Сравнение пенополиуретана с другими утеплителями и его преимущества
Самые популярные виды утеплителей – это пенополиуретан (ППУ), экструдированный пенополистирол (ЭППС) и минеральная вата. Проведем их сравнение по шести параметрам: срокам эксплуатации, уровню безопасности, паропроницаемости и влагопоглощения, особенностям установки и теплопроводности.
Минеральная вата
Этот материал имеет волокнистую структуру и, как правило, изготавливается из расплавленного стекла, доменного шлака или горных пород, вынесенных на поверхность извержениями.
Теплопроводность. У минеральной ваты этот показатель довольно низкий – всего 0,04–0,05 Вт/(м*К). Но для обеспечения качественного утепления необходимо укладывать ее слоем около 200 мм.
Паропроницаемость и влагопоглощение. Паропроницаемость этого материала высокая (ее коэффициент может превышать 0,5 мг/м*ч*Па), как и уровень влагопоглощения (от 10 до 15%). Поэтому минеральную влагу нужно с обеих сторон закрывать специальными пленками, обеспечивающими влаго- и парозащиту.
Срок эксплуатации. Минеральная вата может прослужить, не теряя своего качества, около 3 лет.
Безопасность. Среди компонентов такого утеплителя фенолы и формальдегиды (содержание не превышает допустимое). В связи с этим минеральную вату нужно герметично закрывать при помощи облицовочных материалов.
Установка. В ходе монтажа утеплитель в плитах или рулонах фиксируют на предварительно смонтированную обрешетку, которая может быть выполнена из металла или древесины. Сложности при установке чаще всего возникают, когда нужно состыковать части утеплителя друг с другом.
Экструдированный пенополистирол
Такой материал для утепления с ячеистой структурой производится из пластмассы, основным компонентом которой является полистирол.
Теплопроводность. У ЭППС этот показатель ниже, чем у минеральной ваты, а именно 0,035 Вт/(м*К). Укладывать его нужно слоем в 80 мм.
Паропроницаемость и влагопоглощение.
Первый показатель составляет около 0,013 мг/м*ч*Па, поэтому пароизоляция не требуется. Влага впитывается довольно слабо (уровень влагопоглощения – от 0,5 до 3%).
Срок эксплуатации. Утеплитель этого типа может сохранять свои теплоизоляционные характеристики от 10 до 15 лет.
Безопасность. Среди компонентов ЭППС присутствует фенилэтилен (стирол), которому присвоен 2 класс опасности. Кроме того, в процессе горения этого материала могут выделяться токсины.
Установка. Производится монтаж плит прямо на утепляемую поверхность или на обрешетку при помощи специальных крепежей или клея. Как и в случае с минеральной ватой, процесс установки ЭППС отличается трудоемкостью.
Пенополиуретан
ППУ – один из видов газонаполненных пластмасс, обладающий пористой структурой.
Теплопроводность. Этот показатель у данного утеплителя один из наиболее низких – всего 0,022 Вт/(м*К). При этом, чтобы обеспечить надежную теплоизоляцию, достаточно укладывать его довольно небольшим слоем в 50 мм.
Паропроницаемость и влагопоглощение. Пенополиуретан не нужно дополнительно защищать от воздействия пара, так как этот утеплитель для него практически непроницаем (всего 0,05 мг/м*ч*Па). Вода также почти не накапливается (показатель ее поглощения ниже 1%).
Срок эксплуатации. Продолжительность использования утеплителя с сохранением его характеристик – до 50 лет.
Безопасность. Этот вид материала для утепления отличается экологичностью.
Установка. Нанесение ППУ осуществляется путем напыления. После этого нанесенный утеплитель нужно вспенить и дождаться его застывания. Должен образоваться целый слой пенополиуретана. Благодаря такому особому способу монтажа он может использоваться независимо от того, на какой стройматериал его необходимо нанести.
РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ
Исходя из описанных характеристик разных утеплителей, можно констатировать, что самой высокой эффективностью отличается пенополиурентан.
