Утепление кровли пенополиуретаном толщина слоя

Утепление крыши пенополиуретаном. Плюсы и минусы

Кто такой этот пенополиуретан

Пенополиуретан (ППУ) – подвид газонаполненных пластмасс (пенопластов). Его структура представляет собой ячейки, наполненные теплоизоляционным материалом (фреоном или углекислым газом).

Пенополиуретан образовывается из двух составляющих путем их смешивания с помощью специального оборудования. Поэтому его качество прямо пропорционально качеству составляющих компонентов. При правильном процессе и соответствующих компонентах он становится удобным и практичным изолирующим материалом с универсальными характеристиками.

Если рассмотреть ППУ с химической точки зрения, окажется, что он является термореактивным полимером, получаемым при совершении термической химической реакции, возникающей из-за смешения двух компонентов: полиола и изоцианата.

Сырьем для получения ППУ являются нефтепродукты и растительное сырье.

Какие бывают виды ППУ

В настоящее время различают 3 вида ППУ:

Положительные качества ППУ

ППУ обладает рядом свойств, являющихся не просто положительными, а уникальными:

1. Поверхность, получаемая из ППУ, не имеет швов, щелей, пустот, трещин.

1. Монолитная структура обеспечивает прекрасную шумоизоляцию и высокую теплоизоляцию.

1. Применение ППУ позволяет делать теплоизолирующий слой минимальным – 50 мм ППУ заменяют 150 мм.

1. Транспортные расходы на порядок меньше чем у других утеплителей.

1. Напыление ППУ не требует проведения подготовительных работ. При утеплении кровли его можно наносить на поверхности любой геометрической формы. Это особенно важно при утеплении крыши Судейкина или шатровой крыши.

1. При напылении ППУ нет необходимости в установке креплений. Это позволит при проведении работ не уродовать кровельные материалы и получать теплоизоляцию в которой отсутствуют мостики холода.

1. Использование ППУ возможно в любой точке нашей страны — температура его эксплуатации от -150°С до + 220°С.

1. Использование ППУ делает прочнее кровельную систему крыши.

1. ППУ имеет высокую тепловую инертность, что позволяет ему сохранять зимой тепло, а летом прохладу.

1. Благодаря низкому коэффициенту водопоглощения ППУ не намокает и создает дополнительный гидроизолирующий слой. Для крыши это особенно важно — защита от влаги позволит избежать появления плесени на деревянных элементах крыши.

1. Высокая скорость проведения работ.

1. Полная биологическая нейтральность.

1. Пожаробезопасность – ППУ не поддерживает горения.

1. Срок службы достигает 30 лет.

Рассмотрим подробнее характеристики пенополиуретана.

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности пенополиуретана составляет 0,025 Вт/м*К. Это самый низкий показатель в сравнении с минеральной ватой и пенопластом как наиболее распространенными утеплителями. Такое его свойство, как закрытая пористость, не позволяет проникать воде в массу материала, а значит, сохраняются его рабочие качества. Поэтому утепление пенополиуретаном выгодно и эффективно.

Легкость в нанесении

Толщина нанесенного пенополиуретанового покрытия составляет 3-7 см. Причем для плотного нанесения не требуются дополнительные крепежные элементы, так как одним из качеств является высокая адгезионная прочность. Это значит, что при нанесении он практически прилипает к поверхности независимо от ее состава и заполняет все трещины и поры. Это полностью исключает возможность накапливания конденсата и проникновения холода.

Срок эксплуатации

Долговечность ППУ – одна из его основополагающих характеристик. Он используется не менее 30 лет. Если же материал не находится в контакте с окружающей средой, срок его службы продлевается до 60 лет. Преждевременное снижение работоспособности зачастую вызвано низким качеством изделий или некорректными условиями эксплуатации. К последним может относиться температура выше 100° или, к примеру, систематический контакт с жидкостью в условиях высокого давления.

Безопасность

Материал хорош тем, что при эксплуатации «работает» без выделения токсичных веществ. К тому же он не горюч, что также является его преимуществом.

