8 (913) 791-58-46
Заказать звонок

Коэффициент теплопроводности пенополиуретана


Почему важно знать коэффициент теплопроводности полиуретана и как это влияет на качество теплоизоляции?

Зачем знать коэффициент теплопроводности при выборе утеплителя, как он влияет на качество теплоизоляции и как рассчитать толщину слоя утепления. Читайте в статье.

ППУ для теплоизоляции в сравнении с другими утеплителями

Пенополиуретан (ППУ) — газонаполненная пластмасса, которая получается в результате смешивания полиола и полиизоцианата. После химической реакции вещество увеличивается в объеме от 5 до 25 раз в зависимости от формулы.

В строительстве ППУ применяют для теплоизоляции. Его теплопроводность позволяет защитить от холода кирпичные и деревянные дома, строения из газобетона и камня, блочные и бетонные конструкции. Материал не пропускает влагу и может защищать от воды. Имеет высокую адгезию, легко заполняет щели и пустоты, устойчив к растворам щелочей, кислот, осадкам. При длительной эксплуатации пенополиуретан не плесневеет. Он не восприимчив к грибкам, защищает от насекомых и грызунов. Служит дольше 30 лет.

Пенополиуретан не горит и не выделяет в атмосферу вредные вещества. Компания «Химтраст» предлагает материалы с разным классом горючести: от «Химтраст СКН-60 Г1» (трудногорючий) до «Химтраст СКН-30 Г3» (самозатухающий).

В строительстве для теплоизоляции используют базальтовое волокно, стекловату, полиуретан, пенопласт, пенополистирол. Коэффициент теплопроводности полиуретана один из самых низких среди утеплителей. Чем ниже коэффициент, тем тоньше нужен слой утеплителя. 


Средний коэффициент теплопроводности полиуретана — 0,028 Вт/(м·К). У открытоячеистого ППУ, который используют для тепло- и шумоизоляции закрытых помещений — 0,037 Вт/(м·К). У закрытоячеистого для наружных стен — 0,022 Вт/(м·К). Этот показатель говорит о том, насколько сильно материал сопротивляется проникновению холода извне и отдаче тепла наружу. Сравнение теплопроводности ППУ приведено в Приложении 3 СНиП 2-3-79.


Базальтовый утеплитель, стекловата и эковата

Базальтовым утеплителем (каменной ватой) часто укрывают здания. Он не горит и способен к самозатуханию. Теплопроводность материала — 0,04 Вт/(м·К), это тоже хороший показатель, но, в отличие от ППУ, слой базальтового утеплителя должен быть в два раза толще, чтобы защитить конструкцию. Такой же коэффициент у стекловаты и эковаты.

Экструдированный пенополистирол

Плитами из экструдированного пенополистирола защищают жилые дома от холодов. Теплопроводность материала — 0,032 Вт/(м·К), этого достаточно для утепления, однако нужно учитывать и другие свойства пенополистирола. Его класс горючести Г4, он легко воспламеняется и выделяет токсины.

Пенопласт

Пенопласт по плотности схож с пенополистиролом, только менее устойчив к механическому воздействию и держит тепло хуже. Коэффициент теплопроводности — 0,038 Вт/(м·К). Значит, его слой при утеплении должен быть на 30 % толще, чем ППУ.

За тепло в помещении отвечает не только теплопроводность ППУ при изоляции, но и другие материалы: кирпичная кладка, облицовочные панели, слой штукатурки, гидроизоляция. Все они имеют плотность и влияют на защиту здания от холода. 

Теплопроводность ППУ в сухом и влажном состоянии

При намокании любой материал впитывает влагу и расширяется. Разбухание приводит к частичной или полной потере теплоизоляционных свойств. Поэтому важно обращать внимание на водопоглощение по объему, которое измеряется в процентах. 

У закрытоячеистого ППУ типа «Химтраст СКН-40 Г2» этот показатель — 2 %, а у базальтовых утеплителей — 35 %. Это значит, что при попадании влаги большая часть теплоизоляционных свойств минеральной ваты, эковаты и стекловаты будет утрачена. С коэффициентом водопоглощения пенополиуретана сравнимы показатели пенополистирола и пенопласта: 1 % и 4 %. Однако при утеплении эти материалы нужно укладывать плитами и не допускать зазоров между ними, иначе тепло будет уходить сквозь щели. ППУ для теплоизоляции наносят на поверхность установками безвоздушного напыления единым слоем без швов и зазоров. Подробнее прочитать о напылении ППУ можно в этой статье.

Как рассчитать толщину слоя ППУ для теплоизоляции

Толщина слоя утеплителя зависит от коэффициента теплопроводности полиуретана. Но также на нее влияют климатическая зона, влажность внутри помещения, температура, влагопоглощение и свойства материала.

Расчет теплоизоляционного слоя регламентируется нормативными документами: СНиП 23-02-2002, СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», ГОСТ Р 54851-2011. 

Один из основных показателей для расчета толщины — суммарное сопротивление теплопередаче конструкций или термическое сопротивление. Оно обозначает необходимую разницу температур снаружи и внутри материала для прохождения энергии. Измеряется в (м²·K)/Вт. Чем выше величина показателя, тем надежнее утеплитель.

Чтобы рассчитать сопротивление, нужно толщину материала в метрах разделить на коэффициент теплопроводности пенополиуретана. 

dппу = (Rтреб - Rконстр) • ʎппу = (Rтреб - dконстр / ʎконстр) • ʎппу,

где dппу — требуемый слой ППУ в метрах,

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

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

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

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

Подробнее о том, как найти оптимальную толщину слоя утеплителя, читайте в статье.



Для утепления помещения необходимо учитывать коэффициент теплопроводности материала. В зависимости от его физико-химических свойств определяется способность удерживать тепло. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше защищает от холода. Также важно учитывать другие особенности теплоизоляторов: способность отталкивать влагу, горючесть, экологичность и срок эксплуатации.


Сравнение коэффициента теплопроводности пенополиуретана с другими строительными материалами. / ППУ XXI ВЕК – Напыление ППУ

МАТЕРИАЛ

Плотность

(для сыпучих– насыпная плотность),

кг/м3

Коэффициент теплопроводности,

Вт/ (м*К)

Алюминий 2600-2700203,5-221 растет с ростом плотности
Асбест 6000,151
Асфальтобетон 21001,05
АЦП асбесто-цементные плиты 18000,35
Бетон см.также Железобетон 2300-24001,28-1,51 растет с ростом плотности
Битум 14000,27
Бронза 800064
Винипласт 13800,163
Вода при температурах выше 0 градусов С около 1000около 0,6
Войлок шерстяной 3000,047
Гипсокартон 8000,15
Гранит 28003,49
Дерево, дуб - вдоль волокон 7000,23
Дерево, дуб - поперек волокон 7000,1
Дерево, сосна или ель - вдоль волокон 5000,18
Дерево, сосна или ель - поперек волокон 5000,10—0,15 растет с ростом плотности и влажности
ДСП, ОСП; древесно- или ориентированно-стружечная плита 10000,15
Железобетон 25001,69
Картон облицовочный 10000,18
Керамзит 2000,1
Керамзит 8000,18
Керамзитобетон 18000,66
Керамзитобетон 5000,14
Кирпич керамический пустотелый (брутто1000) 12000,35
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) 16000,41
Кирпич красный глиняный 18000,56
Кирпич, силикатный 18000,7
Кладка из изоляционного кирпича 6000,116—0,209 растет с ростом плотности
Кладка из обыкновенного кирпича 600–17000,384—0,698—0,814 растет с ростом плотности
Кладка из огнеупорного кирпича 18401,05 (при 800—1100°С)
Краска масляная 0,233
Латунь 850093
Лед при температурах ниже 0 градусов С 9202,33
Линолеум 16000,33
Литье каменное 30000,698
Магнезия 85% в порошке 2160,07
Медь 8500-8800384-407 растет с ростом плотности
Минвата 1000,056
Минвата 500,048
Минвата 2000,07
Мрамор 28002,91
Накипь, водяной камень 1,163—3,49 растет с ростом плотности
Опилки древесные 2300,070—0,093 растет с ростом плотности и влажности
Пакля сухая 1500,05
Пенобетон 10000,29
Пенобетон 3000,08
Пенопласт 300,047
Пенопласт ПВХ 1250,052
Пенополистирол 1000,041
Пенополистирол 1500,05
Пенополистирол 400,038
Пенополистирол экструдированый 330,031
Пенополиуретан 320,023
Пенополиуретан 400,029
Пенополиуретан 600,035
Пенополиуретан 800,041
Пеностекло 4000,11
Пеностекло 2000,07
Песок сухой 16000,35
Песок влажный 19000,814
Полимочевина 11000,21
Полиуретановая мастика 14000,25
Полиэтилен 15000,3
Пробковая мелочь 1600,047
Ржавчина (окалина) 1,16
Рубероид, пергамин 6000,17
Свинец 1140034,9
Совелит 4500,098
Сталь 785058
Сталь нержавеющая 790017,5
Стекло оконное 25000,698—0,814
Стеклянная вата (стекловата) 2000,035—0,070 растет с ростом плотности
Текстолит 13800,244
Торфоплиты 2200,064
Фанера клееная 6000,12
Фаолит 17300,419
Чугун 750046,5—93,0
Шлаковая вата 2500,076
Эмаль 23500,872—1,163

таблица сравнения с другими материалами и расчет толщины слоя утеплителя в зависимости от теплопроводности

В технической литературе пенополиуретан описывается как материал с самой низкой теплопроводностью в списке стандартных термоизоляционных материалов. Пенополистирол и жесткий пенополиуретан с низкой плотностью (от 20 до 50 кг/м3) по праву стали самыми используемыми материалами для промышленных холодильных и морозильных камер и других систем, где требуется повышенная термоизоляция. В этом заслуга низкой теплопередачи. Для сравнения теплопроводность жесткого пенополиуретана в разы ниже теплопроводности  минеральной ваты и всех других популярных утеплителей.

Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана и других материалов

Именно низкая теплопроводность делает ППУ оптимальным материалом для термоизоляции. Коэффициент теплопроводности жесткого  пенополиуретана составляет 0,019 – 0,028 Вт/м*К. Этот показатель определяет количество теплоты, которая проходит сквозь куб материала со стороной в 1 м за 1 секунду при единичном изменении температуры в 1 Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет обеспечить необходимую теплоизоляцию при минимальном слое покрытия. Например, теплопроводность пенопласта составляет 0,04 – 0,06 Вт/м*К, т.е. понадобится в 2-3 раза более толстый слой пенопласта, чем пенополиуретана. В видео ниже поясняется понятие теплопроводности и его применение в строительстве:

 

 

Совет от профессионала

Если вы хотите сравнить теплопроводность различных строительных материалов, необходимо поделить их коэффициенты теплопроводности. К примеру, теплопроводность минваты и ППУ соотносятся как 0,052/0,019=2,74. Это означает, что слой пенополиуретана в 10 см равен 27,4 см слою минеральной ваты по своим утепляющим свойствам. Если брать теплопроводность керамзита и ППУ, то соотношение будет 0,18/0,019=9,47. То есть слой керамзита должен быть почти в 10 раз толще.

Ниже приведена теплопроводность строительных материалов в таблице

Материал

Коэффициент теплопроводности (Вт/м*К)

   Жесткий пенополиуретан

   0.019 – 0.028

   Пенополистирол (пенопласт)

   0.04 – 0.06

   Минеральная вата

   0.052 – 0.058

   Пенобетон

   0.145 – 0.160

   Пробковая плита

   0.5 – 0.6

*Цифры могут изменяться в зависимости от производителя, погодных условий, точного состава.

Как рассчитать необходимую толщину слоя ППУ-утеплителя?

Для расчета необходимого количества материалов для утепления дома или другой постройки необходимо обратиться к нормативам СНиП 23-02-2003 и рассчитать следующие параметры:

Rreq = a*Dd + b

Dd = (Tint – Tht)*Zht

Δ=Rreq*λ

Rreq – сопротивление теплопередачи

a и b – коэффициенты из таблиц СНиП

Dd – градусо-сутки отопительного сезона

Tint – внутренняя температура помещения, которую необходимо поддерживать

Tht – средняя температура воздуха снаружи помещения

Zht – длительность периода отопления

Δ – искомая толщина слоя ППУ-утеплителя

Λ - теплопроводность

Сопротивление теплопередачи рассчитывается для цельной конструкции, поэтому для расчета сопротивления теплопередачи ППУ необходимо вычесть из общего показателя сопротивления теплопередачи других составных материалов покрытия (например, для стены нужно также учитывать теплопроводность штукатурки и кирпича).

Для примера, возьмем минимальную теплопроводность ППУ, равную 0,019. Используя данные из СНиП для стандартных стен жилого дома – Rreq=3,279 рассчитаем толщину теплоизоляционного покрытия из ППУ – Δ = 3,279*0,019= 0,0623 м (т.е. 6,23 см). Если вам посчастливится приобрести самый термостойкий пенополиуретан с таким низким коэффициентом теплопроводности, достаточная толщина термоизоляционного слоя всего 6 см.

В сравнении с другими утеплителями наиболее тонкий слой утепления дает именно пенополиуретан, теплопроводность которого ниже, чем у любого другого материала. Поэтому нередко утепление ППУ обходится дешевле, чем использование менее совершенных вариантов теплоизоляции.

Пенополиуретан | Утепление пенополиуретаном

Свойства пенополиуретана

Перед тем, как вкладывать средства в строительство дома или промышленного объекта, необходимо уделить внимание массе нюансов, связанных с этим процессом. Среди прочего, предстоит выяснить, какими свойствами обладают применяемые материалы. Иногда простой перечень характеристик не даёт представления о том, как поведёт себя тот или иной утеплитель в ходе эксплуатации. В данной статье отражены основные свойства пенополиуретана с необходимыми пояснениями и комментариями.

 

Основной фактор – теплопроводность

Если говорить о теплоизоляторе, то на первое место ставится способность сохранять тепло (или прохладу в летний период). Характеристика, отвечающая за устойчивость к температурному воздействию, называется теплопроводностью. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем эффективней утеплитель выполняет свои функции. У пенополиуретана этот показатель составляет 0,019-0,027 Вт/мК. Много это или мало? Если сравнивать с другими материалами, широко используемыми для утепления, то данный показатель смело можно назвать наилучшим. В этом можно убедиться, ознакомившись с данной таблицей:

 

Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов:

Название материала Вт/мК:
Пенополиуретан 0,019-0,027
Пенополистирол (пенопласт) 0,040-0,050
Минеральная вата 0,050-0,058
Пенобетон 0,145-0,160
Кирпичная кладка 0,390-0,690

Однако свойства пенополиуретана не исчерпываются теплопроводностью. Есть также ряд других характеристик, важных для покупателя.

 

Экологичность

Если речь идёт о строительстве жилых помещений, то нельзя пренебрегать экологичностью используемых материалов. Разбирая свойства пенополиуретана, можно отметить, что его безопасность для здоровья подтверждается гигиеническим сертификатом. После отвердевания он не выделяет токсичных веществ в окружающую среду. Этот материал прошел проверку временем, его также применяют для изготовления туристических ковриков. Даже при контакте с пищевыми продуктами он не представляет никакой опасности. Следовательно, его нет необходимости изолировать мембраной, как в случае с минеральной ватой.

 

Особенности монтажа

Приобретая на строительном рынке утеплитель и устанавливая его своими силами можно допустить ряд ошибок, которые серьёзно скажутся на теплотехнических характеристиках сооружения. Если ознакомиться с инструкцией по монтажу некоторых популярных теплоизоляторов, то можно сделать вывод, что соблюсти все правила, либо попросту невозможно, либо весьма недёшево. Однако в случае с пенополиуретаном, его самостоятельная установка представляется невозможной. Напыление производят специалисты, располагающие необходимым оборудованием. Такой подход гарантирует заказчику высокое качество выполненных работ и уверенность в том, что свойства пенополиуретана в качестве утеплителя будут на 100% соответствовать заявленным характеристикам и сохранятся в течении всего срока службы.

 

Срок службы

Заявленный срок службы пенополиуретана составляет 30-40 лет. Разумеется, это не значит, что по прошествии этого периода материал разложится на первоэлементы и станет непригоден. Однако по истечении этого срока производитель не может гарантировать, что свойства пенополиуретана останутся теми же, какими были при нанесении. Почему производитель декларирует столь длительный срок службы (в сравнении с другими материалами для утепления)? Дело в том, что пенополиуретан обладает высокой устойчивостью ко многим разрушающим факторам. А именно:

  • может использоваться в диапазоне температур от -60 до +120 градусов,
  • не подвержен гниению, воздействию плесени и агрессии микроорганизмов,
  • химически стоек к промышленным углеводородам (бензин, краска, масло),
  • не боится намокания из-за низкого влагопоглощения

 

Подводя итоги

Рассмотрев кратко основные свойства пенополиуретана, можно удостовериться в том, что его использование несёт массу преимуществ. Именно поэтому всё больше клиентов отдают предпочтение этому материалу, особенно если речь идёт о таких деликатных работах, как утепление крыши или мансарды. Немаловажно и то, что превосходные эксплуатационные характеристики пенополиуретана дополняются весьма приемлемой ценой.

 

 

Преимущества пенополиуретана

Если поставить перед собой цель максимально полно и правдиво описать преимущества пенополиуретана, то неизбежно придётся прибегать к сравнению. Попробуем выяснить, почему выгодней применить для утепления именно ППУ, сравнивая его свойства и характеристики с другими теплоизоляторами, которые можно приобрести на строительном рынке.