Такой вывод позволяет сделать продолжительный срок его эксплуатации, высокий уровень безопасности и сравнительная простота использования. Кроме того, ППУ практически не поглощает влагу, не пропускает пар и отличается низким уровнем теплопроводности.
Как правильно выбрать утеплитель
При покупке утеплителя вам надо обратить внимание на три характеристики:
- Теплопроводность. Её обозначают знаком λ. Этот показатель используют для определения толщины утеплителя, учитывая регион, в котором вы находитесь.
- Плотность. Будет ли оказываться нагрузка на утеплитель. Обычно чем сильнее нагрузка, тем должна быть больше плотность.
- Паропроницаемость. Это свойство важно учитывать исходя из места применения.
Основными типами утеплителей в настоящее время являются: мниеральная вата, полистириольные материалы (пенопласт, экструдированный пенополистирол), сыпучие материалы (керамзит, крошка и пр.).
Минеральная вата
Теплопроводность 0,36-0,05 Вт/(м*С)
Паропроницаемость 0,25–0,3 мг/(м•ч•Па)
Плотность 20-200 кг/м³
Минеральную вату разделяют на каменную и стеклянную.
Первая сделана из базальтовых горных пород, во второй – до 80% стеклобоя. В этом кроется основное отличие двух материалов. Волокна стекловаты длиннее каменных, что придает материалу большую прочность на изгиб. Это удобно при монтаже и транспортировки – стекловату не поломает неудачная перевозка, небрежная разгрузка или неопытная рука мастера. Зато каменная вата от всего перечисленного может стать непригодной для своих целей. Остальные характеристики двух материалов практически одинаковые.
Материал выпускается в плитах, в рулонах, а также в виде специальных технических изделий, таких как цилиндры.
Рулоны удобно использовать на горизонтальных поверхностях и в ситуациях, когда материал надо нарезать определенного размера. Плиты создают размером, учитывающим стандартные расстояния между лагами, стойками и стропилами. Минеральная вата хорошо поглощает звук и поэтому ее используют еще и как звукоизоляцию
Где используется минеральная вата?
Сфера применения напрямую зависит от показателя плотности материала.
Плотность 20-35 кг/м³ подойдет для установки в перегородках, полах между лагами, скатных кровлях. Для колодезной кладки, когда утеплитель зажимается между стеновыми материалами, можете использовать плотность 35-45 кг/м³. Для системы «вентилируемого фасада» монтируют минеральные плиты плотностью 70-125 кг/м³; для «мокрого фасада», под оштукатуривание — 110-150 кг/м³.
Однако, ориентироваться только по плотности не совсем правильно. Производители указывают точную информацию по применению на упаковке, расписывая все возможные варианты. Если это минеральная плита для системы «мокрого фасада», конечно она будет жесткая. Но основное её достоинство в повышенной прочности на отрыв, чтобы нанесенный на неё состав прочно и долго держался.
Пенополистирол вспененный и Пенополистирол экструдированный
Вспененный пенополистирол:
Теплопроводность: 0,032-0,041 Вт/(м*С)
Паропроницаемость: 0,05 мг/(м•ч•Па)
Плотность: 10-50 кг/м³
Экструдированный пенополистирол:
Теплопроводность: 0,029 – 0,032 Вт/(м*С)
Паропроницаемость: 0,010 мг/(м•ч•Па)
Плотность: 28-45 кг/м³
Оба материала сделаны из полистирола, но разными способами.
Вспененный пенополистирол можно назвать гранулированным материалом, а экструдированный – материалом, имеющим цельную закрытую структуру.
Это объясняет большую долговечность экструдированного пенополистирола и его меньшую паропроницаемость. Поэтому вспененный пенопласт дешевле. Если сравнивать цены дальше, экструдированный пенополистирол дешевле стекловаты примерно в 2 раза из расчета на 1 м².
Оба материала горючие, поэтому их не рекомендуют использовать в системах «вентилируемых фасадов» из-за возможности возгорания, так как есть прямой доступ к утеплителю. При горении пенополистирол выделяет дым. Производители заявляют, что он не вреднее дыма от дерева, но образуется гораздо быстрее.
