Сравнение самых популярных утеплителей: пенополиуретан и минеральная вата

Общие сведения

Пенополистирол в обиходе часто называют пенопластом. Он выпускается обычный и экструдированный. Последний обладает лучшими качествами за счет увеличенной плотности.

Пенополистирол

Пенополиуретан – это тот же поролон. У него также есть разновидности. В бытовых целях обычно употребляется мягкий материал указанного типа, а в строительстве – жесткий.

Пенополиуретан

Срок эксплуатации

Большая часть производителей указывают срок эксплуатации 20-30 лет. Это гарантийное время, в течение которого полезные свойства материала находятся в допустимых рамках. Последние исследования европейских учёных показали удивительные и обнадеживающие результаты. При сносе домов, построенных 40-50 лет назад с использованием пенополиуретана, учённые обнаружили, что его свойства практически не изменились. Структура и фактура остались теми же, что и изначально. Дальнейшие лабораторные исследования только подтвердили долговечность этого материала.

Экологичность

Важный параметр, на который всё больше и больше обращают внимание современные строители. В процессе производства пенополиуретан переходит из жидкого в твёрдое состояние за 30 секунд. После этого вредные испарения с его поверхности прекращаются. Если его нагреть до 450 Сº, то начнут выделяться углекислый и угарный газы. Впрочем, то же самое можно наблюдать и во время нагревания дерева.

Пенополиуретан не выделяет вредных для организма человека соединений

Введение

Как уже упоминалось, большинство людей совершенно не понимают смысла слов пенопласт и пенополистирол. Некоторые особо продвинутые могут добавлять слово экструзионный или экструдированный пенопласт и комбинировать эти слова по своему усмотрению. Другие считают, что обычный пенополистирол – это пенопласт, а экструзионный пенопласт – это пенополистирол. Третьи вовсе путают все эти слова. Похоже, мы сейчас тоже запутаемся…

Как ни странно, все эти люди отчасти правы. Но давайте по порядку.

Пенопласт – это целый класс материалов, используемых в машиностроении, здравоохранении, садоводстве, конечно же – в строительстве и даже в пчеловодстве, а также в некоторых других отраслях. В основе пенопласта лежат сверхлегкие пластические газонаполненные пластмассы, получаемые на основе различных синтетических полимеров. Название конкретного вида пенопласта составляется в зависимости от того из какого полимера или смолы создан материал.

Вот как раз одна из классификаций пенопласта – по виду применяемого полимера или смолы:

• алкеновые пенопласты – изготавливаются из полиэтилена и полипропилена;
• карбамидные пенопласты – изготавливаются из карбамидоформальдегидных смол (Пеноизол);
• поливинилхлоридные пенопласты – изготавливаются из поливинилхлоридных смол;
• полистирольные пенопласты – изготавливаются из вспенивающего полистирола с добавкой или без добавки антипирена (пенополистирол, экструдированный пенополистирол);
• полиуретановые пенопласты – изготавливаются из полиэфиров и полиизоцианатов с добавкой антипирена (утеплитель пенополиуретан);
• фенольные пенопласты – изготавливаются из резольных или новолачных фенолформальдегидных смол и фенольных спиртов.

Таким образом, пенопласт – это общий термин вспененных пластических масс, а пенополистирол – это одна из разновидностей пенопласта. Поэтому утверждать, что пенопласт и пенополистирол одно и то же равносильно утверждению, что автомобиль УАЗ и само слово автомобиль это одно и то же или, что роза и растение – это одно и то же. УАЗ – это марка автомобиля, роза – это название одного из видов растений, а пенополистирол – это один из разновидностей пенопластов, так же как пенополиуретан и Пеноизол.

Все виды пенопласта имеют низкий коэффициент теплопроводности и как следствие обладают отличными теплоизоляционными качествами, именно поэтому их очень часто применяют при утеплении стен.