 

Отсутствие щелей и сквозняков

Одно из важных преимуществ использования пенополиуретана зaаключается в методе его нанесения. Процесс производится специалистами, поэтому можно быть спокойным за соблюдение нормативов: после проведения работ заказчик сможет оценить все преимущества пенополиуретана. В ходе нанесения теплоизолятор существенно увеличивается в объёме, заполняя все полости и щели. Равномерный слой утеплителя не прерывается соединительными швами, которые обычно характеризуются низкой теплоизоляцией. Отсутствие крепёжных элементов избавляет от такого неприятного явления, как «мостики холода». Здесь также стоит также отметить нюансы ценообразования. Обычно при расчёте стоимости утепления берётся цена квадратного метра утеплителя, например, листа минеральной ваты, и умножается на утепляемую площадь. Однако в процессе монтажа выясняется, что необходима также ветрозащита, пароизоляция, бруски для вентиляционного зазора, крепёжные элементы, специальный скотч и так далее. В результате реальная стоимость материалов увеличивается на 30-50% от расчётной. Это ведёт к незапланированным расходами или к затягиванию строительного процесса. В случае с пенополиуретаном таких неприятностей не происходит. Специалисты, осуществляющие напыление теплоизолятора, могут заранее с высокой точностью рассчитать стоимость работ.

 

Лёгкий и прочный

Помимо прямых выгод от использования пенополиуретана, существуют также косвенные, которые не бросаются в глаза при первом знакомстве с материалом. Прочность обработанных им поверхностей существенно повышается. Это особенно важно, если мы говорим о таких конструкциях, как стропильная система крыши, подверженная снеговой и ветровой нагрузке. Сам нанесённый слой материала также достаточно прочен: по нему можно ходить, не нанося повреждений. Прочностные характеристики пенополиуретана, а также его устойчивость к влаге, позволяют даже использовать его в качестве кровельного покрытия. Это наверняка оценят клиенты, желающие построить конструкцию необычной формы, такую как купольный дом.

Существенным является также и тот факт, что пенополиуретан очень лёгкий. Применяя его, например, для заполнения стен, можно снизить требования к несущей способности фундамента, таким образом существенно уменьшив его стоимость. Это особенно важно, если принять во внимание, что стоимость фундамента по статистике составляет не менее 20% стоимости дома. Продолжим описывать преимущества пенополиуретана.

 

Огонь, вода и другие неприятности

Предсказать чрезвычайные ситуации, которые могут возникнуть в ходе эксплуатации сооружения, практически невозможно. Однако ко многим из них можно подготовиться. Что способен противопоставить пенополиуретан воздействию огня? Если поставить перед собой такую цель, его можно сжечь, так как он не является невозгораемым. Однако в отношении факторов, наиболее часто вызывающих возгорание в помещении, пенополиуретан достаточно пожаробезопасен. Он не поддерживает горение и является самозатухающим. Вода также не представляет опасности для пенополиуретана из-за его низкого влагопоглощения: за сутки кубический метр материала может впитать не более 100-200 грамм воды. Разумеется, на коэффициенте теплопроводности намокание также не сказывается, чего нельзя сказать о минеральной вате.

Описывая преимущества пенополиуретана, нельзя не упомянуть про его стойкость к слабокислым осадкам и промышленным жидкостям, таким как битум, масло, краска или бензин.

 

Заключение

В данном небольшом обзоре отражены, конечно же, не все преимущества пенополиуретана. Чтобы ознакомиться с полным их перечнем, можно обратиться к специалистам нашей компании. Сделав выбор в пользу этого инновационного утеплителя, можно обнаружить и другие его преимущества, которые станут очевидны после процесса монтажа.

 

 

 

Утепление пенополиуретаном | Плотность | Теплопроводность

Слышали о преимуществах такого материала как пенополиуретан? Решили сделать утепление пенополиуретаном? Интересует коэффициент теплопроводности пенополиуретана? Прежде узнайте немного больше об этом универсальном утеплителе.

Эластичные, жесткие и полужесткие материалы производят на основе полиуретанов. Их перерабатывают множеством технологических методов: прессованием, экструзией, литьем, напылением, заливкой и т.д.

В условиях постоянных скачков стоимости топливных ресурсов, стоит задуматься о правильном выборе качественного теплоизоляционного материала. В списке лучших утеплителей, бесспорно, стоит пенополиуретан (ППУ).

Поверхность покрытая из пенополиуретаном не требует ремонта и обновления в течение всего срока службы. Его составляющие не поддерживают горение и считаются стойкими к возгоранию. Как теплоизолирующий материал наносится на стены, потолок, полы.

Пенополиуретан | Плотность | Характеристики

  • низкая плотность
  • теплопроводность пенополиуретана низкая
  • термическая прочность
  • высокая адгезия к различным материалам
  • малое водопоглощение
  • низкая паропроницаемость
  • защита от коррозии
  • легкость
  • устойчивость формы
  • долговечность срока службы покрытой поверхности
  • экологическая безопасность

Утепление пенополиуретаном производиться так: материал наносится на поверхность под давлением, в жидком виде. Через 5-7 секунд вспенивается, затем затвердевает, принимая форму самой покрываемой поверхности, не давая ни единого шанса образованию пустот и щелей. Такой теплоизоляционный слой является легким, тем самым не нагружая несущую конструкцию. Обладает жесткостью и отличным сцеплением с поверхностью, укрепляет конструкцию, создавая трехслойный монолит.

Напыляться может практически на любые виды поверхностей: стекло, металл, дерево, бетон, краску, кирпич и пр. После покрытия пенополиуретаном, поверхность становится инертной к кислотно-щелочным средам, может использоваться как кровельный материал. Единственным условием является - защита от прямых солнечных лучей. Самым доступным способом может стать окрашивание.

Теплоизоляция из распыляемой полиуретановой пены высокого давления

Поиск теплоизоляционных материалов с максимально возможной эффективностью, низкой себестоимостью производства, высокой доступностью, устойчивостью к внешним факторам и низким воздействием на окружающую среду продолжается до сих пор. Такие особенности приписываются полимерным материалам, в т.ч. пенополиуретаны.

С момента открытия полиуретана в Германии в 1937 году этот материал прошел через несколько поколений.Сначала была разработана технология получения жестких (твердых) пен, затем гибких, а затем и полужестких (аэрозольных) пен.

По сей день высоко ценятся жесткие пенополиуретаны PUR и их улучшенная модификация – пенополиизоцианураты PIR. Оба материала характеризуются хорошими термическими свойствами в широком диапазоне температур:

  • от -200°С до +135°С - Пенополиуретан ,
  • от –200°С до +200°С - ПИР-пены.

Значение коэффициента теплопроводности λ40 составляет в среднем 0,026 Вт/(м·К) и 0,024 Вт/(м·К) [1] соответственно.Наиболее предпочтительная кажущаяся плотность после отверждения жестких пенопластов обычно составляет 35-50 кг/м³. Пены PUR и PIR легкие, а также химически и биологически стойкие. Они также несут относительно высокие механические нагрузки.

Их недостатком является низкая звукоизоляция и плохая стойкость к УФ-излучению. Пена PIR демонстрирует несколько лучшие изоляционные свойства, гораздо лучшую огнестойкость (негорючесть) и лучшую диффузионную стойкость, чем пена PUR. По этой причине этот материал постепенно вытесняет жесткие пенополиуретаны [2].

Другая группа пенополиуретанов – полужесткие (аэрозольные) и эластичные пенополиуретаны. Они, в свою очередь, не отличаются таким низким значением коэффициента теплопроводности, как жесткий пенопласт, хотя и могут использоваться в качестве теплоизоляционного материала.

Гибкие пенополиуретаны

имеют аналогичные теплоизоляционные свойства экструдированному пенополистиролу XPS, а полужесткие и малократные пенополистиролы соответствуют пенополистиролам EPS (λ D = 0,032–0,036 Вт/(м·К)) [3].

Полужесткие пены с высокой кратностью характеризуются более высокими значениями теплопроводности по сравнению с аэрозольными пенами низкого давления. Имеющиеся на рынке аэрозольные пены имеют кажущуюся плотность после отверждения в диапазоне 18–26 кг/м³.

Применение монтажных пен в строительстве

Пенополиуретан широко используется в строительной отрасли. Это связано не только с очень хорошими теплоизоляционными свойствами и другими функциональными особенностями, но и с различными способами нанесения.

Пенополиуретаны

, несмотря на существенный недостаток горючести (включая выделение ядовитых газов и дыма при горении), до сих пор широко используются. Существуют также пены с повышенной огнестойкостью, например огнезащитные аэрозольные пены для герметизации дверей.

Обычно используемый герметизирующий материал представляет собой полужесткий пенополиуретан в аэрозольной упаковке. На польском рынке доступны два вида таких материалов: стандартные (трубчатые) и пистолетные. Пены со шланговым аппликатором встречаются чаще (их доля составляет ок.2/3 продаж аэрозольных пен на внутреннем рынке).

Они дешевле и не требуют специальной оснастки для нанесения [4]. Различают также летнюю и зимнюю (низкотемпературную) пену. Отличаются они в основном рабочей температурой, что обусловлено химическим составом. Летние пены обычно имеют рабочий диапазон температур от +5°С до +30°С, а зимние пены от -10°С до +30°С.

