Напыляемые пенополиуретановые утеплители обладают высоким тепловым сопротивлением. Для утепления жилища достаточно всего 35-100 мм слоя этого материала. Напыление ППУ у нас пока мало распространено в теплоизоляции жилых домов. Но преимущества данной технологии не могут остаться незамеченными, поэтому популярность ППУ не за горами.
Технология утепления напыляемым ППУ, прежде всего, востребована в каркасном домостроении, а таких домов больше всего в Америке. В Департаменте США по энергетике считают, что более 30% теплопотерь здания происходит по причине утечек теплого воздуха из-за продуваемости конструкции. На пути этих утечек может стать только герметичный материал, которым является пена. К слову, собственно пена обладает максимально высокими герметичными свойствами. Различные пенные материалы широко применяются при постройке космических аппаратов, самолетов, подводных лодок. Нашли они применение и в домостроении.
Напыляемые утеплители из ППУ могут сильно отличаться характеристиками. Однако на качество самого утепления больше всего оказывает влияние технология нанесения пены, конструкция стен и крыши, и даже погода.
Различают два вида полиуретановой пены – с закрытыми и открытыми ячейками. Различия между ними влияют на эксплуатационные характеристики утеплителя и его назначение.
Пенополиуретаны в строительстве впервые стали применять в начале 70-ых годов прошлого века. Тогда они производились из мочевины и формальдегидных смол. Такие материалы нельзя было назвать экологичными, поскольку они в процессе эксплуатации выделяли опасный для человека формальдегид. Нездоровая слава ППУ отдается отголосками и до сих пор, несмотря на то, что новые материалы абсолютно безопасны. Отрицательный имидж напыляемой пены усиливается необходимостью использовать при нанесении средств индивидуальной защиты. Однако на самом деле респиратор и очки необходимы для того, чтобы капли жидкого вещества не попали в глаза и дыхательные пути. В застывшем виде пена не опасна. Из нее изготавливают даже аквариумные декорации, а рыбы, как известно, в сотни раз чувствительнее к токсинам, чем человек.
Утепление пенными напыляемыми материалами из ППУ экономически выгодно, т.к. стоимость самой пены сопоставима с прочими утеплителями, но при ее использовании нет необходимости в устройстве паробарьера, ветрозащиты и т.д..
Что касается долговечности напыляемых пенополиуретановых утеплителей, то они при условии правильной технологии нанесения, оказываются даже более стабильными, чем деревянные элементы каркаса.
Современные напыляемые ППУ – это двухкомпонентные смеси. Первый компонент (А) – изоцианат. Данное вещество является недорогим органическим препаратом, синтезируемым многими химическими компаниями. Второй компонент (В) состоит из катализатора, полиэфирных смол, поверхностно-активного стабилизатора пены и вспенивающего агента. Существуют типы компонента «В», в состав которого входят антипирены (противопожарные вещества) и красители, маркирующие пену тем или иным цветом в зависимости от сферы применения.
Изначально газом, который раздувает ячейки полиуретановой пены, служил легкий фреон. Проницаемость этого газа очень велика, поэтому он в течение нескольких месяцев частично покидает даже закрытые ячейки пены. 
На здоровье человека легкие фреоны в столь незначительных концентрациях никакого вредного воздействия не оказывают, однако, как считают экологи, разрушают озоновый слой человека. Обоснованность данного утверждения периодически оспаривается учеными и по сей день, но с 2003 года Агентство США по защите окружающей среды все-таки ограничило применение легких фреонов, предложив заменить их менее опасными для озонового слоя гидрофторуглеродными соединениями, известные как HFC-хладоны.
Для пен с открытыми ячейками в качестве вспенивателя используется обычная вода, а в ходе расширения вещества выделяется незначительное количество СО2. Никакого вреда человеку или окружающей среде данный процесс не наносит, что многократно подтверждено различными экспертизами.
Открытые и закрытые ячейки ППУ. Основные характеристики пен с отрытыми и закрытыми ячейками описывают сопротивление теплопередаче R, а также воздухо- и паропроницаемость. Как уже было упомянуто выше, при производстве пен с закрытым ячейками в качестве вспенивающего агента применяются HFC-хладоны. Большая их часть после застывания остается внутри ячеек. Эти газы имеют лучшие теплоизолирующие свойства, чем воздух. Таким образом, пены с закрытыми ячейками обладают более высоким коэффициентом сопротивления теплопередаче, по сравнению с пенами, ячейки которых открыты и соответственно содержат воздух. Непосредственно после застывания пена с закрытыми ячейками имеет термическое сопротивление 3,15/см, а после «старения» это значение падает примерно до 2,37/см. Ухудшение теплозащитных характеристик происходит за счет частичного замещения хладона воздухом. В среднем теплопроводность полиуретановой пены (λ) около 0,032 Вт/м•°С. При таком значении 50 мм пены будет обладать тепловым сопротивлением порядка 1,57 (м²•°С/Вт).