Шумопоглощение

Способность поглощать шумы зависит от нескольких параметров материала: его эластичности, толщины изоляции и способности пропускать воздух. Данная характеристика напрямую связана с жесткостью каркаса и частотой звуковых колебаний. Воздух, находящийся в ячейках, также влияет на поглощение звуковых волн. Опытным путем было выяснено, что эластичный ППУ является лучшим шумопоглотителем.

Недостатки ППУ

Как и у всякого нормального строительного материала, у ППУ тоже есть недостатки. К ним относятся:

1. Повышенная разрушаемость при воздействии на него ультрафиолетового облучения. Поверхности, покрытые ППУ, должны быть максимально быстро защищены от воздействия прямых солнечных лучей.
2. ППУ не может быть использован для утепления крыш, покрытых металлочерепицей и профлистом. Причина — уничтожается вентиляционный зазор и конденсат, образующийся на кровельных материалах, начинает усилено их разрушать.
3. Относительная дороговизна как самого материала, так и работ по его напылению.

Как видите, недостатков у ППУ значительно меньше, чем достоинств. Именно поэтому он стал так популярен и используется в строительстве повсеместно. Детальней о его сферах применения поговорим ниже.

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.

Технология напыления ППУ

Такой способ нанесения материала на поверхность, как напыление, позволяет без труда обрабатывать самые геометрически сложные и труднодоступные поверхности. Подобная жидкая теплоизоляция дает бесшовный теплоизоляционный слой, который плотно прилегает к поверхности даже там, где невозможна укладка теплоизоляторов в виде плит.

Напыление ППУ образует пену, которая после затвердевания не трескается и не дает усадки. Так как слой влагонепроницаемый, то не требуется дальнейшая гидроизоляция и пароизоляция. Ветер также не проникает в дом после нанесения этого слоя.

Метод относительно прост и не требует физического напряжения. Через форсунку жидкий утеплитель выдувается на любые участки конструкции. Важно, что при этом он не утяжеляет их, так как нанесенный тонкий слой к тому же имеет небольшой вес.

Плотность состава можно изменять за счет изменения подбора и дозировки компонентов. Температура состава должна быть 10-25°. В помещении требуется минимум +5°, иначе раствор необходимо нагреть. Температура окружающей среды не должна быть выше +40°.

Прежде чем начать сам процесс, требуется привести в порядок поверхность. Ее нужно очистить от всех возможных загрязнений и тщательно высушить. Металл очищается от ржавчины, обезжиривается. Алюминий покрывается высокоадгезивной грунтовкой, для увеличения сцепления.

В баки установки для напыления заливаются составляющие компоненты, которые потом подаются в пистолет распылитель. Компрессор нагнетает воздух и смешивает составные, распыляя их под давлением. Благодаря химической реакции смесь, попадая на поверхность, вспенивается и буквально через несколько минут затвердевает.

Полностью состав застывает через сутки, после чего нужно удалить излишки с помощью острого ножа. Следующий слой наносится только после полного затвердевания предыдущего.

Несмотря на безопасность и экологичность застывшей массы, при ее смешивании и нанесении рекомендуется работать в защитном костюме. Особо важно это для глаз и органов дыхания.

На пол

Напыление пенополиуретана в жилых помещениях осуществляется очень редко, несмотря на безвредность полимеров после полимеризации. Так происходит из-за возникновения некоторой затхлости в помещении вследствие низкой паро- и влагопроницаемости материала. Теплоизоляция ППУ будет уместна, если в доме есть следующие условия:

• оборудован теплый подвал;
• в наличии цокольный этаж;
• перекрытия пола – на лагах.

Плюсом пола, покрытого ППУ, является то, что внутрь помещения не проберутся из подвала грызуны или насекомые. Удобно, что не потребуется дополнительная гидроизоляция – с этим успешно справляется пенополиуретан.

На стены

Распыление материала на предварительно подготовленную стену происходит в один или несколько, если требуется гидро- и шумоизоляция, слоев.