Если вы рассматриваете вспененный пенополистирол с разными по размеру гранулами, и от него идет запах — у вас в руках некачественный материал.
Самое лучшее использования вспененного и экструдированного пенополистирола – утепление и создание отмосток цокольных этажей, фундаментов и всех мест с повышенной влажностью.
Пенополистирол хорошо чувствует себя в этих местах из-за практически нулевой водопроницаемости. Пенополистирол используют под основу стяжки «плавующего пола». Для этого понадобится 35-40 кг/м³ плотность. Для частного строительства обычно не требуется большая плотность. Плотность и толщина зависит от силы и регулярности нагрузки. Главное, не монтировать материал в местах прямого доступа к огню, а проводку прятать в защитные «рукава».
В статье использованы материалы сайта https://www.sdvor.com/
GM-0702: Руководство по изоляционной обшивке
Проектирование жилых домов продолжает двигаться в направлении разработки высокоэффективных устойчивых строительных систем. Чтобы быть устойчивым, здание должно быть не только эффективным и прочным, но и экономически жизнеспособным. Исходя из этого, были изучены новые методы проектирования корпусов, которые обеспечивают высокие тепловые характеристики и долговечность , а также позволяют сократить использование материалов (включая отходы), упростить или интегрировать системы и детали и потенциально снизить общие первоначальные затраты на строительство.
Одна из концепций, связанных с конструкцией ограждения, заключается в том, чтобы использовать внешнюю пенопластовую изоляционную обшивку в конструкции стенового узла. Как и в любой системе ограждения здания, необходимы соответствующие детали для управления передачей воды, пара и энергии.
Исходная информация
По мере того, как росло желание обеспечить более термически эффективные сборки ограждающих конструкций, росли и проблемы с накоплением влаги внутри сборок ограждающих конструкций. Часто проблемы возникали из-за того, что новые материалы вводились в конструкции для конкретных целей, без должного понимания всех их свойств и потенциального воздействия на сборку в целом. Многие отказы корпусов происходили из-за недостаточного понимания того, что продукты и материалы обладают свойствами, отличными от тех, для которых они изначально были разработаны.
Хотя эти уроки были усвоены с трудом, теперь мы можем использовать эти знания себе во благо.
Изучая и понимая материалы на основе всех их свойств (а не только того, для чего они были изначально созданы), мы можем устранить избыточность в конструкции корпуса, сделав системы проще и экономичнее.
В холодном климате использование наружных жестких изоляционных плит обшивки является методом повышения тепловых характеристик ограждения, а также средством снижения возможности образования конденсата внутри наружных стеновых конструкций. Эта концепция, хотя и не новая, в последние годы стала более распространенной и используется в жилищном строительстве. Несмотря на то, что этот метод доказал свою эффективность, он был внедрен как дополнение к стандартному жилому строительству специального назначения. Сборка основной стены в целом осталась неизменной, а другие материалы использовались для герметизации воздуха и управления водой.
Возможность, которая представилась, заключалась в интеграции внешней жесткой изоляционной плиты в сборку ограждения, которая действовала бы не только как изоляция, но и как первичная оболочка и, в некоторых областях, как дренажная плоскость и пароизоляционный слой для сборки стены .
Эта система в сочетании с передовыми концепциями каркаса может обеспечить экономию средств за счет сокращения используемых строительных материалов (меньшее количество стержней, отказ от обшивки из фанеры или ОСП и обшивки) и сокращения строительных отходов (включение стандартных размеров строительных изделий в конструкцию). здание, чтобы свести к минимуму резку).
В то время как использование наружной изоляции первоначально использовалось в холодном климате, преимущества интегрированной системы за счет повышения тепловых характеристик и снижения затрат делают ее жизнеспособной и в других климатических зонах.
