную систему. Поэтому на стенах не расползутся плесень и грибок.

Коэффициент теплопроводности, ЭФФЕКТИВНЫЙ срок службы и толщина слоя

Наименование Коэффициент теплопроводности Срок службы Толщина слоя
Пенополиуретан 0,025 50 лет 5 см
Пенополистирол 0,035 15 лет 8 см
Пенопласт 0,04 10 лет 10 см
Минвата, базальтовое волокно 0,045 8 лет 12 см
Стекловата 0,05 5 лет 15 см
Керамзит 0,15 40 лет 35 см

Примеры расчета толщины утеплителей

ДЛЯ ТЕХ КТО СТРОИТ

Для того, чтобы добиться требуемого минимального значения теплосопротивления R=3,0 приведем четыре примера.

Стены дома из силикатного кирпича, толщина стены 0,38 м. R= 0,44.

Требуемое значение R — R_стены = 3,0 — 0,44 = 2,56. Теперь 2,56 умножаем на коэффициент теплопроводности ППУ = 0,025. Получаем:

2,56 х 0,025 = 6 см ППУ.

(пенополистирол — 9 см., пенопласт – 12 см., минвата и т.п. – 15 см., стекловата – 20 см., керамзит – 35-40 см. )

Все материалы кроме ППУ еще нужно крепить к поверхности. Керамзит нужно засыпать. ППУ наносится сразу в готовом виде.

Стены дома из деревянного бруса 150 мм. R=1,07.

1,93 х 0,025 = 5 см ППУ.

Стены дома из пено- газобетонного блока 40 см. R= 1,1

1,9 х 0.025 = 5 см ППУ.

Утепление крыши из листового металла (профнастил, металлочерепица) или ангаров. R=0,1

2,9 х 0,025 = 7 см ППУ.

Таким образом, сооружение из металла, утепленное ППУ слоем 7 см приобретает требуемое значение теплосопротивления R=3,0 и пригодно для круглогодичного проживания.

Теперь сравните это с тем, что мы видим вокруг. Практически нигде нет такого уровня теплоизоляции зданий, а ведь R=3,0 — это необходимый минимум!

Используя пенополиуретан в качестве утеплителя можно значительно снизить затраты на строительство за счет возведения стен меньшей толщины, менее массивного фундамента и т.д.

Легкий каркасный дом на столбчатом фундаменте, обшитый снаружи ЦСП или сайдингом и утепленный ППУ слоем 7 см в ДВА РАЗА ТЕПЛЕЕ коттеджа с толщиной стен в два кирпича. А стоимость этих домов несопоставима. Утепленный ППУ каркасный дом размером 12 х 9 обойдется в 800-900 тыс. руб., а утепленный дом такого же размера из кирпича или блоков будет стоить 2 — 2,5 млн. руб.

Если же такой дом построить своими руками (технология доступна каждому, было бы желание), то его стоимость не превысит 600 тыс. руб. Основной материал — брус 150х50 или 200х50. Вряд ли существует более выгодное предложение: за сравнительно небольшие деньги получить теплый дом для круглогодичного проживания, не опасаясь за качество утеплителя и ежегодно экономить на отоплении круглую сумму.

В таком теплом доме абсолютно не нужны громоздкие и дорогие водные системы отопления в виде электрических или газовых котлов, труб и радиаторов. Для обогрева 80 кв.м. достаточно несколько нагревателей с общей потребляемой мощностью 3 КВт. и бензиновый генератор на 5 КВт для аварийных случаев.

Если же средства позволяют построить кирпичный дом, то ППУ позволить существенно снизить первоначальные затраты на фундамент и кирпич, а затем существенно сократить расходы на отопление.

Для примера. В Самаре есть дом утепленный жестким ППУ слоем 15 см. Материал стен — силикатный кирпич. Общая площадь дома — 365 кв.м., 1-й этаж и мансарда.

Отопление — электрические инфракрасные нагреватели, котла и радиаторов нет.

Общая потребляемая мощность в зимний период, включая отопление и все бытовые приборы — 3 500 КВт/мес. или 4,9 КВт/час.

По ценам на электроэнергию в 2015 году расходы на дом в зимний период составляют не более 5 000 руб/мес.

В доме стабильная температура +23 — +24.

Технология напыления и расход пенополиуретана

Напыление ППУ производится на самом объекте с помощью мобильного пеногенератора.

Однократный проход дает всего 5-10 мм ППУ, что составляет 0,5-1 кг/м2, поэтому нужная толщина достигается в несколько проходов после полного высыхания предыдущего слоя.

Полимеризация пены происходит за 10-40 секунд, полное высыхание слоя — за 24 часа. На качество и скорость работы влияют такие факторы, как скорость ветра, температура окружающей среды и др.

