Особенности ППУ (PUR и PIR) теплоизоляции

Ключевые свойства и область применения утеплителей на основе пенополиуретана и пенополиизоцианурата.

За последние годы среди отечественных застройщиков увеличился интерес к строительству энергоэффективных домов. Сказывается постоянный рост цен на энергоносители и желание сократить расходы на отопление. Одной из базовых основ такого строительства является выбор оптимального способа утепления фундамента, стен и кровли.

Современный строительный рынок предлагает множество утеплителей. Наряду с общеизвестными видами, появились новые типы. Это — ППУ (PUR и PIR) теплоизоляция. Поэтому в рамках данной статьи мы, с помощью специалистов Национальной Ассоциации производителей панелей из ППУ (НАППАН), ответим на следующие вопросы:

  • Что такое PUR и PIR теплоизоляция.
  • Что такое сэндвич-панель с PIR и PUR - утеплением.
  • Где можно использовать сэндвич-панели и PIR - теплоизоляцию.

Отличия PUR и PIR теплоизоляции

Прежде чем рассказать о технических особенностях PUR и PIR теплоизоляции, нужно понять, какими требованиями руководствуются профессиональные строители, возводя энергоэффективные коттеджи и здания коммерческого назначения. Среди ключевых параметров можно выделить: скорость, качество выполняемых работ, оптимизация всех технологических процессов, высокие теплотехнические характеристики строения, экологичность и долговечность.

Отсюда следует — для утепления дома нужен материал, который, наряду с высокой теплоизолирующей способностью, прочностью и удобством применения, имеет долгий срок службы (долговечность). Т.е. сохраняет свои теплоизоляционные свойства в течение всего периода эксплуатации здания. Исходя из этих требований, ключевым параметром, влияющим на характеристики любого утеплителя, является материал, из которого он сделан. Рассмотрим свойства PUR и PIR теплоизоляции.

Алексей ГороховИсполнительный директор Ассоциации «НАППАН»

Пенополиуретан (PUR или ППУ) и полиизоцианурат (PIR) – это два родственных класса полимеров, имеющих закрытоячеистую структуру. Ячейки наполнены вспенивающим агентом (газом) с низкой степенью теплопроводности (0.022 Вт/м*К). Это ниже, чем теплопроводность воздуха (0.025 Вт/м*К).

Т.к. система замкнутых сферических ячеек в материале закрыта, то она не выпускает газ, поэтому, а также благодаря применению паро-водонепроницаемых облицовок, утеплитель со временем не теряет своих высоких теплоизолирующих свойств.

Для наглядности, сравним коэффициент теплопроводности пенополиуретана с другими теплоизоляционными материалами.

Алексей Горохов

Некоторые производители, благодаря применению различных технологических особенностей, достигают еще более низких показателей теплопроводности, чем 0.022 Вт/м*К.

Благодаря особенностям производства, а также использованию паронепроницаемых облицовок (чаще всего - фольги), данный показатель теплопроводности сохраняется на протяжении всего периода эксплуатации утеплителя. Поэтому, для обеспечения одних и тех же характеристик тепловой защиты строения требуется более тонкий слой PIR-теплоизоляции, чем у других утеплителей.

Эта особенность имеет огромное значение при утеплении помещения изнутри (мы не увеличиваем толщину утеплителя, а значит, сохраняем полезную площадь комнаты). В случае теплоизоляции пола (расстояние до потолка ограничено) или балкона (небольшая площадь помещения, поэтому нет возможности наращивать слой утеплителя). Кроме этого, благодаря применению более тонкого материала, мы экономим средства на доставке и материалоёмкости возводимых зданий. Т.к. на стены, для достижения нормируемого значения теплосопротивления ограждающей конструкции (зависит от региона строительства), монтируется слой утеплителя меньшего веса и толщины.

Нужно отметить, что с момента получения синтетических волокон из продуктов полиола и изоцианата немецким химиком-технологом Отто Байером в 1937 году, ППУ давно и прочно занял своё место в нашей жизни. Полиуретаны используются в медицине, гражданской, космической и оборонной промышленности. Поэтому можно сказать, что накоплен обширный практический опыт, подтверждающий способность материала сохранять низкую теплопроводность в течение длительного периода времени (40 и более лет).

Бурмистров РоманЭксперт Ассоциации «НАППАН». Представитель компании-производителя теплоизоляционных PIR плит

Полиуретаны широко используются при производстве деталей интерьера автомобилей, офисной мебели, матрацев и мягкой мебели, подушек, обуви, клеев и герметиков, напольных покрытий.