Материал напыляется внутри и снаружи, однако при наружном нанесении необходимо защитить его от воздействия УФ-лучей. Это можно сделать с помощью листового гипсокартона или краски с УФ фильтром.

На потолок

Нанесенный на потолок ППУ выполняет целых три задачи по обеспечению микроклимата в доме:

• будучи звукоизолятором, обеспечит тишину в доме даже в самый сильный дождь;
• зимой в холодные дни в помещениях будет тепло за счет бесшовности материала: тепло поднимается наверх и опускается вниз, не находя выхода;
• летом разогретый воздух не сможет попасть в помещение снаружи, сохраняя прохладу и комфорт.

Потолок утепляется в самых разных строительных объектах: промышленных, хозяйственных, жилых, причем как частных, так и многоквартирных домах, прочих сооружениях.

Перед нанесением материала необходимо провести подготовительные работы: укрыть полиэтиленом все, что уже сделано начисто, обеспылить и высушить поверхности, проследить, все ли коммуникации смонтированы до работы. Если утепляется потолок первого этажа, над которым находится второй или мансарда, слой должен быть толщиной 35 мм. Если это потолок плоской кровли, утеплитель должен быть не менее 80 мм. В целом толщина слоя зависит от плотности состава.

После нанесения требуется очистить лаги от попавшей пены и отделать гипсокартоном или вагонкой. За все 30-50 лет эксплуатации свойства материала не изменятся.

На кровлю

Пенополиуретан для теплоизоляции кровли прежде всего хорош тем, что не требует монтировать специальный каркас и обходится без крепежных элементов. Поверхность конструкции можно дополнительно не подготавливать, лишь избавить от пыли. Материал хорошо сцепливается с любым видом поверхности: бетонной, металлической, деревянной. Одинаково качественно покрываются вертикальные и горизонтальные конструкции крыши.

Качественно теплоизолированная крыша позволит снизить потери тепла на 15%.

Наличие сложной обрешетки или проложенных инженерных коммуникаций не затруднит работу. К тому же расположенные наверху помещения будут защищены от попадания влаги через чердачные перекрытия.

Производители, цены и формы выпуска

Среди известных по всему миру производителей ППУ следует упомянуть следующие бренды: Synthesia (Испания), Ecotermix (Китай/Россия), Demilec (Канада/США), Bayer (Германия).

ППУ выпускается в следующих видах:

• поролон (рулон, мат);
• ППУ жесткий (лист, панель, литая скорлупа);
• жидкий (напыляемое покрытие).

Смесь для распыления подразделяется на открытоячеистую и закрытоячеистую.

Что касается цен, они зависят от толщины и количества слоев, площади и ее характеристики. Так, слой толщиной 50 мм средней плотности 25 кг/м3 стоит от 600 до 700 руб., а 35 кг/м3 – 650-800 руб.

Нанесенная типографским способом торговая марка покажет, что эта продукция действительно изготовлена надежным поставщиком.

Теплоизоляция пенополиуретаном, цена за м2

Стоимость услуги по напылению ППУ зависит от расхода компонентов, площади, количества нанесенных слоев и плотности самого слоя. Если вы решились на утепление пенополиуретаном, цена за м2 составит примерно около 500 рублей, если толщина слоя 20 мм. С увеличением его толщины стоимость соответственно также увеличивается: 50 мм будет стоить от 550 рублей, 100 мм – от 660 рублей.

Конечно, утеплять дом пенополиуретаном будет стоить дороже, чем пенопластом, однако удобства при укладке того стоят. Вам не потребуются каркасы и крепления, не нужно выравнивать поверхность, а главное, что округлые и сложные формы будут покрыты так же ровно и плотно, как классические поверхности.

Источник

Расчет толщины слоя ППУ при напылении

Для пользователей сайта разработан специальный сервис, который называется «Калькулятор напылёнщика». Его предназначение — помочь в расчете всех важных параметров перед началом утепления.

К этим параметрам относятся:

• толщина слоя ППУ,
• расход компонентов,
• стоимость по средней цене.