Тем не менее, правильное понимание типа ограждающих конструкций, подходящих для общей климатической зоны, в которой строится дом, имеет решающее значение. Выбор используемых материалов будет варьироваться от климатической зоны к климатической зоне, а детали водостойкого барьера становятся более важными в районах с повышенным количеством осадков.
В этом руководстве рассматривается применение изоляционной обшивки для наружных стеновых конструкций, от технического концептуального проекта и преимуществ до установки и взаимодействия с другими системами здания.
Свойства материалов
В настоящее время в промышленности используются три основных типа изоляционной оболочки: пенополистирол (EPS), экструдированный полистирол (XPS) и полиизоцианурат (Polyiso). Каждый из этих продуктов имеет различный набор физических свойств, которые будут влиять на динамику стеновых конструкций в отношении передачи и управления теплом и влагой.
Типы пенопласта
Изоляционные пенопласты делятся на две основные категории: 1) термопласты, 2) термореактивные материалы. Пены EPS и XPS являются термопластичными пенами, а полиизоцианурат — термореактивной пеной.
Термопласты
Термопласты основаны на линейных или слаборазветвленных (несшитых) полимерах. Эти пены имеют определенный диапазон плавления и размягчаются и плавятся при повышенных температурах.
Они также более склонны реагировать и разлагаться при контакте с некоторыми органическими растворителями, содержащимися в некоторых красках, клеях и топливе. Поэтому важно использовать только одобренные производителем совместимые материалы при использовании термопластичных пенопластов.
Из термопластичных пен EPS и XPS наиболее часто используются в промышленности. Оба продукта основаны на полистирольной смоле и считаются жесткими пенопластами с закрытыми порами1.
Производство пенополистирола включает расширение шариков полистирола для заполнения формы. Плотность пенополистирола при желании можно варьировать. Повышенная плотность приводит к увеличению термического сопротивления и прочности на сжатие. Плотность продукта также влияет на паропроницаемость. В то время как пенополистирол представляет собой пену с закрытыми порами (медленная передача водяного пара и воздуха через стенки ячеек), зазоры между ячейками по-прежнему позволяют влаге проходить через матрицу. С увеличением плотности эти пространства сокращаются, и снижается способность пены пропускать воду.
Пенопласт XPS получают путем смешивания расплавленного полистирола с вспенивающим агентом в нужное время, при повышенной температуре и повышенном давлении, а затем экструзии пенопласта через головку в атмосферу. Это создает более правильную ячеистую структуру, обеспечивающую лучшие прочностные характеристики и более высокую водостойкость, чем пенополистирол. Плотность пен XPS также может варьироваться, что позволяет повысить прочность на сжатие, однако из-за более регулярной структуры ячеек это практически не влияет на свойства пропускания пара.
Термореактивные пластмассы
Термореактивные пластмассы основаны на сшитых полимерах. Это позволит использовать термореактивные пластмассы для более высоких температур, поскольку они обычно не имеют диапазона плавления, а вместо этого обугливаются и горят. Термореактивные пены также обычно более устойчивы к растворителям и химическим веществам.
Наиболее распространенный на рынке термореактивный пеноматериал представляет собой полиизоцианурат.
В то время как традиционные пенополиуретаны были созданы путем взаимодействия изоцианата с полиолом (и другими вспенивающими агентами, катализаторами и поверхностно-активными веществами), полиизоциануратные пены теоретически могут быть созданы без полиола, используя только изоцианат, реагирующий сам с собой (и другие вспенивающие агенты, катализаторы и поверхностно-активные вещества). Тем не менее, коммерческий пенополиизоцианурат, используемый на рынке, на самом деле представляет собой пенополиуретан, модифицированный полиизоциануратом, или «смесь» двух пенопластов. Использование смеси повышает огнестойкость при сохранении теплостойкости и прочности материала.
R-значение
Термическое сопротивление каждого из продуктов будет различным. Как правило, пенополистирол имеет самое низкое значение R на дюйм, при этом XPS немного более эффективен, а полиизоцианурат имеет лучшее значение R на дюйм. Значение R пенополистирола может быть увеличено за счет увеличения плотности продукта, однако более плотные вспененные пены менее распространены на рынке.