Также следует заметить, что главной особенностью утеплителя на основе полиизоцианурата (PIR), - является термореактивность полимера. Т.е. при воздействии огня на полимер образуется пористая углеродная матрица (происходит обугливание и коксование внешней поверхности утеплителя), что препятствует горению внутренних слоев полимера и, соответственно, распространению огня.

Основное отличие PUR от PIR и состоит в том, что PIR - это более огнестойкая разновидность PUR.

Это обеспечивает высокие пожарно-технические показатели как самого материала (группа горючести Г1), так и конструкций, где он используется. В случае применения утеплителей в конструкциях достигаются показатели К0 - К1 по классу конструктивной пожарной опасности, в случае использования сэндвич панелей - К1. Т.е. материал по своим показателям занимает среднюю нишу между минеральной ватой (НГ, К0) и пенополистиролом (Г3-Г4, К0-К3). Данные показатели особенно актуальны при строительстве кровель.

Бурмистров Роман

В отличие от варианта использования полистирола, при устройстве кровельных систем любой площади с применением плит PIR не требуется устройство противопожарных рассечек.

Интересный факт: PIR применяется также для теплоизоляции баков ракетоносителей, в бронетехнике, т.к. в случае попадания зажигательных снарядов в машину материал моментально коксуется, что предотвращает распространение пламени.

Также материал имеет высокие прочностные характеристики. Это имеет особенное значение в случае применения PIR для утепления плоских кровель, т.к. жесткость основания является ключевым параметром сохранения эксплуатационных качеств гидроизоляционного кровельного материала.

Бурмистров Роман

Долговечность гидроизоляционного ковра на 80% определяется жесткостью его основания.

Использование неправильно подобранных теплоизоляционных материалов, которые в процессе эксплуатации теряют свои эксплуатационные характеристики (в том числе жесткость), приводит к неизбежному сокращению срока службы всей кровельной системы.

Алексей Горохов

В Европе есть специальный термин walkability (вытаптываемость), который означает способность теплоизоляции выдерживать периодически появляющиеся переменные нагрузки. По данному показателю PIR значительно опережает минераловатные утеплители, что обеспечивает увеличение срока эксплуатации крыши.

Также следует отметить влагоустойчивость PUR и PIR теплоизоляции и способность сохранять свои геометрические размеры и однородность. Это важные параметры, т.к. при перенасыщении утеплителя водой увеличивается коэффициент теплопроводности материала, что в итоге приводит к уменьшению термического сопротивления ограждающей конструкции. А если утеплитель со временем усядет (потеряет жесткость и несущую способность), как часто бывает с волокнистыми материалами, и сползёт вниз, то верхняя часть ограждающих конструкций в случае сэндвич панелей останется вообще без утепления.

Кроме этого, полностью отверждённый полиизоцианурат является химически стабильным и инертным материалом, практически не теряющим своих механических и теплофизических свойств с течением времени. Материал не гниёт, влагоустойчив, не разлагается, не подвержен влиянию грызунов, химически стабилен и безопасен для окружающей среды.

Сэндвич-панель с PIR и PUR - утеплением

Сэндвич-панели с PIR и PUR-утеплением – это трёхслойный композитный строительный материал, каждый слой которого выполняет определенную функцию.

Фаусто Бальдино Эксперт Ассоциации «НАППАН». Представитель компании-производителя сэндвич-панелей PIR и PUR

Между двух слоёв обшивки сэндвич-панели находится слой утеплителя, в качестве которого может использоваться пенополиуретан (PUR) или пенополиизоцианурат (PIR).

В качестве обшивки утеплителя могут использоваться профилированные или плоские стальные листы, т.е. сэндвич-панель одновременно является теплоизоляционным и конструкционным материалом, сберегающим тепло и выполняющим роль внешней и внутренней обшивки, которая не требует отделки.

Т.к. сэндвич-панели производятся в условиях промышленного производства, они имеют чётко заданные геометрические размеры, что ускоряет процесс возведения здания. Сами панели имеют сравнительно небольшой вес. Это снижает нагрузку на фундамент, сокращает транспортные расходы и упрощает все технологические операции. При необходимости, здание из сэндвич-панелей можно демонтировать и перевезти на другое место. Также на стройплощадке отсутствует строительный мусор.

Фаусто Бальдино

При монтаже сэндвич-панели соединяются с металлическим, железобетонным или деревянным каркасом, открытой или скрытой системой крепления.

Сэндвич-панели могут применяться как ограждающие и самонесущие конструкции при строительстве зданий и сооружений каркасно-панельным способом, или как облицовочный материал при реконструкции фасадов. Также сэндвич-панели могут служить звуко- и теплоизоляционными перегородками в зданиях коммерческого и промышленного назначения.

