Утепление крыши пенополиуретаном

Одним из популярных современных теплоизоляционных материалов является пенополиуретан. Это подвид газонаполненных пластмасс, который благодаря своей структуре имеет высокие теплоизоляционные характеристики. Для изготовления ППУ используется растительное сырье и нефтепродукты. Материал, который наносится на утепляемую поверхность, получается в результате химической реакции, происходящей при смешивании изоцианата и полиола. При этом образуется структура, состоящая из множества ячеек, которые наполнены углекислым газом или фреоном.

Особенности устройства, плюсы и минусы пенополиуретана

О пенополиуретане у нас заговорили сравнительно недавно, но он очень быстро приобрёл популярность. Это объясняется тем, что материал имеет хорошие теплоизоляционные свойства, его удобно и легко наносить, правда, для этого надо иметь специальное оборудование.

Структура и виды материала

ППУ имеет ячеистую структуру, около 90% которой составляет газообразное вещество. Ячейки обладают тонкими стенками, которые изолированы друг от друга. Меняя состав компонентов, используемых для приготовления ППУ, можно получить материал для утепления трубопроводов, окон, дверей, полов, стен зданий из разных материалов и т. д. Прочность пенополиуретана и его теплопроводность будут зависеть от размера, количества ячеек и толщины их стенок.

В нашей стране применять пенополиуретан в строительстве начали сравнительно недавно, но он очень быстро занял достойное место среди теплоизоляционных материалов. Это объясняется не только его высокими теплоизоляционными показателями, но и тем, что приготовить необходимый состав можно непосредственно на строительной площадке. Достаточно иметь специальное оборудование, которое смешивает два компонента, в результате чего получается быстро затвердевающая пена, заполняющая собой все неровности поверхности.

В строительстве применяется несколько видов пенополиуретана, которые используются для утепления разных элементов как внутри, так и снаружи дома.

В зависимости от плотности пенополиуретан делится на несколько видов.

1. Жёсткий. Плотность такого материала может составлять от 30 до 86 кг/м³, он имеет закрытые ячейки. Применяется для утепления фундамента и кровли здания, имеет низкую теплопроводность и довольно высокую прочность. ППУ, плотность которого более 70 кг/м3, не пропускает влагу, поэтому может использоваться как гидроизоляционный материал.
   

   Жёсткий пенополиуретан используется для утепления фундаментов и крыш

2. Полужёсткий. Плотность — от 20 до 30 кг/м³, у него открытые ячейки. Применяется для утепления стен и кровли внутри дома. Хотя стоимость этого утеплителя довольно низкая, так как он впитывает влагу, с ним надо использовать паро- и гидроизоляционные материалы, а это дополнительные затраты. Теплопроводность его выше, чем у предыдущего варианта, по своим качествам он напоминает плотный поролон.
   

   Полужёсткий ППУ используется для утепления стен и кровли внутри дома

3. Жидкий. Имеет плотность меньше 20 кг/м³ и используется для утепления различных ниш и пустот. Применяется также для теплоизоляции конструкций сложной формы, поскольку обладает малым весом и практически их не утяжеляет.
4. Листовой. Может иметь разную плотность и толщину. На подготовленную и выровненную поверхность листы крепят при помощи клея. Для изготовления листов используются специальные формы, куда заливают ППУ и где он отвердевает.
   

   В зависимости от плотности пенополиуретан используется для утепления разных частей здания

5. Мягкий. В народе он больше известен как поролон. Такой утеплитель используется для отделки стен внутри здания, он эластичный, но легко повреждается при механических воздействиях.

Технические характеристики

В зависимости от вида ППУ будут отличаться и его технические характеристики. Чаще всего в строительстве используется материал плотностью 40–60 кг/м³, на его примере и рассмотрим свойства этого утеплителя.