Практически все пенопласты во время горения выделяют очень токсичные вещества. Поэтому их применимость в строительстве жилых зданий накладывает определенные ограничения на проектную документацию.

Сравнение

Каждый из упомянутых материалов обладает собственными свойствами. Для начала коснемся самой значимой характеристики – теплопроводности. В этом отношении отмечается преимущество пенополиуретана. Причем важным является то, что он выпускается не только в виде панелей, но и как средство в аэрозольной упаковке, которое напыляется на объекты. Если пенополиуретан применяется именно таким образом, получается монолитное покрытие, точно повторяющее рельеф основания.

Пенополистирол не предполагает столь эффектный метод нанесения. Он монтируется к поверхности в виде твердых плит. Зазоры между ними становятся причиной утечки тепла и ухудшения шумоизоляции. Отличие пенополистирола от пенополиуретана имеется и в том, что он плохо взаимодействует с клеящими и штукатурными составами. Между тем пенополиуретан можно крепко зафиксировать на поверхности. К тому же именно этот материал меньше впитывает влагу, что положительно сказывается на теплосбережении.

Стоит отметить, что пенополистирол начинает распадаться и выделять опасные вещества при более низкой температуре – приблизительно шестьдесят градусов тепла. Поэтому не рекомендуется утеплять им крышу, особенно в южных регионах с палящим солнцем. Что касается показателя пожаробезопасности, то сами по себе обсуждаемые материалы долго не горят. Но если есть постоянный источник огня, то пенополистирол быстрей охватывается пламенем. Процесс при этом сопровождается отделением плавящихся фрагментов и насыщением воздуха большим количеством токсинов. Второй материал горит хуже.

В чем разница между пенополистиролом и пенополиуретаном относительно срока их службы? Здесь продукция второго вида снова выигрывает. Пенополиуретан сохраняет свои полезные качества гораздо дольше. Отчасти это обусловлено тем, что он не подвержен деформации. Пенополистирол же со временем сдавливается, и его теплоизоляционные свойства заметно ухудшаются. В результате по всем параметрам в лидерах оказывается пенополиуретан. Неудивительно, что цена на него выше.

На данный момент в строительной и промышленных отраслях используется широкий спектр различных теплоизоляционных материалов, но самыми популярными по праву можно считать пенополиуретан и пенополистирол. Широкое распространение эти материалы получили благодаря низкой цене, удобству использования и своим характеристикам.

Логично возникает вопрос: А все-таки что выбрать? Какой из этих материалов дешевле, какой обладает лучшей теплоизоляцией, большим сроком службы и экологичностью?

Термическое сопротивление теплоперередаче

Для ответа на эти вопросы, необходимо понимать, что такое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, которое определяется, как коэффициент термического сопротивления R-value. Размерность м2•градС/Вт. Рассчитывается по формуле: R-value = δ / λ, где δ – толщина слоя.

Стена или крыша дома состоит из нескольких слоев различных материалов. Например, стена дома: фасадный кирпич, утеплитель, пенобетон, штукатурка черновая, штукатурка чистовая, обои. Или слои плоской кровли: техноэласт, стяжка, утеплитель, пароизоляция, плита перекрытия.

И каждый слой по отдельности сопротивляется теплопередаче, т.е. препятствует, чтобы здание остывало, когда на улице холоднее, чем внутри или, наоборот, нагревалось, когда внутри прохладнее, чем снаружи.

Каждый из этих материалов характеризуется собственным коэффициентом теплопроводности. И каждый слой имеет свою толщину. Пенобетонный блок 200мм, плита перекрытия 220мм, техноэласт с присыпкой 4мм и т.д. Поэтому для каждого из этих слоев можно определить сопротивление теплопередаче Ri-value: лямда и толщина каждого слоя известны. И, чем больше будет значение Ri-value, тем лучше работает слой, как теплоизоляция.