Алексей Горохов

В отличие от других теплоизоляционных материалов, PIR сначала применялся только в сэндвич-панелях и только потом стал использоваться как утеплитель в виде плиты.

Следует заострить внимание на особенностях производства сэндвич-панелей и PIR-теплоизоляции. Технологический процесс требует, чтобы ППУ напылялся между двух облицовок, а т.к. нет склейки (полиуретан обладает повышенной адгезией к облицовкам), получается прочное соединение. В случае сэндвич панелей в качестве облицовок используется металлический лист, а в случае PIR плит существует множество вариантов. Комбинируя различные варианты подложки (используя стеклохолст, фольгу и т.п.), мы получаем материал с различными свойствами и областью применения.

Например, существует облицовка с огнезащитным покрытием (графит), который расширяется при воздействии пламени. Или - стеклохолст (для утепления внешних стен по системе «мокрого фасада»), а также специальное покрытие для наплавления гидроизоляции огневым способом.

Ещё одни важный нюанс — наличие замкового соединения типа «шип-паз».

Фаусто Бальдино

Замки типа «шип-паз», лабиринтовое и пазовое соединения сэндвич-панелей обеспечивают создание сплошной поверхности, повышают несущую способность и сопротивление нагрузкам. Это значительно ускоряет и упрощает процесс монтажа конструкций.

Алексей Горохов

При возведении энергоэффективного здания важно обеспечить замкнутый теплоизоляционный контур и убрать все мостики холода. При соединении «шип-паз» в случае применения теплоизоляции ППУ (PUR, PIR), соединение панелей происходит «по пене».

Например, для теплоизоляции скатных кровель замковое соединение, вкупе с высокими прочностными характеристиками, позволяет выполнить теплоизоляцию кровли поверх обрешетки, что позволяет полностью избавиться от мостиков холода (дерево обладает достаточно высокой теплопроводностью).

Подведение итогов

Особенности материала определяют сферу его применения. Сэндвич-панели и PIR-теплоизоляция имеют нулевое влагопоглощение, отличаются прочностью и долговечностью, позволяют быстро возводить энергоэффективные здания. Если основная сфера применения сэндвич-панелей – коммерческое и промышленное строительство, то в случае теплоизоляционных плит на основе PIR (их ещё называют панели в мягкой облицовке) — это строительство кровель (как плоских, так и скатных). Также плиты используются для утепления наружных и внутренних ограждающих конструкций, пола, стен в саунах, балконов. Кроме этого, т.к. изготовление сэндвич-панелей и PIR-теплоизоляции возможно только на высокотехнологичном и дорогостоящем производстве, исключается вероятность подделки продукции.

Материал подготовлен при участии специалистов Ассоциации «НАППАН».

В теме FORUMHOUSE можно принять участие в обсуждении PIR - теплоизоляции. Также рекомендуем посмотреть видео о строительстве энергоэффективного дома по стандартам пассивного домостроения.

Комментарии (11)
timerkhan

Интереснее было бы прочитать о применении ПИР/ПУР панелей в частном домостроении.

4 месяца назад
2
2

Применяют как говориться по принципу и надо и не надо. Я не сторонник какого либо материала, у каждого утеплителя есть свои сферы применения. ПИР/ПУР хорош во влажной среде, а между двух слоев профлиста еще обладает определенной несущей способностью. Минплита на кровле технологична потому что без особых проблем заполняет объем между стропил, и абсолютное не горит и не дымит при пожаре. ПИР/ПУР, как бы производитель не утверждал, горит и обладает дымообразующей способностью. Всему своё место назначения. В статье была фраза про утепление с внутренней стороны помещения...давно понятно, что это не правильно. Ну и основные принципы тепло физики ни кто не отменял. Если не забивать голову дымообразующей способностью ПИР/ПУР, выполнить хорошую вентиляцию подкровельного пространства, качественное антисептирование стропильных конструкций и обрешетки, применение монтажной пены при заполнении не плотностей при укладке ПИР/ПУР, то вполне можно применять на скатных крышах в частном строительстве. При этом противопожарный СП запрещает применение ПИР/ПУР в зданиях и помещениях с постоянным пребывание людей (а это все жилые здания)

4 месяца назад
0
0

Никаким противопожарным СП применение пур/пир не запрещено. Это не правда. Говоря о пожарной безопасности нужно разделять. Пир обладает высокими характеристиками и может применяться абсолютно везде. Пур имеет ограничения. Что касается теплоизоляции скатных кровель то там пир плиты крепятся поверх стропил, что исключает мостики холода.