1. Теплопроводность. Она напрямую зависит от размера ячеек — чем их количество и размер будут больше, тем хуже теплоизоляционные характеристики материала. Теплопроводность ППУ значительно ниже, чем у таких утеплителей, как керамзит, минеральная вата или пеностекло, в среднем она колеблется в пределах 0,019–0,035 Вт/м · К.
2. Шумопоглощение. На уровень звукоизоляции покрытия влияют толщина пенополиуретана, его эластичность и способность пропускать воздух. Самые лучшие показатели имеет ППУ средней плотности и эластичности.
3. Стойкость к воздействию химически активных веществ. ППУ устойчив к кислотам, маслам, спирту и едким парам. Если сравнивать его с таким популярным материалом, как пенополистирол, то у ППУ химическая стойкость намного выше, он надёжно защищает металлические поверхности от коррозии.
4. Водопоглощение. Среди всех теплоизоляционных материалов пенополиуретан имеет самый низкий коэффициент водопоглощения. За сутки он набирает не более 1–3% влаги, и чем он плотнее, тем меньше будет коэффициент водопоглощения.
5. Огнестойкость. На этот показатель также влияет плотность материала. По степени горючести различают самозатухающие, трудносгораемые и трудновоспламеняющиеся материалы. Для повышения огнестойкости в состав ППУ добавляют соединения галогенов и фосфора. Часто на обычный пенополиуретан наносится слой огнестойкого покрытия.
   

   Пенополиуретан не является негорючим материалом, но после прекращения подачи прямого огня он затухает самостоятельно

6. Срок эксплуатации. В характеристиках материала указывается, что его срок службы не меньше 30 лет, но на практике он исправно работает значительно больше. Когда за границей демонтируют дома, утеплённые пенополиуретаном и построенные 40–50 лет назад, видно, что в утеплителе остались изолированными 9 из 10 ячеек, то есть он сохранил свои качества на 90%.
7. Экологическая безопасность. После нанесения ППУ очень быстро полимеризуется, для этого достаточно всего 15–20 секунд. После застывания материал полностью безопасен для человека. Но следует иметь в виду, что при нагревании до 500 и более градусов он начинает выделять вредные газы.

Преимущества и недостатки

Пенополиуретан обладает следующими достоинствами:

• благодаря хорошей адгезии одинаково крепко держится на бетонной, кирпичной, деревянной или любой другой поверхности;
• материал наносится в жидком состоянии, поэтому форма утепляемой поверхности не важна, так как все полости и пустоты хорошо заполняются;
• для нанесения ППУ не требуется специально готовить основание или использовать дополнительный крепёж;
• материал формируется непосредственно на строительной площадке, а первоначальный объем компонентов небольшой, поэтому затраты на его транспортировку будут минимальными;
  

  Пенополиуретан приводится в рабочее состояние непосредственно на строительной площадке

• материал очень быстро наносится и практически не утяжеляет конструкцию, что особенно важно при утеплении крыш;
• в дополнение к теплоизоляции стен и кровли повышается их звукоизоляция и прочность;
• свои технические характеристики ППУ сохраняет при температуре от -150 до + 150 °С;
• утеплитель не гниёт, не повреждается грызунами и насекомыми;
• при нанесении пенополиуретана получается монолитное покрытие, в котором нет стыков и швов, поэтому мостики холода не образуются.

Несмотря на большое количество преимуществ, есть у пенополиуретана и ряд недостатков, которые надо учитывать при выборе:

• ППУ подвержен негативному воздействию ультрафиолета, поэтому если он будет эксплуатироваться открыто, то его надо защищать штукатуркой, краской или другим финишным материалом;
  

  ППУ нельзя оставлять под открытым воздействием солнечных лучей, его надо защитить финишным материалом

• хотя пожароопасность утеплителя довольно высока, при сильном нагревании будут выделяться вредные вещества;
• жёсткий пенополиуретан практически не проницаем для пара, что может привести к появлению на стенах плесени и грибка;
• серьёзным препятствием для массового использования пенополиуретана является также его высокая стоимость и необходимость применения специального оборудования для нанесения.

Видео: что такое пенополиуретан

Подготовительные работы перед нанесением пенополиуретана

Для того чтобы качественно нанести пенополиуретан, надо иметь надёжное оборудование, знать и соблюдать технологию монтажа. Хотя делается это довольно просто, есть определённые правила, соблюдение которых гарантирует, что утеплитель будет заложен качественно и срок его службы будет большим.

Некоторые нерадивые мастера могут пренебрегать необходимостью проведения подготовительных работ. Это не позволяет качественно утеплить помещение и приводит к большим затратам теплоизоляционных материалов.

Перед нанесением пенополиуретана необходимо выполнить следующие операции:

• проверить работоспособность оборудования, используемого для нанесения ППУ;
  

  Для нанесения ППУ может использоваться как профессиональное оборудование, так и одноразовые установки

• проверить наличие всех необходимых материалов и средств;
• подготовить поверхность, на которую будет наноситься теплоизоляционный материал;
• выполнить контрольное напыление и протестировать полученный слой.