По химическому составу пены различают одно- и двухкомпонентные. Первые из них требуют влаги, содержащейся в воздухе в процессе твердения.Поэтому при использовании однокомпонентной пены помните, что минимальная влажность воздуха, необходимая для отверждения, составляет 35%, а оптимальная – 60%.

Перед нанесением рекомендуется увлажнить поверхность нанесения и распылить пену на стадии схватывания. Двухкомпонентные пенопласты отверждаются в результате химической реакции компонентов после смешивания, без участия влаги из окружающей среды. Аэрозольные пены выпускаются в упаковках под давлением емкостью от 300 до 750 мл.

По отношению к объему аэрозоля в баллоне увеличивают свой объем от 30 до 60 раз [5].Герметичные баллоны содержат кроме твердых компонентов и пенообразователей газ-вытеснитель — чаще всего пропан-бутан. Однокомпонентные пены относятся к монтажно-герметизирующим пенам, а двухкомпонентные – к типичным монтажным пенам [6, 7].

Основными функциями аэрозольных пенопластов являются сборка, изоляция, герметизация, звукоизоляция, заполнение пространства и склеивание. Предполагается, что герметизирующие пены заполняют лишь небольшие пространства в строительных перегородках [5].

Данные материалы применяются для герметизации пространства вокруг окон и дверей из дерева, ПВХ и алюминия, монтажных проходов, а также зазоров и щелей в соединениях элементов, встроенных в стены зданий.

На рынке также представлены однокомпонентные полиуретановые клеи низкого давления для склеивания пенополистирольных плит EPS и XPS перед применением механических креплений при теплоизоляции стен зданий. Их также используют для быстрого заполнения зазоров между плитами теплоизоляционного материала, поскольку они имеют низкое значение коэффициента теплопроводности λD (0,035 Вт/(м·К)).

Клеи и пены также используются для установки подоконников, фиксации кессонов и стеновых панелей, а также приклеивания профнастила и черепицы.Сборные деревянные элементы соединяются в каркасные конструкции зданий с помощью клея.

Также существуют аэрозольные пены , применяемые вместо цементного раствора для возведения стен из полированных керамических блоков с гладкими прижимными поверхностями. Значение коэффициента теплопроводности однокомпонентного кладочного раствора в пенопласте равно 0,036 Вт/(м·К).

Полужесткие пены с низкой эластичностью также рекомендуются для звукоизоляции и герметизации перегородок, ванн и душевых поддонов.Аэрозольные пены применяют для изоляции элементов санитарно-технических сооружений (канализации, центрального отопления и горячего водоснабжения), а также для монтажа электроустановок, герметизации кровельных, стеновых и потолочных швов.

Для теплоизоляции крутых чердаков, плоских крыш, потолков, полов и многослойных стен изготавливаются из двухкомпонентной напыляемой полиуретановой пены. Аэрозольная пена используется в Польше уже более 20 лет, и ее не следует путать с двухкомпонентной аэрозольной пеной.

Напыляемая пена представляет собой жесткий пенополиуретан с закрытыми порами, коэффициентом теплопроводности 0,022 Вт/(м·К) и повышенной кажущейся плотностью 50-70 кг/м³.Существуют также напыляемые пены с более высоким значением коэффициента теплопроводности, примерно 0,07 Вт/(м·К).

Механизмы теплопередачи в пенопластах

Технические свойства пенополиуретанов зависят от вида и химического состава материала. В зависимости от используемых субстратов, их молярного соотношения, типа, условий синтеза, модифицирующих агентов и катализаторов получают различный полиуретановый материал [3].

Пенополиуретан представляет собой тип композита, состоящего из двух фаз: непрерывной (представляющей собой полиуретановые полимеры) и дисперсной (состоящей из газов).Полимер обладает механическими свойствами, а газ – изолирующими свойствами [8]. Пенополиуретан представляет собой материал с ячеистой структурой.

Толщина стенок ячеек обычных пенопластов низкой плотности составляет примерно 0,5–1 мкм. Отсюда примерно 80 мас. полимера находится в ребрах, и только 20 мас. в клеточных стенках [9]. Полиуретан – это материал, в котором обычно используются газы с лучшими теплоизоляционными свойствами, чем у воздуха, для вспенивания и заполнения ячеек пор.

В пенополиуретанах перенос тепла осуществляется за счет теплопроводности газов, заключенных в пенопластовых ячейках, теплопроводности полиуретановой матрицы, излучения и конвекции.

Отсюда говорится об эквивалентном (также называемом эффективным, кажущимся или измеренным) коэффициенте теплопроводности из-за сложности механизма переноса тепла в этих материалах.

Отдельные компоненты не являются аддитивными, поэтому при анализе замещающего коэффициента теплопроводности пенополиуретанов можно говорить только об оценочных долях теплопередачи по конкретному механизму [3].

В современных пенополиуретанах из-за большей теплопроводности, обусловленной используемыми в настоящее время вспенивателями, большое значение имеет перенос тепла через полиуретановую матрицу и излучение. В этих материалах наибольшее количество теплоты передается теплопроводностью, значительная часть которой выделяется газам (60-80 % от значения коэффициента теплопроводности), а меньшая - скелету [10, 11].

В пенах с низкой кажущейся плотностью 30-40 кг/м³ газ составляет около 92-98% объема (может достигать 99%) [10, 12].Поэтому теплообмен в полимерной матрице невелик из-за его низкого содержания (несколько процентов во всем объеме пены) [3, 10].

Матрицу в виде ребер и стенок ячеек следует рассматривать как тепловые мосты, так как ее проводимость во много раз превышает проводимость используемых пенообразователей (от нескольких до двадцати раз).

Значительное количество тепла передается излучением [11, 13]. Уменьшение переноса излучения в пенополиуретанах достигается за счет уменьшения размера ячеек и добавления непрозрачных порошков.Поток тепла за счет конвекции в малых порах очень мал, и им можно пренебречь при размерах ячеек менее 3 мм [1].

В современных жестких пенах размеры пор составляют от нескольких десятков микрометров до нескольких миллиметров [10]. Поэтому конвекция здесь не рассматривается. Конвекция становится более важной в случае полужестких однокомпонентных пен с большими порами.

Тепловые свойства пенопластов

Теплоизоляционная эффективность материала или изделия определяется экспериментально с использованием пластинчатых аппаратов.В этих устройствах существует фиксированный одномерный тепловой поток, описываемый законом Фурье. Полученные результаты относятся к эффективному коэффициенту теплопроводности [15, 16]:

где:

λ (Т м ) - коэффициент теплопроводности материала при средней температуре Т м [Вт/(м К)],

q - плотность теплового потока через образец [Вт/м²],

d - толщина образца [м],

ΔT - разница температур горячей и холодной плиты [K].

Жесткие пенопласты

Young PU могут иметь коэффициент теплопроводности 0,018 Вт/(м·К). С учетом эффекта старения значение коэффициента теплопроводности может составлять 0,028 Вт/(м·К) [6].

Типичные значения 0,020-0,022 Вт/(м·К). У гибких пен значение этого параметра составляет 0,033–0,034 Вт/(м·К), а у полужестких – около 0,040 Вт/(м·К) [3].

Пенополиуретаны представляют собой материалы с анизотропной структурой. Поры удлиненные, однонаправленные в направлении роста.Таким образом, общий перенос тепла ячеистыми пенами тесно связан с анизотропией материала.

Значение коэффициента λ по длине поры по Furmanski et al. [10] может быть даже на 50% больше, чем проводимость в направлении, перпендикулярном росту. Испытания одного и того же материала в двух разных направлениях (вдоль и перпендикулярно удлинению ячейки), проведенные Stork [3], показали изменение коэффициента теплопроводности на 20–30 %.

Теплоизоляционные свойства пенополиуретанов зависят от пенообразователя, используемого для вспенивания, содержания закрытых ячеек и кажущейся плотности. Анизотропия плотности заметна и в поперечных сечениях пен. На поверхности пены находится слой эпидермиса с наибольшей кажущейся плотностью.

В направлении сердцевины плотность пены значительно уменьшается, что приводит к уменьшению значения коэффициента теплопроводности. Стандартная кажущаяся плотность составляет 25-70 кг/м³ у пенопластов с закрытыми порами и 10-12 кг/м³ у пенопластов с открытыми порами.

Наименьшие значения коэффициента теплопроводности в жестких пенополиуретанах получены при кажущейся плотности 25–35 кг/м³ с размерами пор порядка нанометров [17].

Таким образом, формирование теплоизоляционных свойств пенополиуретана возможно не только за счет свойств пенообразователей. Также возможно получить более выгодную структуру с помощью процесса вспенивания, чтобы пена имела надлежащую анизотропию и размер ячеек для направления теплового потока во время ее использования.

Эффекты старения пенопластов

Наибольшее влияние на величину коэффициента теплопроводности пенополиуретанов оказывает теплопроводность газа, содержащегося в порах, поэтому теплопроводность этого вида изоляции незначительно превышает теплопроводность газа [10].