4 месяца назад
0
0

Ни одна экспертиза проектов не пропустит применение утеплителя ПИР/ПУР в качестве утеплителя кровли или стен (имеется ввиду ветнтилируемые фасады) на многоквартирных дома и в общественных зданиях. Применение ПИР/ПУР - промышленные здания, дороги, взлётно посадочные полосы, фундаменты, и частный сектор. Применение ПИР/ПУР в качестве утеплителя скатных крыш, укладывая его поверх стропил....к чему крепить обрешётку и кровельное покрытие? На утеплитель толщиной 100-150мм.? Есть конструктивные решения? Интересно их увидеть.

4 месяца назад
0
0

Что вы несёте?) Да ещё так уверенно))) Кровли - это СП2(требования к конструктивной пожарной опасности) и сп17(требования к группе горючести основания). В случае PIR (К0 и Г1) применение без каких либо ограничений в абсолютно любых зданиях, в т.ч. Жилых многоквартирных и общественных. Без каких-либо ограничений! Даже противопожарные рассечки не нужны!)

4 месяца назад
0
0

Ваша позиция, позиция производителя понятна. Я в теме проектирования объектов капитального строительства более 10 лет, и знаю требования о которых я упоминаю. Слова типа "что вы несёте" и множество скобочек оставьте для своих дилеров, у них их явный недостаток. Про противопожарные расечки, это вы с экспертами в экспертизах поговорите, они объяснят.... ПИР/ПУР хороший теплоизоляционный материал, но каждый материал имеет свои сферы применения. Есть такая компания в Брянской области "Мираторг" называется, погуглите что там горело. Причиной пожара конечно был не пир/пур, причиной пожара было что-то другое, но пожар был сильный и горел в том числе и пир/пур и всё что гореть, по представленным сертификатам, не должно было. Про "К0" это вы конечно погорячились....

4 месяца назад
0
0

Вы 10 лет не в теме, раз считаете, что в экспертизе требуют что-то, что не записано в нормативных документах. Кровельные системы с PIR имеют класс пожарной опасности К0. Сам материал - группу горючести Г1. Это Вы погорячились либо от незнания, либо от того, что Ваши интересы затронуты. И прекратите смешивать в этой части пир с пур. Вы не можете не знать, что это разные материалы с точки зрения пожарной безопасности.

4 месяца назад
0
0

Да какие к чёрту мои интересы?! И как вы их можете затронуть. Есть несколько критериев: Безопасно, качественно, недорого, быстро, эффективно. Ни один теплоизоляционный материал не удовлетворяет хотя бы трём из них. В нормативной документации сегодня прописано достаточно. Я не пытаюсь дать отрицательную оценку вашей продукции. Ваша продукция отлично подходит для утепления полов подвалов, фундаментов, стен подвалов, дорог и много чего ещё. Единственно, где есть ограничения и это вполне обосновано, многоквартирные жилые дома и общественные здания. Правда и там уже при правильном (без фанатизма) применении ваша продукция применяется. Ключевая фраза "БЕЗ ФАНАТИЗМА" Удачи вам!

4 месяца назад
1
1

Настойчивость в доказывании, что материал не применим в жилом домостроении при отсутствии запретов со стороны регулятора наталкивает на мысли о том, что материал затрагивает Ваши интересы. PIR может применяться и с успехом применяется при строительстве общественных и жилых зданий без каких-либо ограничений. Ключевой областью применения являются кровли. О каких дорогах Вы говорите? Вы с экструзией материал путаете... И при применении PIR в кровлях отсутствует необходимость также в противопожарных рассечках, т.к. материал имеет группу горючести Г1, а кровельная система - класс конструктивной пожарной опасности К0.

4 месяца назад
-1
-1
artdizz

Видел пенопласт, который в костре замучаешься сжигать, но все же он сгорел. Потому что уретан (или поли уретан) это углеводоро " Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкилы, арил или ацил." Понятно, что вспенненный он горит в зависимости от наполенения пузырьков. Если это СО2 то горит плохо. Если Бутан то горит замечательно (монтажная пена тому пример) С каменной ватой такие фокусы не пройдут. Она расплавиться ,но с кислородом не провзаимодействует.

4 месяца назад
0
0
artdizz

Но дело тут не в том что горит или не горит. Дело в несущей конструкции. Лет 5 назад сгорел склад с бытовой химией. Конструкция была из несущего каркаса и сенгвич-панелей. В итоге здоровенные кран-балки и колонны от температуры погнулись как соломинки (крыша сложилась). А было бы это все закрыто теплоизоляционным материалом может бы результат был бы другой.

4 месяца назад
0
0