Процесс напыления состоит из следующей последовательности действий:

  • тестирование оборудования;
  • очистка поверхности от влаги, пыли, жира, ржавчины и проч.;
  • гомогенизация компонентов в бочках;
  • смешивание компонентов в пеногенераторе;
  • контрольное напыление с замерами;
  • напыление ППУ на выбранную поверхность.

Расход материала зависит от плотности ППУ, толщины слоя. Если исходить из приведенных выше данных, то каждый сантиметр наносимого на 1 кв. метр ППУ весит порядка 1 кг. Отсюда несложно рассчитать массу материала при заданной площади поверхности и толщине покрытия.

Также есть данные, что 20 мм ППУ обходится примерно в 500 рублей за кв. метр, 50 мм — 550 рублей, 100 мм — 600 рублей. Разумеется, цены могут меняться со временем и в разных фирмах.

Заключительные рекомендации

Посмотрите интересное видео:

Пенополиуретан прочно склеивается с поверхностями и не отслаивается, а в случае небольших деформаций строительных конструкций он сохраняет свою целостность за счет высокой эластичности. Таким образом, при использовании пенополиуретана создается бесшовный и эластичный слой теплоизоляции, не требующий использования гидроизоляционных и пароизоляционных материалов.

Нюансы выполнения работ с пенополиуретаном

За рабочую смену при расходе 1л/мин можно выработать пенополиуретана на необходимую теплоизоляцию труб или чего-то еще до 6 кубических метров. Технологи должны грамотно строить рабочий процесс и осуществить при его разработке выбор установок под конкретную плотность той или иной марки ППУ. Если требуется выполнять теплоизолирование стен, плотность пенопластовой «шубы» должна быть на уровне 30-50 кг/м3. При производстве теплоизоляционных работ в отношении кровли показатель плотности ППУ должен быть 45-70 кг/м3. При напылении потолка – до 12.

Особенностью процесса нанесения пенопласта на поверхность с низкой температурой является выполнение первого слоя в виде тонкослойного грунта (не больше 10-20 мм). Другие слои могут быть значительно толще. Есть и иные нюансы, в частности заключающиеся в явлении «уминания» каждым последующим слоем ППУ предыдущих, что повышает общую плотность всего покрытия.

Описание свойств ППУ

В разделе Пенополиуретан-описание, характеристики мы уже описывали ППУ вкратце. ППУ в быту это поролон, жёсткие строительные марки используются в утеплении стен, фундаментов, полов, крыш, балконов.

Есть два способа монтажа ППУ: листами и напылением. Более качественное утепление создаётся напылением при помощи оборудования высокого давления GRACO. Наша компания «Твой тёплый дом» пользуется именно таким оборудованием.

Основные достоинства пенополиуретана

  1. теплопроводность ППУ 0.02 — 0.03 ниже, чем у пенопласта, и в 2 раза ниже, чем у минеральной ваты;
  2. высокая влагостойкость, практически не впитывает воду;
  3. температура использования ППУ от -70 до +110 градусов;
  4. официальный срок эксплуатации — более 30 лет, известны случаи — 60 лет, это в 5 раз больше, чем у пенополистирола и минеральной ваты;
  5. во время эксплуатации нет деформации, просадки;
  6. ему не страшны плесень и грибок;
  7. хорошая звукоизоляция;
  8. сплошное бесшовное покрытие и заполненные пеной щели, благодаря напылению мелкодисперсной пены;
  9. нет конденсата, а значит нет плесени;
  10. хорошая прилипаемость к любой поверхности;
  11. нет затрат на монтаж из-за отсутствия пароизоляции, ветрозащиты, контрреек, вы покупаете сразу монтаж и сам утеплитель;
  12. низкая нагрузка на конструкции из-за малого веса;
  13. гибкость и упругость под нагрузками;
  14. самый быстрый монтаж по сравнению с другими утеплителями и без отходов
  15. в наши цены заложена стоимость монтажа и материала. Какие житейские проблемы людей решает ППУ смотрите здесь.

Недостатки пенополиуретана

  • более высокая цена, этот недостаток компенсируется экономией до 50% на отопление и охлаждение помещений, нет сквозняков по полу;
  • нужна защита от солнца, ППУ надо закрывать краской или декоративным покрытием, например, сайдингом.

Сферы применения

В качестве теплоизолирующего материала пенополиуретан широко применяется в строительстве. Он может использоваться для утепления кирпичных, бетонных или деревянных конструкций. Им обрабатывают фундаменты, крыши, наружные стены домов. Кроме того, благодаря полезным свойствам этого материала он востребован также в других областях:

  • в промышленности и приборостроении;
  • в автомобилях, самолетах, морских судах;
  • для изоляции трубопроводов, теплосетей.

Эластичные разновидности ППУ широко используются в производстве мебели и постельных принадлежностей. Матрасы и наполнение диванов из пенополиуретана популярны благодаря его свойству сохранять форму, экологичности, долговечности.