Пены с отрытыми ячейками более легкие. Их плотность по сравнению с пенами с закрытыми ячейками составляет 0,008 г/см³ против 0,033 г/см³ соответственно. Однако более плотные пены являются и более жесткими, а значит, обладают большей механической прочностью. Исследования, проводимые Национальной Ассоциацией Домостроителей, показали, что при заполнении полостей деревянных каркасных конструкций ППУ с закрытыми ячейками, их прочность увеличивается на 30%. Такая пена имеет низкий коэффициент паропроницаемости. Ее можно отнести к II классу полупроницаемой защиты.
Пена с закрытыми ячейками расширятся в объеме только в 30 раз, тогда как пена с открытыми ячейками – в 100 раз. Это означает, что расход последней при утеплении конструкций в три с лишним раза меньше. Кроме того, такая пена сохнет быстрее, поскольку является паропроницаемой. Однако эффект утепления у нее несколько ниже, чем у пены с закрытыми ячейками. Даже при 10-сантиметровом утеплении каркасная стена не будет отвечать российским строительным нормативам для жилых помещений. В то же время и бесконечно наращивать толщину напыляемой полиуретановой пены нецелесообразно. Считается, что у пены с открытыми ячейками порог эффективности наступает при толщине 125-130 мм, а для пены с закрытыми ячейками он еще ниже – 75-100 мм. Каждый последующий сантиметр пенной изоляции приведет к незначительным улучшениям утеплительных свойств ограждающей конструкции в целом. В американской специальной литературе говориться, что для северных штатов (кроме Аляски) вполне достаточно 150 мм пены для утепления каркасных домов. Все, что выше приводит к неоправданным финансовым затратам.
Производители напыляемой пены не рекомендуют превышать указанную ими толщину слоя напыления за один заход. Причем их требования менее жесткие относительно пены с открытыми ячейками: все полости типовых каркасных стен можно заполнить за один заход. А пена с закрытыми ячейками на те же стены наносится в несколько заходов. Это, прежде всего, обусловлено экзотермической реакцией при отверждении пены с закрытыми ячейками. При смешивании компонентов происходит ее нагрев, а наносить следующий слой необходимо только после полного остывания предыдущего. Например, фирма BASF рекомендует наносить свою пену с закрытыми ячейками толщиной не более 50 мм за один заход. Температура в средине слоя данной толщины достигает 65°С, но при его увеличении она может значительно подняться. Дальнейший рост температуры пены влечет за собой деградацию, и даже обугливание пены.
Напыление пенополиуретанового утеплителя
Эта работа требует определенной квалификации. Большинство производителей пены также предлагают и учебные пособия по их нанесению. Если утепление каркасного дома поручить специализированной фирме, то заказчику лучше осуществлять личный контроль на всех этапах. Нельзя исключать тот факт, что у монтажников возникнет соблазн сэкономить время, нарушая технологию. Они могут попытаться:
- выполнить в 2 захода 150 мм утепление, которое полагается выполнять в 3 захода;
- нанести слой меньшей толщины, чем положено;
- не достаточно тщательно отмерить компоненты пены, что приведет к неоднородности слоя утеплителя.
При работе с открытоячеистой пеной образуется больше отходов, которые по идее нужно утилизировать специальным образом.
Использование напыляемого пенного утеплителя имеет массу достоинств. Среди них присутствуют нестандартные конструктивные решения, которые сложно выполнить другими видами утеплителей. Одно из таких решений – холодная крыша. Данная конструкция отлично зарекомендовала себя, прежде всего, в суровом климате. Она избавляет оцинкованную стальную кровлю от образования наледи путем изолирования кровельного металла от подконструкции с помощью дополнительной обрешетки 25×100 мм, которая приподнимает кровлю, и обволакивания пеной стропильных балок со всех сторон. Другой пример – ремонт стен подвала, при котором сплошной слой пены с закрытыми ячейками пускают от пола первого этажа до подвального пола. Такой прием одновременно обеспечит как тепло-, так и гидроизоляцию.
По окончании работ по утеплению стен, их отделывают гипсокартоном, который одновременно является и огнезащитой для пены. Толщина гипсокартонных листов может быть в пределах 9-16 мм, но чаще всего используют панели средней толщины – 12 мм.
Автор текста: М. Тамилин