Пенополиуретан можно наносить на разные типы поверхностей, но чаще всего это делают на бетон, кирпич, дерево или металл. Независимо от типа поверхности, на которую будет наноситься теплоизоляционный слой, требования к её состоянию одинаковы.

Порядок проведения подготовительных работ будет таким.

1. Поверхность очищают от мусора и грязи, а также убирают старую краску, отваливающуюся штукатурку и плесень. Для удаления старой краски, масляных пятен и ржавчины используются специальные химические средства, такие как тринатрийфосфат, хромат цинка, детергенты. Для того чтобы пенополиуретан хорошо и надёжно соединился с поверхностью, на которую напыляется, она должна быть сухой.
   

   Перед нанесением пенополиуретана с поверхности удаляют предыдущий утеплитель, грязь и мусор

2. Места, на которые не надо наносить пенополиуретан, защищают разделительным материалом, для этого может использоваться плёнка, бумага или смазка, например, ЦИАТИМ-221.
   

   Чтобы во время нанесения ППУ он не попал на окна и другие элементы, их надо закрыть

3. Для выравнивания поверхности и улучшения адгезии перед нанесением пенополиуретана её обрабатывают праймером. Для этого часто используют те же компоненты, что и для напыления ППУ, только с меньшим количеством катализаторов.
4. Заделывают все отверстия и прорехи, размер которых превышает 6 мм, иначе через них пена будет выходить за пределы утепляемой поверхности. Для ликвидации больших отверстий могут использоваться скотч, герметик или другие материалы.
   

   Если размер щелей или отверстий превышает 6 мм, то их надо заделать, чтобы пена не затекала за пределы утепляемой поверхности

5. Выполняют пробное напыление. Желательно делать его на такой же или аналогичной подложке. Через 10 минут после нанесения материал разрезают, изучают его структуру — если что-то не так, проверяют правильность дозировки, срок годности компонентов, давление. После выполненных корректировок проводится повторное пробное напыление.

Рекомендуется, чтобы температуры поверхности, на которую наносится теплоизоляционный слой, и используемых компонентов отличались не более, чем на 10 градусов.

Технология монтажа пенополиуретана

Для устройства теплоизоляции кровельной конструкции пенополиуретан может наноситься двумя способами.

1. Напылением. При выполнении работ по такой технологии без специального оборудования не обойтись. Жидкий пенополиуретан заливают в приёмную ёмкость и распыляют его по поверхности. Применяются установки двух видов: высокого и низкого давления. В первом случае материал подаётся под давлением, во втором — при помощи сжатого воздуха. При такой технологии нанесения плотность слоя пенополиуретана составляет от 30 до 60 кг/м³. При необходимости может наноситься второй слой, но его плотность уже будет составлять 120–150 кг/м³.
   

   Напыление пенополиуретана выполняется при помощи установки высокого или низкого давления

2. Заливкой. Этот метод может использоваться на основании любой формы. Часто он применяется в том случае, когда конструкция имеет много выступов, колонн и других сложных элементов, например, при реставрации сложных крыш. Удобно то, что можно легко регулировать толщину слоя теплоизоляционного материала.
   

   В приготовленное пространство при помощи специального оборудования заливается пенополиуретан

Независимо от способа нанесения пенополиуретана после застывания материал приобретает высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики и будет служить на протяжении всего периода эксплуатации. Частные застройщики обычно наносят ППУ методом напыления. Это сравнительно несложный процесс, справиться с ним можно самостоятельно. Не каждый человек сможет достать профессиональное оборудование, но в продаже имеются одноразовые наборы, с устройством которых быстро разберётся даже новичок.

Комплект для напыления пенополиуретана состоит из таких компонентов:

• баллоны с изоцианатом и полиэфирным компонентом, которые находятся под давлением;
• соединительные шланги;
• распыляющий пистолет;
• сменные насадки;
• смазка.

При выполнении теплоизоляции крыши или другой поверхности пенополиуретаном надо придерживаться правил безопасности, чтобы не нанести вред своему здоровью или другим жильцам дома:

• работать надо в защитных очках и рабочей одежде;
• во время работы рекомендуется использовать респиратор;
• для защиты рук лучше надеть перчатки.

Нанесение пенополиуретана на скатной крыше

Технология нанесения пенополиуретан на скатную крышу будет состоять из следующих этапов.