Калькулятор создан опытными специалистами и гарантирует точность. Чтобы приступить к началу расчета показателей нажмите здесь.

Необходимая толщина слоя ППУ при напылении

Один из первых вопросов, с которым сталкивается владелец бизнеса в области теплоизоляции, в том числе и в области напыления пенополиуретана (ППУ), является вопрос расчета требуемой толщины слоя теплоизоляционного материала. Действительно, в задаче очень много переменных — климатическая зона, тепловлажностные условия внутри помещения, назначение помещения, какой частью строительной конструкции является область утепления, требуемая температура в помещении, сопротивление теплопередаче существующей строительной конструкции, свойства теплоизоляционного материала, влагонакопление и некоторые другие факторы. Особенно трудно приходится, когда напыление ППУ применяется только лишь для отдельной части строительной конструкции, а не для всего помещения.

С одной стороны, велик соблазн угодить Заказчику и предложить меньший слой теплоизоляционного материала, чтобы войти в его бюджетные ожидания и быть конкурентоспособным относительно других вариантов теплоизоляционных материалов. Но с другой стороны, недостижение самой цели утепления грозит потерей репутации, финансовыми издержками на проведение дополнительных работ или даже судебным процессом. В некоторых же случаях, наблюдается и обратная ситуация — Заказчик не верит, что сравнительно небольшой слой ППУ сможет гарантировать желаемую теплоизоляционную защиту. На наш взгляд, и в том и в другом случае твердым основанием может стать научный и доказательный подход к расчету требуемой толщины теплоизоляционного слоя.

Попробуем, не уходя в научные дебри, разобраться вместе в том, как это сделать.

Проведение теплотехнических расчетов

Любые и даже упрощенные теплотехнические расчеты ограждающих конструкций должны основываться на следующих нормативных документах:

• СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» — скачать
• СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» — скачать
• ГОСТ Р 54851–2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче» — скачать
• СТО 00044807-001-2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий» — скачать

Как видите, расчеты сложны и требуют времени для изучения и внедрения. Благо в наше время существует возможность перевести эти сложные формулы и длинные таблицы в гораздо более понятные программы расчета, в которые лишь нужно внести исходные данные и выбрать применяемые материалы с их толщиной. Так существуют онлайн калькуляторы и отдельные программные продукты, устанавливаемые на персональный компьютер.

Одним из наиболее полных онлайн теплотехнических калькуляторов является «SmartCalc» . При расчетах он оперирует данными и условиями из всех четырех вышеуказанных нормативных документов. При этом он позволяет использовать как существующую базу данных материалов с их свойствами, так и дополнять ее своими материалами. Кроме определения требуемой толщины теплоизоляционного слоя он позволяет оценить, не будет ли накапливаться избыточное количество влаги в конструкции во время эксплуатации, а также оценить тепловые потери.

В качестве бесплатного программного продукта для ПК часто используют программу для теплотехнического расчета «Теремок» . Программа проводит расчеты на основе всех необходимых нормативных документов. Интерфейс управления программой очень простой. Программа дает возможность проводить расчеты в 2-ух режимах — расчет требуемой толщины теплоизолятора и проверка запроектированного «пирога» конструкции.

Отдельного внимания требует программный продукт для специалистов — «Temper-3D» , который предназначен для расчета температурных полей и теплового сопротивления зданий и сооружений. Помимо функций, заложенных в вышеперечисленных программах, «Temper-3D» позволяет провести трехмерный тепловой анализ для каждого отдельного узла или сечения и вывести графическую 3D картину распределения температур, а также составить документацию с результатами расчета и выводами, рассчитать мощность отопительных приборов.

Далее в статье мы с Вами будем рассматривать упрощенные расчеты, которые позволят произвести предварительную оценку требуемой толщины ППУ, а также приведем примеры расчетов с применением ППУ.

Теплопроводность ППУ при различной плотности

Одним из важнейших показателей, отвечающих за определение толщины слоя теплоизолятора, является его теплопроводность, характеризующаяся через коэффициент теплопроводности. Именно величина этого показателя во многом и определяет насколько эффективен тот или иной утеплитель, а также используется при любых теплотехнических расчетах, даже простейших.