Фторхлоруглероды (ГХФУ) использовались в качестве пенообразователей в технологическом процессе производства пенополиуретанов. В настоящее время введена группа гидрофторуглеродов (ГФУ), а также изомеры пентана и насыщенные углеводороды.Закрытые пенопластовые утеплители, содержащие в ячейках газы с меньшим коэффициентом теплопроводности, чем у воздуха, и с большей молекулярной массой, стареют.

Значение коэффициента теплопроводности атмосферного воздуха при температуре 26°С составляет 0,0259 Вт/(м·К). С течением времени пенообразователь вытесняется атмосферным воздухом через стенки пор. Процесс старения пенополиуретанов основан на диффузии пенообразующих газов за пределы материала и, таким образом, на изменении газового состава в порах.

Изоляция наиболее интенсивно стареет в первые несколько лет. Этот процесс ускоряется за счет повышения рабочей температуры изоляции. Эффект заключается в увеличении значения коэффициента теплопроводности. В течение нескольких лет он может вырасти на целых 30% [7, 8, 19].

В случае пентана в первые 5 лет происходят кардинальные изменения, и значение коэффициента теплопроводности увеличивается примерно на 3,5–5 Вт/(м·К) в зависимости от состава газа в ячейках по отношению к пенопласт с кажущейся плотностью 34 кг/м³.Новые вещества, применяемые для вспенивания полимеров, вызывают образование в порах углекислого газа, также с теплопроводностью ниже, чем у воздуха (0,0168 (м·К)).

Тогда наблюдаются самые большие возрастные изменения. В случае вспененных СО2 пенополиуретанов окончание диффузии наступает в период от нескольких дней до нескольких месяцев [10, 18].

Эффекты вертикального формирования пенополиуретанов

Самый старый способ получения твердых пенополиуретанов – вспенивание в формах. По мере протекания реакции формы заполняются за счет увеличения объема реакционной смеси в 30–40 раз [3].На практике используются вертикальные и горизонтальные формы.

Авторы многих исследований указывают, что свойства вертикально сформированных пен относительно однородны сверху вниз [19, 20]. Оказывается, на структуру жестких пенопластов, кроме вида пенообразователя, влияют также размер и форма формы и направление расширения вспененной массы.

Размер и анизотропия клеток больше изменяются у мелких и узких форм, чем у крупных форм правильной формы [21]. В небольших или узких формах (размеры до нескольких сантиметров) наблюдается повышенное влияние реакции реакционной массы со стенками формы на структуру формируемого вспененного материала, которое меняется с высотой и расстоянием от стенки формы.

При вспенивании пенопластов образуются ячейки определенной формы. Они очень узкие и горизонтально вытянутые в пограничном слое. Ориентация этих ячеек постепенно меняется по мере удаления от стенки формы. Клетки становятся менее анизотропными и направление их удлинения меняется на вертикальное.

При этом в сердцевине пенопластов наблюдались изменения размера и формы ячеек с высотой образцов независимо от используемого пенообразователя. Размер ячеек уменьшается снизу образцов вверх.В нижней части ячейки вытянуты по вертикали и с высотой по вертикали структура пены становится более изотропной (уменьшается средняя высота ячеек и увеличивается их ширина) [3].

Уменьшение расстояния между стенками формы существенно влияет на размер получаемых ячеек. При этом получают большее количество более вытянутых клеток с меньшими размерами. При больших расстояниях между стенками формы получаются крупные ячейки, что является следствием большего свободного расширения реакционной смеси [3].

Изменения размеров, формы и ориентации клеток, несомненно, влияют не только на среднее значение кажущейся плотности, но и на ее распределение в отдельных частях образцов. Испытания жестких пенополиуретанов в вертикальных формах показывают, что их наибольшая плотность возникает на высоте 20-50 см от дна. Ниже и выше этой зоны наблюдается меньшая плотность.

Это явление до конца не объяснено. Высокая температура в нижней части формы за счет экзотермической реакции способствует значительно большему давлению, растрескиванию межклеточных стенок и слиянию более мелких ячеек в более крупные.В результате кажущаяся плотность в этой зоне снижается [3].

Резюме

Пенополиуретаны являются гетерогенными материалами, а это означает, что их теплоизоляционные свойства меняются при изменении химического состава, применяемых пенообразователей, размеров форм, направления вспенивания и гелеобразования пены и других технологических факторов.

Неоднородность пенополиуретанов проявляется в изменении структуры (анизотропии, формы, размера и расположения ячеек) и кажущейся плотности материала в различных сечениях.Ограничивая свободное вспенивание высокоэластичных пен, можно получить более благоприятные значения коэффициента теплопроводности, ненамного превышающие 0,030 Вт/(м·К).

Литература

  1. Р. Борковски, «Теплоизоляция в промышленности и защита окружающей среды», конференция INSULATIONS «Роль изоляции в современном дизайне и архитектуре», Варшава 2013, стр. 63-75.
  2. Л. Жабски, Ю. Папиньски, "Пены PIR - новый тип жесткой пенополиуретановой изоляции", конференция INSULATIONS "Вызовы современного строительства в области изоляции", Варшава 2012, с.67–80.
  3. A. Prociak, «Полиуретановые теплоизоляционные материалы нового поколения», Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Krakow 2008.
  4. Веб-сайт: www.muratorplus.pl/technika/chemia-budowlana/piana-wezykowa-o-parametrach-zblizonych-do-pistoletowej_57925.html.
  5. В. Кукульска, «Технические требования и критерии оценки полиуретановых аэрозольных герметизирующих пен», Исследования ITB № 4 (144), Варшава, 2007 г., стр. 37–46.
  6. Дж. Савицкий, "Применение полиуретанов в строительстве", "IZOLACJE", № 2/2007, с.44.
  7. М. Врона, "Герметизация, заполнение, звукоизоляция - пенополиуретаны в строительстве", "ИЗОЛЯЦИЯ", № 5/2009, стр. 56.
  8. Ю. Папиньски, Л. Жабски, «Знакомство с полиуретанами», «Материалы строительства», № 1/2011, стр. 57–58.
  9. Д.В. Рейц, М.А. Шютц, Л.Р. Гликсман, "Журнал клеточных пластиков". 20/1984, стр. 104.
  10. П. Фурманский, Т.С. Вишневский, Й. Банашек, «Теплоизоляция, механизмы теплопередачи, тепловые свойства и их измерения», Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Варшава, 2006 г.
  11. А. Кмиец, "Тепловые процессы и аппараты", Издательство Вроцлавского политехнического университета, Вроцлав 2005.
  12. H. Fluerent, S. Thijs, "Journal of Cellular Plastics", № 31/1995, стр. 580.
  13. З. Вирпша, "Полиуретаны. Химия, технология, применение", WNT, Варшава, 1991.
  14. Д. Бхаттачарджи, Дж.А. Кинг, К.Н. Уайтхед, "Journal of Cellular Plastics", № 27/1991, стр. 240,
  15. .
  16. PN-EN 12667: 2002, "Тепловые свойства материалов, определение термического сопротивления методами закрытой нагревательной пластины и датчика теплового потока.Изделия с высокой и средней термостойкостью."
  17. PN-EN 14308:2012, «Изделия для теплоизоляции строительного оборудования и промышленных установок. Изделия из жесткого пенополиуретана (PUR) и пенополиизоцианурата (PIR), изготовленные на заводе».
  18. Э. Пласидо, М.К. Ардуини-Шустер, Дж. Кун, «Инфракрасная физика и технология», № 46/2005, стр. 219.
  19. "Общее строительство", т. 2. "Строительная физика", под редакцией З. Кобзы, Аркадий, Варшава 2009.
  20. «Общее строительство», т.1. «Строительные материалы и изделия», под редакцией Б. Стефанчика, Аркадий, Варшава, 2009 г.
  21. «Книга о полиуретанах», Д. Рэндалл, С. Ли (ред.), Wiley Ltd., 2002 г.
  22. М.К. Хокинс, Б. О'Тул, Д. Джекович, «Журнал клеточных пластиков», № 41/2005, стр. 267.

ИЗОЛЯЦИЯ 11-12 / 2014

Хотите быть в курсе? Подпишитесь на наши новости!

.

Расчет коэффициента теплопередачи

В связи с тем, что конструкция ската крыши не является однородной перегородкой (не состоит из термически однородных слоев), следует рассчитывать верхний и нижний пределы общего термического сопротивления. Расчеты должны производиться для т.н. повторяемый элемент шириной, равной осевому шагу стропил в соответствии с PN EN ISO 6946:2008 «Строительные компоненты и строительные элементы.Термическое сопротивление и коэффициент теплопередачи. Расчетный метод «.
Расчет производить для двух сечений через конструкцию крыши (согласно рис. 01):
I - I - стропильная секция,
II - II - сечение изоляционного слоя PUR

В приведенных ниже расчетах коэффициенты теплопередачи для керамической плитки, реек, контробрешетки и кровельной мембраны не учитывались, поскольку значения теплового сопротивления вышеупомянутых материалов очень малы по сравнению со значением теплового сопротивления пенополиуретана. или гипсокартон.