Сферы применения ППУ

Способы утепления

Мы рассмотрели лишь основные достоинства и недостатки данного утеплителя. Многие же другие плюсы и минусы зависят от технологии утепления пенополиуретаном – ППУ может применяться следующими способами:

Далее рассмотрим, как осуществляется утепление ППУ каждым из этих способов, и какими особенностями эти технологии обладают.

Напыление

Напыления пенополиуретана осуществляется при помощи специального оборудования – торкет-машины. Последняя обеспечивает смешивание ингредиентов, а также подачу готовой пены на сопло под высоким давлением.

Достоинства:

  • Универсальность. Пена надежно прилипает к любым поверхностям. Таким образом можно выполнить утепление мансарды пенополиуретаном, скатной крыши, наружных и внутренних стен, полов, перекрытий и пр.;

Методом напыления ППУ можно утеплить кровлю

  • Отсутствие мостиков холода. Утеплитель ложится на поверхность сплошным слоем, благодаря чему исключается появление мостиков холода;
  • Высокая скорость работы. Пена быстро наносится, и практически сразу застывает. Это позволяет сразу же после утепления приступать к отделочным работам.

Для напыления пенополиуретана требуется дорогостоящее оборудование

Недостатки:

  • Потребность в оборудовании. По этой причине выполнить утепление своими руками невозможно;
  • Сложность процесса. Напыление ППУ — это достаточно сложный процесс, требующий высокой квалификации оператора. Поэтому доверять работу желательно известным фирмам, которые представляют гарантию;
  • Токсичность. Жидкая пена токсична. Правда, после застывания утеплитель абсолютно безвреден для здоровья.

Всем известная монтажная пена – это тоже пенополиуретан, только однокомпонентный и смешанный с газом. Структура монтажной пены одноячеистая.

Стоимость. Утепление квадратного метра поверхности данным способом составляет около 500 рублей.

Заливка

Заливка отличается от напыления тем, что смешивание ингредиентов ППУ происходит без воздействия воздуха. В результате получается пена сметанообразной консистенции, которая подается с минимальным давлением. Это позволяет заливать ППУ в полости различных конструкций.

Заливка пены в каркасные стены осуществляется через отверстие, после их обшивки

Чаще всего таким способом выполняют утепление каркасных стен, полов и перекрытий. Также можно выполнить утепление мансарды ППУ или обычной скатной крыши.

Достоинства:

  • Возможность заливать пенополиуретан в формы. По такой технологии изготавливаются ППУ скорлупы для труб и прочие изделия;
  • Отсутствие мостиков холода. При заливке полостей стен и горизонтальных поверхностей, как и в предыдущем случае, исключаются мостики холода.
    Единственное, холодные зоны могут возникнуть в результате неполного заполнения каркасных стен. Поэтому утеплением должны заниматься специалисты;

Методом заливки можно утеплять двухслойные кирпичные стены

Недостатки:

  • Ограниченность применения. Данным способом невозможно утеплить сплошные стены;
  • Потребность пароизоляции. Перед утеплением каркасных стен и прочих конструкций изнутри обязательно нужно обеспечить герметичную пароизоляцию. В противном случае деревянные конструкции быстро придут в негодность.

Кроме того, данная технология имеет те же недостатки, что и напыление.

Стоимость. Цена одного куба пенополиуретана находится в пределах 6000-7000 рублей.

ППУ плиты представляют собой готовый к применению утеплитель

Плитами

Утепления объекта ППУ плитами – это наиболее простая и в то же время универсальная технология. Принцип монтажа плит не отличается от использования любых других плитных утеплителей, таких как пенопласт, пеноплекс или минвата.

Помимо универсальности, использование плит имеет и другие достоинства:

  • Высокая прочность. Это позволяет использовать плиты для утепления полов под стяжку или даже для утепления фундаментов;

ППУ плитами можно утеплять любые поверхности дома включая фундамент

  • Возможность отделки утепленных стен разными способами. Утепление дома ППУ плитами можно выполнить как под мокрую отделку (штукатурку/покраску), так и под листовые материалы, которые монтируются на каркас;
  • Возможность самостоятельного утепления. Инструкция по монтажу плит достаточно простая, что позволяет справиться с поставленной задачей даже новичку.

Недостатки:

  • Высокая цена. Если ваш выбор во многом зависит от стоимости утепления, то плиты ППУ вам не подойдут по причине высокой стоимости;
  • Возможность образования мостиков холода. Плиты при монтаже необходимо укладывать вплотную друг к другу, а имеющиеся щели запенивать. В противном случае эффективность утепления сильно снизится.

По этим причинам пенополиуретановые плиты не получили широкого распространения.

Экструзионный пенополистирол — более дешевая альтернатива пенополиуретану

Вместо ППУ плит можно приобрести плиты экструзионного пенополистирола. Они тоже обладают отличными характеристиками, но при этом стоят в несколько раз дешевле.

Стоимость. Цена одной плиты размером 1200х600х60 мм начинается от 750 рублей.