Общее сопротивление теплопередаче Ro рассчитывается, как сумма сопротивления теплопередаче каждого слоя конструкции. Поэтому, если стена состоит из 6 слоев различных материалов, то следует определить R1-value, R2-value, …, R6-value, а затем суммировать.

Из формулы R-value = δ / λ, понятно, что, чем меньше λ используемого материала, тем меньше слой этого материала, и, наоборот, если конструкция состоит из слоев материалов с большими лямда, то слои должны быть толстыми.

Нюансы выполнения работ с пенополиуретаном

За рабочую смену при расходе 1л/мин можно выработать пенополиуретана на необходимую теплоизоляцию труб или чего-то еще до 6 кубических метров. Технологи должны грамотно строить рабочий процесс и осуществить при его разработке выбор установок под конкретную плотность той или иной марки ППУ. Если требуется выполнять теплоизолирование стен, плотность пенопластовой «шубы» должна быть на уровне 30-50 кг/м3. При производстве теплоизоляционных работ в отношении кровли показатель плотности ППУ должен быть 45-70 кг/м3. При напылении потолка – до 12.

Особенностью процесса нанесения пенопласта на поверхность с низкой температурой является выполнение первого слоя в виде тонкослойного грунта (не больше 10-20 мм). Другие слои могут быть значительно толще. Есть и иные нюансы, в частности заключающиеся в явлении «уминания» каждым последующим слоем ППУ предыдущих, что повышает общую плотность всего покрытия.

Особенности монтажа

Способ монтажа – это как раз то, чем отличается пенополистирол в панелях от пенополиуретана. ППУ чаще всего напыляется в виде монолитного покрытия, не имеющего стыков и не требующего серьезной подготовки. Ознакомьтесь При соблюдении технологии напыления ППУ утепление этим материалом не требует много времени, так как отсутствуют дополнительные работы по монтажу.

Совет от профессионала Существует два основных типа наружной отделки стен, утепленных пенополиуретаном, – сайдинг и штукатурка. В каждом методе есть свои тонкости нанесения ППУ, которые важно знать наперед для правильной подготовки поверхностей и последующей отделки.

Сравнение пенополиуретана или пенополистирола

Сравнивать эти материалы мы будем на примере производства промышленных холодильных дверей и морозильных камер. Понятно, что при производстве такого оборудования важны все без исключения характеристики теплоизоляционного материала:

1. Коэффициент теплопроводности;
2. Срок эксплуатации;
3. Стоимость;
4. Прочность материала;
5. Температура эксплуатации;
6. Гигроскопичность;
7. Пожарная безопасность;
8. Био- и химическая устойчивость;
9. Стойкость к изменению формы/объема;
10. Экологичность;

Технические характеристики

Главным и самым важным параметром теплоизоляционного материала (особенно при производстве холодильного оборудования) как известно является его теплопроводность. При сравнении пенополиуретана и пенополистирола по этому параметру, ППУ окажется эффективнее, поскольку его коэффицент теплопроводности равен 0.019 – 0.028 Вт/м*К, против 0.04 – 0.06 Вт/м*К у пенополистирола. Ниже в таблице приведены сравнительные технические характеристики пенополиуретана (ППУ) и пенополистирола (ППС).

Как видно из таблицы пенополиуретан (ППУ) имеет более широкий температурный диапазон эксплуатации, что важно при его использовании в холодильном оборудовании (где температура внутри помещении в разы отличается от температуры за «бортом»). Также (ППУ) обладает значительно большим сроком службы.

Но это далеко не все характеристики, по которым можно провести сравнение этих материалов. Давайте рассмотрим физические свойства ППУ и ППС.

Физические свойства

При производстве холодильных дверей и камер, немаловажную роль играют такие характеристики как горючесть материала, его гигроскопичность (способность впитывать влагу), прочность, экологичность. Ниже в таблице приведены сравнительные физические свойства пенополиуретана (ППУ) и пенополистирола (ППС).