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м•K) и обозначается «ʎ», что в физическом смысле означает количество теплоты, проходящей через 1 куб.м однородного материала за 1 час при разнице температур внутри и снаружи в 1 градус Кельвина. Чем ниже величина этого показателя, тем эффективнее он работает в качестве утеплителя.

Однако, как мы уже хорошо усвоили, пенополиуретан, его свойства и сферы применения в значительной степени зависят от плотности. С коэффициентом теплопроводности все ровно также. Нет плохого или хорошего ППУ, есть сферы его применения в соответствии с его свойствами. Ниже приведена таблица с ориентировочными коэффициентами теплопроводности для различных плотностей ППУ при напылении:

Плотность ППУ, кг/куб.м	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м•K)	Сферы применения при напылении ППУ
8-20 преимущественно открытоячеистая структура	0,035-0,040	внутренняя тепло- и шумоизоляция, изоляция межэтажных перекрытий, не устойчив к механическим нагрузкам
20-25 около 50% открытых ячеек	0,030-0,036	внешняя и внутренняя тепло- и шумоизоляция, должен быть защищен от попадания атмосферных осадков, не устойчив к механическим нагрузкам
30-35 преимущественно закрытоячеистая структура	0,020-0,026	внешняя и внутренняя тепло- и шумоизоляция, в том числе изоляция фундаментов при глубине засыпки не более 3 м, не предназначен для хождения
40-45 закрытоячеистая структура	0,022-0,028	внешняя и внутренняя изоляция, в том числе изоляция фундаментов при глубине засыпки не более 3 м, не для частого хождения
60-70 закрытоячеистая структура	0,028-0,034	внешняя и внутренняя изоляция, в том числе изоляция фундаментов и эксплуатируемой кровли
100-110 закрытоячеистая структура	0,035-0,040	внешняя и внутренняя изоляция, в том числе изоляция фундаментов и эксплуатируемой кровли

Как видно из таблицы, наиболее эффективно, в качестве теплоизолятора, ППУ ведет себя при плотности от 30 до 50 кг/куб.м. В этом интервале плотностей наблюдается удачное сочетание свойств — малое количество открытых ячеек, способных конвекцией переносить тепло, и малая плотность, не позволяющая теплу передаваться через толщу стенок ППУ.

Для более точного определения коэффициента теплопроводности необходимо запрашивать у поставщика сырья результаты испытаний на конкретную марку ППУ-компонентов или же самостоятельно отдавать образцы на экспертизу в лабораторию строительных материалов.

Сопротивление теплопередаче ППУ

Перед тем как перейти к каким-либо теплотехническим расчетам необходимо ввести понятие сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, называемым также термическим сопротивлением. Сопротивление теплопередаче измеряется в (м²·K)/Вт и обозначается «R», в физическом смысле, характеризует требуемую разницу температур снаружи и внутри однородного материала площадью 1 кв.м для прохождения 1 Вт энергии. Чем выше величина этого показателя, тем эффективнее теплоизоляционные свойства ограждающей конструкции.

Формула расчета проста:

где d — это толщина слоя материала в метрах,

ʎ — коэффициент теплопроводности в Вт/(м•K).

Приведем пример расчета сопротивления теплопередаче 10 см ППУ с плотностью 30-40 кг/куб.м, приняв средний коэффициент теплопроводности равным 0,025 Вт/(м•K):

R = d / ʎ = 0,1 / 0,025 = 4 (м²·K)/Вт

Для понимания смысла данных величин приведем пример расчета потерь тепловой энергии с 1 кв.м с кровли изолированной 10 см ППУ с плотностью 30-40 кг/куб.м. Предположим, что среднегодовая температура на улице составляет —5 ˚С, а в доме +20 ˚С. Тогда разница температур составит 25 °С. Потери же тепловой энергии с 1 кв.м с кровли (обозначим их «E») составят:

E_ср = (T_внут — Т_нар) / R = (T_внут — Т_нар) / (d / ʎ) = (20 — (-5)) / (0,1/0,025) = 25 / 4 = 6,25 Вт/м 2

Таким образом, мы упрощенно вычислили среднегодовой отток тепла с 1 кв.м кровли в час. Умножив получившееся значение на общую площадь кровли и количество часов в году, мы определим теплопотери всей кровли в год. Разумеется, мы здесь не учитывали такие факторы как оконные и чердачные проемы, сопротивление теплопроводности существующих конструкций, мостики холода и т.д. Но ориентир и схема расчета понятны.