Рис. 01 - Разделение ската крыши пенополиуретаном на слои и секции

Таблица 01 - Полиуретановая изоляция - поперечное сечение стропил (I-I сечение)

Таблица 02 - Пенополиуретановая изоляция - Пенополиуретан поперечное сечение (сечение II-II)

Относительные площади отдельных секций компонентов f и :

Верхний предел общего теплового сопротивления R T ':

Нижний предел общего термического сопротивления R T ”:
Эквивалентное термическое сопротивление неоднородного слоя (слой со стропилами и минеральной ватой):

Нижний предел общего теплового сопротивления R T ”:

Общее тепловое сопротивление компонента (изоляция пенополиуретаном):

Коэффициент теплопередачи компонента U (изоляция пенополиуретаном):

Скорректированный коэффициент теплопередачи U c :

Согласно приложению D стандарта PN EN ISO 6946:2008 , улучшенный коэффициент теплопередачи U c получается добавлением поправочного члена ΔU.

Срок коррекции коэффициента теплопередачи состоит из:
- поправка на воздушные зазоры - ΔU г ,
- поправка на механический крепеж - ΔU ф ,
- коррекция за счет инверсионной крыши - ΔU r ,

В связи с типом конструкции - стропильная ферма, а также типом используемой теплоизоляции - пенополиуретан, в анализируемом расчетном случае все вышеуказанные поправки к коэффициенту теплопередачи можно не вводить.Это продиктовано процессом высыхания пенопласта, во время которого он увеличивает свой объем, благодаря чему уплотняется и точно заполняет все закоулки в конструкции крыши.
Соответственно, скорректированный коэффициент теплоотдачи имеет то же значение, что и рассчитанное в пункте 2.5.

Улучшенный коэффициент теплопередачи U c :

Резюме

1) Как и в случае с утеплением кровли минеральной ватой, особое внимание следует обратить на то, что производители/подрядчики указывают коэффициент теплопередачи для теплоизоляции.Чтобы это значение соответствовало действующим нормам и законодательным нормам, коэффициент теплопередачи следует рассчитывать для всего элемента крыши, а не только для слоя теплоизоляции. В анализируемом случае, как и в случае использования минеральной ваты, было показано, что значение коэффициента теплопередачи теплоизоляционного слоя существенно отличается от рассчитанного для всего строительного элемента.

2) Несомненным преимуществом пенополиуретана по отношению к минеральной вате является явление самоуплотнения в процессе высыхания, что позволяет быть уверенным в том, что утеплитель здания будет герметичен и долгие годы будет выполнять свою роль. использовать.

3) Значение скорректированного коэффициента: U c = 0,24 Вт/(м 90 116 2 90 117 К) превышает максимально допустимое значение: U max = 0,20 Вт/(м 90 116 2 90 117 К) ). Поэтому для улучшения коэффициента теплопередачи можно использовать следующие два решения:

  • с добавлением слоя пенополиуретана толщиной 4 см под стропила, благодаря чему получим значение U c = 0,20 Вт/(м 90 116 2 90 117 К). Условие будет соблюдено, и слой утеплителя будет на 100% герметичен, так как пенопласт отлично прилегает к поверхности стропила,
  • второе решение заключается в добавлении слоя пенополиуретана толщиной4 см по всей поверхности кровельной конструкции, благодаря чему получим U c = 0,18 Вт/(м 2 К), что будет соответствовать требованиям как 2014 г., так и тем, которые будут применяться с 2017 г. (в в случае минеральной ваты нам потребуется 6 см дополнительного утеплителя на всю поверхность конструкции, чтобы получить значение коэффициента теплопередачи U c = 0,18 Вт/(м 2 К)).
  • 90 140

    Рис. 03 Изоляция PUR с дополнительным слоем пенополиуретана под стропилами

    .

    Утепление крыши: минеральная вата против пенополиуретана - Nice House

    Для того, чтобы можно было жить под крутой крышей, ее участки необходимо предварительно утеплить – желательно таким материалом, который не только защитит от чрезмерных потерь тепла, но и быть негорючим, звукопоглощающим и постоянно и плотно закрытым будет заполнять пространство. Также хорошо, что он должен быть простым и быстрым в установке и достаточно легким.

    Всем этим условиям отвечает минеральная вата , которая здесь безоговорочный лидер.Ее, наверное, знает каждый, кто строит дом. Пенополиуретан, появившийся на нашем рынке около 4 лет назад, также рекомендуется для теплоизоляции крыш. Он доступен либо в виде жестких плит, предназначенных для изоляции крыши снаружи (изоляция над стропилами), либо в виде напыляемой пены изнутри. И особенно последний персонаж вызвал интерес у инвесторов, что видно из обсуждений на онлайн-форумах по строительству.

    Сравниваем минеральную вату и пенополиуретан

    Параметры и свойства пенополиуретана, как нового материала в нашей компании, до конца не известны.Итак, систематизируем их, сравнивая с шерстью, по четырем наиболее важным кровельным «конкуренциям»: теплоизоляция материала и его необходимая толщина, вес, огнестойкость и цена. Мы опустили вопрос долговечности, потому что сложно судить, в каком состоянии в нашем климате будет утеплитель из пенополиуретана через 20-30 лет.

    Данные о заявленных параметрах, предоставленные изготовителем или импортером, можно найти в техническом разрешении (для пен) и декларации о характеристиках продукта (для минеральной ваты).Эти документы, как того требует закон, являются наиболее достоверным источником информации.

    В соответствии с действующими нормами теплоизоляционный слой кровли должен иметь коэффициент теплопередачи U не более 0,20 Вт/(м2К). Сколько сантиметров должен быть слой утеплителя, чтобы соответствовать этим требованиям.

    Коэффициент теплопередачи U

    Минеральная вата. Тот, у которого лучший коэффициент х = 0,030 Вт/(мК), должен быть толщиной не менее 15 см, а тот, у которого самый высокий (х = 0,045) - 23 см.Этого достаточно, но стоит утеплить крышу лучше, чем требуется по нормативам, увеличив слой минеральной ваты до 30-40 см. Кроме того, лучше всего укладывать его в два слоя — один между стропилами, а другой — под ними. Благодаря этому деревянные балки — с теплоизоляцией хуже, чем шерстяные — не станут мостиками холода.

    Пенополиуретан. Два типа - с закрытыми ячейками с коэффициентом х = 0,021-0,024 Вт/(мК) и с открытыми ячейками с х 0,036-0,040 Вт/(мК).Если бы для утепления мансарды применялся пенопласт с закрытыми порами, то утеплитель из него теоретически — если бы не стропила, которые могут стать мостиками холода — мог бы иметь толщину 11,5-12 см. Поэтому пенопласт также следует укладывать между и под стропилами. Однако этот пенопласт рекомендуется для утепления дома снаружи; для утепления кровли используется пенопласт с открытыми порами, с несколько худшими тепловыми показателями – толщина утеплителя из него не может быть меньше 18-20 см.

    0,030–0,045 – значение коэффициента теплопроводности минеральной ваты 0,036–0,040 – значение коэффициента теплопроводности пенопласта с открытыми порами

    Вес: минеральная вата по сравнению с пенополиуретаном

    вес утеплителя имеет значение? Да потому, что от него зависит нагрузка на стропильную ферму, а это в первую очередь влияет на сечения ее элементов. Более тяжелый изоляционный материал всегда требует более прочной конструкции крыши и, следовательно, большего количества древесины для ее возведения.Но большое количество изоляции также имеет то преимущество, что она лучше изолирует звук.

    Минеральная вата. Маты или мягкие доски используются для утепления чердака. Один кубический метр мата, изготовленного как из стекловаты, так и из каменной минеральной ваты, весит 10-35 кг, плиты - 16-60 кг.

    Пенополиуретан. В варианте с открытыми ячейками нагрузка на крышу 8-10 кг/м3; в закрытой ячейке - 30-46 кг/м3.

    10-60 кг - столько весит 1 м3 минеральной ваты для утепления чердака 8-10 кг - столько весит 1 м3 пенопласта с открытыми порами для утепления чердака

    Огнестойкость: минеральная вата против Пенополиуретан

    Минеральная вата. Негорюч в соответствии с пожарной классификацией. Ему присвоены высшие классы по семибалльной шкале от А1 до F: А1 (камень), а также А1 и А2 (стекло). Это значит, что утеплитель из него будет представлять собой противопожарный барьер и защитит деревянную ферму крыши в случае пожара.

    Пенополиуретан. Его производители заявляют, что он имеет класс реакции на огонь B-s1, d0. Однако это относится к испытаниям совместно с мансардными постройками из гипсокартонных листов толщиной 12 мм. Сама пена – вне зависимости от того, открытая она или закрытая – имеет класс реакции на горение Е (один из самых низких).Это значит, что он легко воспламеняется, самозатухающий – плавится в пламени, а после отведения огня сам по себе гаснет.