Обычно пенополистирол имеет номинальное значение примерно R-4 на дюйм. Пенополиэтилены XPS довольно стабильны со значением R примерно R-5 на дюйм.
В то время как термическая стойкость этих термопластичных пенопластов, как правило, стабильна в течение длительного времени, и, следовательно, начальное значение R во время производства не изменится с течением времени, полиизоциануратные пены оцениваются по долгосрочной термостойкости (LTTR) R- значение, представляющее взвешенное значение R за 15 лет. Это связано с проблемами теплового дрейфа полиизоциануратных продуктов. Термический дрейф возникает из-за газов, образующихся при формировании пены. Эти газы со временем медленно диффундируют из продукта и заменяются воздухом. Поскольку эти газы также обладают более высоким термическим сопротивлением, чем воздух, R-значение полиизоцианурата со временем уменьшается по мере диффузии газов из продукта. Покрытия на изоляционной плите, такие как алюминиевая фольга, замедляют этот процесс, поскольку диффузия может происходить только за края изделия, а не через переднюю и заднюю поверхности.
Большинство полиизоциануратных продуктов имеют показатель LTTR R-6,5 на дюйм.
Проницаемость
Проницаемость материалов важна при изучении стратегии пароизоляции стеновой сборки. Материалы можно разделить на четыре основных класса в зависимости от их паропроницаемости:
Паронепроницаемые 0,1 проницаемости или менее (пароизолятор класса I – считается пароизоляцией) замедлитель схватывания)
Паропроницаемый полупроницаемый 10 проницаемость или менее и более 1,0 проницаемость (замедлитель парообразования класса III)
Паропроницаемость более 10 проницаемости (не считается пароизолятором)
Для необлицованной изоляции паропроницаемость зависит от толщины материала. Как правило, большинство производителей продукта
указывают проницаемость материала на основе толщины 1 дюйм. Увеличение или уменьшение толщины материала повлияет на проницаемость. Это может стать проблемой при использовании пенополистирола XPS. 1 дюйм XPS имеет проницаемость 1,1 проницаемости (пограничный класс ингибитора парообразования II и класса III), увеличение толщины до 2 дюймов снижает проницаемость до 0,55 проницаемости (середина пароизолятора класса II).
Таким образом, 1 дюйм XPS считается паропроницаемым, а 2 дюйма считается паронепроницаемым.
Для облицованных жестких изоляционных плит (таких как полиизоцианурат, облицованный фольгой или стекловолокном), проницаемость облицовки часто намного ниже, чем проницаемость полиизоцианурата, и будет определять общую проницаемость плиты обшивки. Для этих продуктов проницаемость не изменится с увеличением толщины.
Таблица 1: Свойства материалов
Долговечность
Изоляционные покрытия, как правило, представляют собой достаточно прочные материалы, однако они не полностью устойчивы к разрушению. Пенополистирольные плиты разлагаются, если оставлять их под воздействием УФ-излучения в течение длительного периода времени. Платы обесцвечиваются и на них образуется тонкая пыльная пленка. Полиизоцианурат с облицовкой более устойчив к УФ-разложению, однако необлицованные полиизоциануратные плиты также подвержены УФ-разложению.
Плиты из пенополистирола менее долговечны при чрезмерном обращении.
Края плит могут отломиться, так как связь между расширенными шариками не такая прочная, как матрица, сформированная из XPS и полиизоцианурата. Это может привести к тому, что края досок станут более закругленными, а тепловая характеристика на стыках между досками уменьшится. При использовании пенополистирольных плит рекомендуется соблюдать осторожность при резке и обращении.
Большинство изоляционных обшивочных плит устойчивы к влаге, однако в прошлом возникали проблемы с короблением и короблением полиизоцианурата, облицованного фольгой, когда плиты подвергались воздействию погодных условий в течение продолжительных периодов времени.