1. Подготовка поверхности. При помощи веника и щётки удаляются остатки старого утеплителя, грязь и мусор.
2. Создание сплошной обрешётки. Если есть возможность, снимают кровельный материал и из досок толщиной 25–30 мм или из листов ОСП делают сплошную обрешётку.
   

   Для нанесения пенополиуретана, если есть такая возможность, лучше сделать сплошную обрешётку

3. Защищают места, на которые пенополиуретан не наносится. Для обработки окон, дверей и других мест, где не должно быть ППУ, используют плёнку или бумагу.
4. Подсоединяют устройство и при помощи пистолета наносят ППУ равномерным слоем снизу вверх. В зависимости от региона его толщина может составлять от 50 до 200 мм.
   

   В зависимости от региона толщина слоя ППУ может составлять от 50 до 200 мм

5. После того как материал застынет, выполняется обрезка выступающего за стропила утеплителя. Это можно сделать при помощи ножа или ручной пилы.
6. Монтаж внутренней отделки. Так как паро- и гидроизоляции пенополиуретана не требуется, финишный материал фиксируют к стропилам поверх утеплителя.

Если выполняется утепление холодной крыши, пенополиуретан наносится не на кровельную систему, а на перекрытие.

Видео: утепление скатной кровли пенополиуретаном

Нанесение пенополиуретана на плоской крыше

Если нет возможности утеплить плоскую крышу снаружи, в исключительных случаях это можно сделать изнутри. Такое решение приводит к уменьшению высоты комнаты.

Работы выполняются в следующей последовательности.

1. Создание обрешётки. На потолке изнутри помещения делают обрешётку. Для её создания используют бруски, сечение которых зависит от толщины слоя теплоизоляции. Обычно берут брус 5х10 или 5х15 см.
2. Укладывается проводка и элементы вентиляции.
3. При помощи специального пистолета наносится пенополиуретан.
   

   Утеплять пенополиуретаном изнутри помещения не рекомендуется, делают это только в крайних случаях

4. Удаляют излишки утеплителя.
5. Монтируется финишное покрытие.

Электрическая проводка, находящаяся в слое утеплителя, будет перегреваться, поэтому надо брать медные провода с двойным запасом нагрузки.

Так как этот теплоизоляционный материал отличается гидрофобностью и имеет улучшенные характеристики, он часто используется для утепления плоской кровли снаружи. Порядок выполнения теплоизоляции плоской кровли в этом случае будет следующим.

1. Подготавливают поверхность. Удаляют старый утеплитель, грязь и мусор. Для лучшей адгезии можно покрыть поверхность грунтовкой, хотя это и не является обязательным требованием.
2. К крыше крепят деревянные или металлические стропила сечением 5х15 см с шагом 40–60 см. На конце и в начале стропильных досок, а также снизу из такого же материала делают обвязку, которая ограничит нанесение пенополиуретана снизу и сверху.
   

   Стропила плоской крыши подшиваются досками, чтобы обеспечить поверхность для нанесения ППУ

3. При помощи специального пистолета равномерно наносят ППУ. Сначала заполняют пространство между первыми стропилами, а затем движутся вдоль карниза.
   

   Сначала заполняется пространство между первыми стропилами, а затем постепенно наносят пенополиуретан на всю поверхность крыши

4. После застывания ППУ удаляются все его излишки.
5. Укладывают ветрозащиту или гидроизоляционную мембрану, которые защищают слой утеплителя от выветривания. Фиксируются они при помощи скоб, а места соединения полос проклеивают скотчем.
6. На стропила монтируют контробрешётку из брусков толщиной 20–30 мм.
7. Набивают обрешётку.
8. Укладывают кровельный материал.

Независимо от типа кровли применение пенополиуретана позволяет свести к минимуму потери тепла в её конструкции.

Пенополиуретан очень часто используется для утепления крыш. Его популярность объясняется отличными теплоизоляционными характеристиками и тем, что процесс его нанесения довольно прост и выполняется быстро. Единственная сложность заключается в том, что для напыления пенополиуретана требуется специальное оборудование. Производители нашли выход из этой ситуации — сейчас на рынке появились одноразовые комплекты, которые имеют вполне доступную стоимость. С их помощью нанести состав сможет даже новичок. Благодаря тому, что пенополиуретан может монтироваться практически на любую поверхность, не надо использовать паро- и гидроизоляционные материалы, так что процесс утепления занимает минимум времени, а результат получается лучше, чем при использовании многих других материалов.