    A1 и A2 — это класс горючести минеральной ваты E — это класс горючести пенопласта с открытыми порами

    Стоимость: минеральная вата против пенополиуретана

    предположим, что его слой будет толщиной 20 см. Идея также состоит в том, чтобы избежать тепловых мостов вдоль стропил.

    Минеральная вата. Его цены находятся на уровне 18-50 злотых/м2 за маты и 20-34 злотых/м2 - за панели. В оптовиках и строительных базах мы можем рассчитывать на скидку 5%. или воспользоваться промо. Кроме того, мы должны добавить стоимость укладки шерсти - в среднем она составляет 19-25 злотых / м2.

    Пенополиуретан. Хотя путаница на интернет-форумах по поводу цен на пенополиуретан большая, т. к. все дают разный спектр стоимости и объем услуг, цены на пенопласт вместе с его обустройством можно найти на сайтах подрядчиков.Итак, за утепление кровли (материал+работа) вам придется заплатить 52-54 злотых/м2 пенопластом с открытыми порами или 140-160 злотых/м2 - если мы решим лучше утеплить крышу закрыто- ячеистая пена.

    47 злотых/м2 (брутто) - Столько мы заплатим за минеральную вату с x = 0,035 Вт/(мК), толщиной 20 см, с монтажом 70 злотых/м2 (брутто) - Вот сколько мы заплатим за пенопласт с открытыми порами x = 0,035 Вт/(мК), толщиной 20 см, с приложением

    Стоит прочитать: Керамическая плитка

    Что касается утепления чердака, то всю необходимую информацию и цены можно найти в статья: Сколько стоит утепление мансарды - самая важная информация

    .

    Является ли лямбда самым важным? | ЦЕЛС

    Что лямбда говорит нам о материале для теплоизоляции домов? Как это отразится на счетах за электроэнергию? И когда стоит задуматься? Предлагаем, как сравнить системы утепления зданий друг с другом.

    Как оценить теплоизоляцию здания?

    Параметры, которые используются для описания строительных изоляционных материалов, не облегчают жизнь инвесторам. Этому есть несколько причин…

    Первое: свойств у материала много, и те, о которых чаще всего говорят и пишут, легко спутать между собой.Первый из них – это коэффициент теплопроводности материала , обозначенный греческой буквой лямбда ( λ ) . Второй, обозначаемый заглавной буквой У , - это коэффициент теплопередачи , который описывает строительных перегородок - то есть готовые или запроектированные стены, крыши или перекрытия со всеми их слоями, а также все виды деревянных конструкций: окна, полные ворота или дверь.

    Во-вторых: оба коэффициента измеряют явление, которое мы хотим ограничить в случае перегородок дома – легкость отвода тепла из обычно более теплого дома в более прохладную среду.Чем ниже коэффициент теплопроводности (λ) материала или коэффициент теплопередачи (U) перегородки, тем эффективнее теплоизоляция.

    Эти два фактора также тесно связаны друг с другом. Для того, чтобы узнать, насколько эффективным будет утепление в строящемся доме или тепловая модернизация многоквартирного дома, нам необходимо проверить коэффициент теплопередачи U для каждой из его перегородок. Сначала вычисляем термическое сопротивление стены (R), умножая толщину данного слоя на его коэффициент теплопроводности λ, заявленный производителем, и складывая полученные таким образом значения.Коэффициент U является величиной, обратной величине полного сопротивления перегородки (U = 1/Rc) с учетом всех ее слоев.

    Теплоизоляция зданий в СНиП

    Коэффициент теплопередачи U является очень хорошей мерой того, насколько новое или модернизированное здание будет энергоэффективным. Строители должны держать его под контролем – его предельно допустимые значения строго определены в Положении о технических условиях, которым должны соответствовать здания и их расположение ( Дз.У . 2002 №75, ст. 690 с поправками). В 2014 году, чтобы соответствовать требованиям ЕС, Министерство инфраструктуры Польши четко ужесточило требования к коэффициенту теплопередачи U для всех типов перегородок, установив при этом семилетний переходный период, в течение которого критерии должны были постепенно подтягиваться. С 2017 года действует второй, предпоследний этап ужесточения критериев, а в 2021 году нас ждет еще один этап.

    Лямбда и герметичность здания

    Коэффициент теплопроводности (лямбда) или коэффициент теплопередачи через перегородки (U) не учитывает один, но очень важный вопрос - речь идет о герметичности здания.Нельзя отрицать, что герметичность здания играет существенную роль в его энергоэффективности, и несмотря на применение изоляционных материалов даже с самой низкой лямбдой, отвечающих требованиям, и даже выходя за их пределы, применяя большую толщину, чем требуется, протечки будут быть основной причиной теплопотерь здания. Поэтому важно обеспечить надлежащую герметичность здания в дополнение к выбору соответствующего лямбда-материала. Что нам даст утепление, например, кровли с коэффициентом U=0,15, когда окажется, что протечки в плохо сделанном утеплении будут генерировать огромный воздухообмен из здания?

    Почему стоит сделать ставку на современные утеплители?

    Если мы используем современный изоляционный материал, такой какнапыление пенополиуретана, каждый сантиметр слоя утеплителя принесет нам большую экономию, чем в случае с материалом с более слабыми параметрами – материалом, который не обеспечит должной герметичности здания.
    Это особенно важно для тех инвесторов, которые планируют построить пассивный дом, т.е. такой, в котором вся энергия, необходимая для отопления и повседневной эксплуатации дома, вырабатывается бытовыми установками, такими как солнечные коллекторы или тепловой насос. В этом типе здания потери тепла должны быть сведены к минимуму, что всегда требует толстого слоя изоляции.Между тем, чем толще стены, тем меньше у нас может быть места для жилой площади, особенно если мы строим дом на узком участке земли.

    Следовательно, если мы можем добиться высокой герметичности здания при минимально необходимой толщине утеплителя, то зачем переплачивать за более толстые слои утеплителя и не тратить место в нашей мечте «четыре стены»?

    .

    Напыляемые пенополиуретаны - E-изоляция

    Пенополиуретан является одновременно теплоизоляционным и звукоизоляционным материалом. Наносится прямым распылением на любую поверхность (металлолист, плитка, обшивка, древесно-стружечные плиты, полистирол, рубероид, сталь).

    Напыляемая пена сразу же набухает и затвердевает, прилипая к основанию и проникая во все зазоры, не подвергаясь скольжению/валянию.Кроме того, он усиливает жесткость каркасной конструкции и обеспечивает звукоизоляцию. Пенополиуретан
    имеет большое количество закрытых ячеек, а это значит, что он не впитывает воду и обеспечивает отличную теплоизоляцию.
    Еще одним преимуществом является то, что нет необходимости использовать изоляционную пленку, так как не происходит конденсация воды – тепло- и гидроизоляция происходит за один процесс нанесения. Благодаря этой технологии требуемый коэффициент теплоизоляции (k) получается при минимальной толщине теплоизоляционного слоя, что означает экономию места, а малая толщина теплоизоляционного слоя обеспечивает значительную экономию места и материалов, что снижает затраты на строительство.
    Пена наносится слоями между элементами каркасной конструкции таким образом, чтобы все элементы были герметизированы – это касается, в частности, соединений (стен) кирпичной кладки с конструкцией кровли и любых изгибов кровли.

    Теплопроводность пенополиуретана составляет 0,020-0,023 Вт/(м²·К), а минеральной ваты - 0,034-0,040 Вт/(м²·К). Например, слой пенополиуретана толщиной 5 см соответствует 9 см минеральной ваты (пенопласт плотностью 35 кг/м³).

    Сравните толщину слоев различных материалов, необходимых для достижения одинаковой степени изоляции:

    Материал Толщина слоя [см]
    Пенополиуретан (плотность 35 кг/м³) 1
    Пенополистирол 1,6
    Минеральная вата 1,8
    Дерево 6
    Газобетон 15

    Преимущества пенополиуретана:

    • самый известный теплоизоляционный материал,
    • слой однородный, без стыков и технологических соединений,
    • удаление тепловых мостов,
    • тепло- и гидроизоляция в одном процессе нанесения благодаря структуре с закрытыми порами,
    • очень хорошая адгезия к различным основаниям (не скользит, не сваливается),
    • устойчив к высоким и низким температурам (от -50ºС до +110ºС),
    • прочный и без запаха,
    • при нанесении на древесину не вызывает гниения и гниения,
    • устойчив к грибкам, бактериям,
    • дополнительное усиление и шумоизоляция каркасной конструкции.