Как правило, считается хорошей практикой хранить плиты в защищенном, крытом и сухом месте на площадке и ограничивать время, в течение которого плиты остаются открытыми, прежде чем они будут покрыты облицовочным материалом. . .
Загрузите полный документ здесь. Изоляция
— Архитектура на месте — БЛОГ
Выбрать правильный тип изоляции гораздо сложнее, чем просто посмотреть на R-значение продукта. Важно понимать все долгосрочные последствия поиска и использования конкретного изоляционного продукта. Это означает, как и где производится продукт, ингредиенты, отходы, образующиеся при производстве и во время установки, что происходит в конце срока его службы, значение R-фактора при испытании, значение R-сопротивления при экстремальных температурах, значение R- ценность в долгосрочной перспективе по мере старения, паропроницаемость, воздухопроницаемость, водостойкость, устойчивость к грызунам и насекомым, простота или сложность установки, стабильность, доступность и стоимость. Вместо того, чтобы углубляться в детали, для упрощения мы собрали наиболее распространенные продукты из изоляционных плит в этой краткой шпаргалке по изоляции.
AVOID
XPS FOAM
экструдированный полистирол
закрытые ячейки / паронепроницаемый
90 002 типичный синий или розовый цвет под названиями «пенополистирол» и «пенопласт»
R-5/дюйм, но при возраст.
фактическое R-4/дюйм.
подходит для подстилающего слоя / под плиту / имеет разную плотность
вспенивающий агент (в настоящее время используется в США) имеет очень высокий ПГП, поэтому его следует избегать.
Высокая доступность / Низкая начальная стоимость / Высокий ПГП
3 основных типа пеноизоляции
ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИЗБИРАТЕЛЬНО, НО ЛУЧШЕ ИЗБЕГАТЬ
EPS FOAM
пенополистирол
полузакрытые ячейки / практически паронепроницаемые, если только они не очень тонкие
обычно белого цвета, сделанные из мелких бусинок
приблизительно R-4 / дюйм
подходит для низших классов / подлаборатории / поставляется с различной плотностью
вспенивающий агент имеет довольно низкий ПГП.
Легкодоступный / Низкая начальная стоимость / Средне-низкий ПГП 2 полузакрытые ячейки / в основном паронепроницаемые, если только они не очень тонкие
обычно белые и состоят из крошечных шариков
приблизительно R-4,5 / дюйм
подходит для нижнего уровня / подлаборатории / поставляется с различной плотностью
вспенивающий агент имеет довольно низкий ПГП.
Средняя доступность / Низкая Средняя начальная стоимость / Средне-низкий ПГП 02 полузакрытые ячейки / паронепроницаемый
обычно желтоватый / не совсем белый с покрытием из серебряной фольги или черный фетр лицом
приблизительно R-6 / дюйм, но меньшее значение R при более низких температурах. фактическое R-5/дюйм.
не подходит для подстилающего слоя или под плиту
пенообразователь имеет самый низкий ПГП среди жестких пен.
чаще всего используется для монтажа коммерческих крыш; иногда можно получить использованную пену.
Высокая доступность / Низкая Средняя начальная стоимость / Низкий ПГП
ХОРОШЕЕ
МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ
высокая паропроницаемость / гигрофобность (отталкивает воду)
цвет желтого золота
приблизительно R-4 / дюйм.
поддерживает значение R при низких температурах. / Средняя стоимость / Низкий ПГП
ЛУЧШИЙ
ПРОБКА
высокая паропроницаемость / гигрофобность (отталкивает воду)
может использоваться в качестве материала для наружной отделки при условии хорошей защиты
приблизительно R-4 / дюйм. сохраняет значение R при низких температурах
не подходит для подстилающего слоя или подстилающего слоя
низкий ПГП, из быстро возобновляемых ресурсов,
импортируется из Португалии
Средняя доступность / Средняя или высокая стоимость / Низкий ПГП
ДВП
высокая паропроницаемость / парафиновый воск обеспечивает устойчивость к атмосферным воздействиям
удваивается как WRB при использовании на стенах
приблизительно R-3,5 / дюйм .