При теплотехнических расчетах ограждающих конструкций в строительстве ориентирами выступают требуемые значения сопротивления теплопередаче всего «пирога» конструкции (обозначим как «R_треб»). Т.е. сопротивление теплопередаче конструкции должно быть не ниже требуемого. Эти требуемые значения можно найти в таблицах в вышеприведенных нормативных документах (СНиП, ГОСТ, СТ и СТО). Причем цифры будут отличаться в зависимости от климатической зоны, влажностных условий эксплуатации помещения и его назначения, а также какой частью здания является рассчитываемая конструкция (стена, перекрытие, крыша, фундамент, окно и т.д.).

Упрощенный теплотехнический расчет

Итак, теперь мы готовы к упрощенному расчету требуемой толщины слоя ППУ при напылении. Еще раз хочу обратить Ваше внимание, что расчет не академический, а лишь ориентировочный, и никак не учитывает накопление избыточного количества влаги в конструкции во время эксплуатации.

Путем нехитрых превращений преобразуем формулу:

где d_ппу — требуемый слой ППУ в метрах,

R_треб — требуемое сопротивление теплопередаче в (м²·K)/Вт,

R_констр — сопротивление теплопередаче существующей ограждающей конструкции в (м²·K)/Вт,

ʎ_ппу — коэффициент теплопроводности ППУ в Вт/(м•K),

ʎ_констр — коэффициент теплопроводности существующей ограждающей конструкции в Вт/(м•K).

Задача. Возьмем для примера существующее жилое помещение (коттедж) в г. Казани с нормальным влажностным режимом эксплуатации, стена которого представляет собой кладку из полнотелого силикатного кирпича толщиной 380 мм (в 1,5 кирпича) на цементно-песчаном растворе. Вопрос — какой минимальный слой ППУ с плотностью 30-40 кг/куб.м потребуется для эффективной теплоизоляции фасадных стен?

Решение. Примем следующие допущения:

R_треб = 3,21 (м²·K)/Вт — берем из справочных данных в соответствии с климатической зоной Казани и требованиям к данному типу помещения;

ʎ_ппу = 0,025 Вт/(м•K) — средняя величина из справочных данных для ППУ с плотностью 30-40 кг/м 3 ;

ʎ_констр = 1,05 Вт/(м•K) — из справочных данных для полнотелого силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе.

d_ппу = (R_треб — d_констр / ʎ_констр) • ʎ_ппу = (3,21 — 0,38 / 1,05) * 0,025 = 0,07 м

Ответ: для эффективной теплоизоляции фасадных стен данного помещения потребуется слой ППУ толщиной всего в 7 см. Проверку нашего решения на онлайн калькуляторе «SmartCalc» можно увидеть по ссылке.

Необходимость упрощенных вычислений

При помощи приведенных в данной статье инструментов и формул можно вести с Заказчиком конструктивный и доказательный диалог по выбору утеплителя и его толщины, ссылаясь на конкретные нормативные документы. Несмотря на кажущуюся сложность расчетов, однажды углубившись в них вы вскоре поймете, что упрощенные вычисления можно произвести в течение всего пары минут. А некоторые цифры вполне нетрудно запомнить, и аппретирование ими в процессе переговоров с Заказчиком из памяти только добавит Вам плюсы.

Дополнительно по данной теме смотрите:

Смотрите видео: контроль толщины ППУ

Смотрите больше видео в специальном разделе на сайте Химтраст.

Источник