    Образец раствора
    Выполнение термоакустической изоляции изнутри здания:

    1. Гидротермическая и акустическая изоляция наружной стены - средняя толщина покрытия 15 см предлагаемое решение:
      - напыление полиуретанового покрытия средней толщиной 4-5 см - объемная плотность 35 кг/м³ (толщина более 3 см, отличная гидроизоляция покрытие, 90% закрытые ячейки - термо- и гидроизоляция происходит за один процесс нанесения),
      - напыление полиуретанового покрытия средней толщиной 10-11 см - насыпная плотность 12 кг/м³.
    2. Изоляция Термоакустическая внутренняя стена (толщина стены 7 см или 9,5 см):
      - толщина покрытия 7 см - напыление полиуретанового покрытия средней толщиной 7 см - объемная плотность 12 кг/м³,
      - толщина покрытия 9,5 см - напыление полиуретанового покрытия средней толщиной 9,5 см - объемная плотность 12 кг/м³.
    3. Теплоакустическая изоляция потолка в двухэтажном доме - толщина покрытия 10 см (легкая пена идеальная термоакустическая изоляция):
      - напыление ПУР покрытия средней толщиной 10 см - насыпная плотность 12 кг/м³ .
    4. Гидротеплозвукоизоляция кровли (чердак):
      - напыление ПУР покрытия средней толщиной 11 см - объемная плотность 35 кг/м³ (соответствует минеральной вате толщиной 20 см) - тепло- и гидроизоляция выполняются в течение одного прикладной процесс.

    Дизайн
    Услуга заключается в бесшовном многослойном напылении пенополиуретана на предварительно подготовленную поверхность. Технология основана на использовании оригинальных комплектующих таких компаний, как: Alfa Systems, Purinova, Synthesia Espanola, где вся продукция имеет Техническое одобрение Строительного научно-исследовательского института (ITB), и является лучшими теплоизоляционными и акустическими решениями, применяемыми в строительстве. .

    Технические характеристики
    Световая система с низкой плотностью около 12 кг/м³: термоакустическая изоляция с коэффициентом 0,5 эффективно изолирует здание и отдельные помещения от вредных и неприятных внешних звуков. Его можно использовать при модернизации здания способом, не требующим внесения существенных изменений в правовую документацию здания. Самый экологичный продукт на рынке. Надежная система без тепловых и акустических мостов. Скорость применения не требует хранения материалов, занимающих большие складские площади.Заявленный коэффициент теплопроводности 0,035-0,040 Вт/(м К).Акустический коэффициент EN 20354:1993 0,5.

    Система со средней плотностью около 35 кг/м³: – это распылительная система, предназначенная для изоляции стен и кровли изнутри. Применение: теплоизоляция стен и крыш изнутри, хранение фруктов и овощей; амбары, курятники - животноводческие постройки. Характеризуется высокими изоляционными параметрами: теплопроводность составляет 0,020-0,023 Вт/(м·К).Толщина более 3 см, отличное гидроизоляционное покрытие, 90% закрытых ячеек - термо- и гидроизоляция происходит за один процесс нанесения.Пена из этой системы относится к самозатухающим (PN-88/C-89297), классу E согласно PNEN 13501-1-2007 (класс B-2 согласно DIN4102).

    Система с высокой плотностью около 60 кг/м³: предназначена для интенсивного опрыскивания крыш. Система имеет высокие прочностные характеристики. Применение: тепло- и гидроизоляция крыш снаружи.Эта пена классифицируется как самозатухающая (PN-88/C-89297) и относится к классу E согласно PN-EN 13501-1-2007 (класс B-2 согласно DIN4102).

    .

    Параметры пенополиуретана - ТЕРМАВИТ Напыляемая изоляция (напыление пенополиуретана)

    Параметры пенополиуретана

    Ниже приведены параметры пенополиуретанов польского производителя Polychem Systems.

    Параметр

    NG-0430E

    НГ-0440

    NG-0810NF

    Использовать

    внутренний душ, стена/потолок

    душевая внешняя крыша

    спрей для внутреннего освещения

    Структура

    с закрытыми ячейками

    с закрытыми ячейками

    с открытой ячейкой

    Плотность [кг/м 3 ]

    42

    60

    7,5

    Теплопроводность [Вт/м×К]

    0,024

    0,024

    0,0398

    Толщина изоляции [мм]

    40

    20

    150

    Расход пены [кг/м2]

    1,7

    1,2

    1,5

    Общее тепловое сопротивление [м 2 × K/Вт]

    1,67

    0,83

    3,95

    Термическое сопротивление 1 кг пенопласта [м 2 К/Вт]

    0,98

    0,69

    2,63

    Прочность на сжатие [кПа]

    ≥180

    ≥250

    ≥5,5

    Водопоглощение при полном погружении через 48 ч

    <3%

    <3%

    > 50%

    Реакция на пожар

    согласно DIN 4102

    В2 900 09

    В2 900 09

    В3

    Класс реакции на огонь согласно PN-EN 13501-1

    Е-класс

    Е-класс

    Б-с1, ​​д0 *

    Термостойкость [ o C]

    - 50 до + 100

    - 50 до + 100

    - 50 до + 100

    * Классификация относится к пенопласту, покрытому гипсокартонными облицовками, используемому без подложки или на горючей или негорючей основе.

    .

    Производитель полиэфирных полиолов и полиуретановых систем

    Что такое лямбда и почему оно так важно в отрасли теплоизоляции? Есть ли предел его уменьшению?

    Коэффициент теплопроводности, о котором так много говорят в теплоизоляционной отрасли, помимо того, что является физическим свойством, определяет класс теплоизоляционного материала, а это напрямую влияет на положение и рыночную цену конкретного продукта. И немудрено, ведь теплоизоляционная ценность должна определяться способностью данного изделия снижать теплопотери.Вопрос в том, насколько большой может быть эта способность?


    Коэффициент лямбда и производство полиолов

    Теплопроводность изоляционной пены зависит от проводимости газовой смеси в полиуретановых ячейках и проводимости твердого полимера и теплового излучения между ячейками.
    Практически каждый сегмент полиуретановой промышленности борется за снижение коэффициента теплопроводности готовой полиуретановой перегородки. Производители полиолов модифицируют полимерную матрицу таким образом, чтобы увеличить влияние лямбда-коэффициента материала стенки ячейки на изоляционные свойства готовой пены.


    Коэффициент лямбда и другие компоненты системы

    Производители стабилизаторов работают над соотношением гидрофобных цепей и гидрофильных головок молекул силикона, присоединяя к ним все более сложные химические группы только для того, чтобы модифицировать соответствующим образом поверхностное натяжение и влиять на структуру, размер и форму образующихся клеток , что оказывает непосредственное влияние на проводимость готовой пены.
    Стоит отметить, что силиконовые стабилизаторы — не единственные поверхностно-активные вещества, которые используются в полиуретановых системах для улучшения теплопроводности.Они также являются поверхностно-активными веществами, которые мы не включаем в группу силиконов - речь идет в основном об алкоксилатах спиртов и жирных кислот. Таким образом, можно представить масштабность возможных комбинаций молекул, влияющих на формирование полиуретановых ячеек, а в конечном итоге — на величину коэффициента теплопроводности.

    В связи с этим возникает вопрос: насколько производители стабилизаторов могут регулировать описанный эффект за счет молекулярной структуры? Производство полиуретана является результатом многих физико-химических явлений.Здесь необходимо учитывать перемешивание, а также влияние давления и температуры. Стоит помнить, что не каждое открытие в лаборатории вызывает симметричное изменение при крупномасштабном производстве.


    Что влияет на теплопроводность пенополиуретана?

    Вообще говоря, тепловое излучение снижается за счет уменьшения количества ячеек, а теплопроводность твердого полимера снижается за счет уменьшения плотности пены. Однако теплопроводность пенопласта определяется в первую очередь проводимостью газовой смеси ячейки.Около 65-80% изолирующей способности пенопласта обусловлено изолирующими свойствами газовой смеси ячеек, в то время как размер ячеек и плотность вместе составляют остальную часть.


    Будущее индустрии теплоизоляции

    Существует ли идеальный газ, проводимость которого будет достаточно низкой, чтобы значительно уменьшить теплопроводность полиуретана? Здесь стоит отметить, что этот газ должен дополнительно менять свое агрегатное состояние в диапазоне температур, в котором образуется полиуретан.


    Следует иметь в виду, что только тесная взаимосвязь между тремя явлениями - тепловым излучением, проводимостью газов, заключенных в ячейках, и проводимостью твердого тела, т. теплопроводность пенополиуретана. Кажется, что есть много возможных вариантов.


    Однако насколько мы можем уменьшить размер ячейки или снизить плотность пены без потери других важных физико-механических свойств? Мы должны помнить, что физика создает ограничения в этом аспекте.Итак, можем ли мы оспорить его существующие права? Откроем ли мы газ с крайне низкой собственной теплопроводностью, который будет и экологически чистым, и безразличным для живых организмов? Необходимость считается матерью изобретений...


    Автор: Моника Цыбульская-Кухарская
    Технолог

    Выпускник химической технологии Университета технологий и наук о жизни в Быдгоще.Технолог, который руководствуется в своей работе девизом, что скромность и накопление опыта – залог успеха. Мое приключение с рынком полиол-полиуретанов продолжается уже почти 8 лет! Я активно участвую во многих проектах, направленных на улучшение продуктов Purinova. В частном порядке любитель малых и больших путешествий и энтузиаст составления головоломок.

    .

    Смотрите также