18.08.2020
Суровые российские зимы с особенной остротой ставят вопрос о теплоизоляции при строительстве зданий. Эксперты выделяют два наиболее распространенных к настоящему моменту вида утеплителей: пенополиуретановый и минераловатный.
Редакция издания «Строительство.RU» с помощью экспертов провела сравнительный анализ этих изоляторов.
Пенополиуретан: хорошие тепловые характеристики
Пенополиуретан (ППУ), по сути, является разновидностью пенопласта, отмечают эксперты. Он имеет пористую структуру. Его получают путем смешивания двух жидких компонентов – полиола и полиизоцианурата, которые при соединении вступают в реакцию синтеза полимера. В результате получается вспененный материал с жесткой структурой и закрытыми ячейками.
Наибольшее распространение в настоящее время получила огнестойкая разновидность пенополиуретана – PIR (пенополиизоцианурат), рассказывает исполнительный директор «Национальной Ассоциации производителей панелей из ППУ» (НАППАН), сопредседатель Совета Ассоциации «Национальное объединение производителей строительных материалов, изделий и конструкций» (НОПСМ) Алексей Горохов.
Полиуретановые утеплители имеют массу полезных свойств. Во-первых, за счет своей ячеисто-закрытой структуры (в ячейках – газ с крайне низкой теплопроводностью) ППУ панели и плиты обеспечивают хорошие тепловые характеристики в течение всего срока эксплуатации объекта. Кроме того, PIR доказал свою эффективность в условиях экстремальных температур и нагрузок. Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана варьируется от 0,019 до 0,025 (Вт/м*К) – на сегодняшний день это один из самых низких показателей среди теплоизолирующих материалов.
За счет своих характеристик утеплитель PIR имеет очень широкую сферу применения в самых разных областях, комментирует руководитель технической службы направления «Полимерные мембраны и PIR в КМС» компании «ТЕХНОНИКОЛЬ» Владимир Шалимов. Рекордно низкая теплопроводность способствует значительному снижению толщины теплоизоляции.
Минеральная вата: утеплитель из недр земли
Минеральная вата – это неорганический теплоизоляционный материал с волокнистой структурой. Продукция производится на базе переработки минерального сырья, добываемого из недр земли, рассказывает Алексей Горохов. Производство минеральной ваты довольно трудоемкое и затратное. Так, для того, чтобы получить тонкие волокна из твердого сырья, оно подвергается сложной обработке. На первом этапе материал расплавляют при высокой температуре свыше 1000 °C, а затем отправляют в центрифугу. Здесь расплав разрывается на отдельные волокна, которые покрываются синтетическими и природными компонентами и направляются в следующую камеру. В ней волокна формируют в ковры и придают определенную форму и объем. На следующем этапе происходит термообработка, благодаря которой материал уже приобретает свои итоговые свойства.
Каменную вату зачастую называют базальтовой, поскольку это продукт переработки расплава базальта и габбро. В составе продукции их доля может достигать 80%, оставшаяся часть – это синтетические связующие, известняк и глина. Этот вид утеплителя лучше всех остальных по огнестойкости. Каменная вата считается универсальным материалом, поскольку из нее можно делать изделия любых форм, разными показателями прочности и дополнять разными покрытиями. Мягкую каменную вату применяют при теплоизоляции конструкций с небольшими нагрузками. Например, в малоэтажных зданиях. Среди несомненных преимуществ каменной ваты ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL Russia Андрей Петров называет ее природное происхождение, пожарную безопасность, создаваемый с ее помощью эффект акустического комфорта, простоту доставки и установки, долговечность.
Что касается кварцевой ваты, то этот материал относительно новый для российского рынка. Его основой служит расплав кварца из горных осадочных пород. Волокна этого вида минваты легче и длиннее, чем в базальтовой вате, а сам материал отличается большей упругостью.
У шлаковаты волокна по длине и толщине примерно такие же, как и у каменной. Однако в их основе - расплав металлургического производства. Качественные характеристики этого вида ниже, чем у минваты из природных компонентов. Она имеет высокую теплопроводность, быструю впитываемость влаги, слабую устойчивость к вибрационным нагрузкам. За счет этого шлаковата практически не используется в строительстве.
Стекловата – продукт переработки расплата стеклянного боя. В состав также входит песок, известняк, сода, доломит и бура. Волокна отличаются большей длинной – до 70 мм, а также высокой стойкостью к химическим веществам. Этот вид обладает низкой теплопроводностью, хорошо справляется с вибрационными нагрузками и чаще всего применяется для теплоизоляции стен, перекрытий или кровли.
Теплопроводность минеральной ваты колеблется между 0,038-0,045 Вт/м*К, однако многое зависит от плотности и толщины волокон изделия.
– Это традиционный утеплитель на основе природных материалов, который повсеместно используется уже более 80 лет, – резюмирует директор по продажам строительной изоляции PAROC Сергей Плотников.
Легкость материала и ширина применения
Пенополиуретан легче, чем минвата. Как рассказал ведущий инженер-проектировщик компании «ПрофХолод» Виталий Викторов, плотность минеральной ваты в сэндвич-панелях составляет более 100 кг/куб. метр, а плотность PIR — всего лишь 40 кг/куб. метр, то есть PIR легче более чем в два раза. А значит, монтировать его в два раза проще. К тому же, коэффициент теплопроводности ППУ в два раза ниже, чем у минеральной ваты. Таким образом, для одинакового утепления понадобится слой минваты в два раза толще слоя пенополиуретана.
ППУ подходит для подземных работ, к примеру, его часто применяют для утепления фундаментов, отмечает заместитель управляющего директора СК «Перспектива» Дмитрий Лаппо. При этом утепление ограждающих конструкций методом напыления представляет собой однородную сплошную массу без швов и мостиков холода, а также не требуется использование механического крепления утеплителя. Кроме того, полиуретановый утеплитель в баллонах можно использовать для заделки неплотностей в трудно достижимых местах (неплотности стен, перекрытий), комментирует Сергей Плотников. Полимерный утеплитель находит свою область применения в конструкциях холодных складов с морозильными камерами, в дорожном строительстве, в конструкциях со значительными нагрузками, говорит Андрей Петров.
К вопросу о мокрых зонах
Пенополиуретан обладает низким водопоглощением – до 2% от общей массы, что позволяет использовать плиты или панели в помещениях с повышенной влажностью. Кроме того, ППУ химически нейтрален к кислотным и щелочным средам и отличается биологической стойкостью. За счет того, что он не впитывает влагу, не развивается плесень. Правда, Дмитрий Лаппо отмечает, что пенополиуретановый утеплитель имеет весьма низкую паропроницаемость, что может негативно сказываться на микроклимате в помещении, создается эффект парника.
Вместе с тем, минераловатный утеплитель при увлажнении существенно теряет теплотехнические свойства, комментирует Виталий Викторов. Минвата может набирать воду, которая намного лучше передает тепло или холод и, более того, при замерзании превращается в лед и может нарушить целостность конструкции. При глубоком проникновении влаги минвата слипается, волокна склеиваются, а материал утрачивает прочность. При работе с каменной ватой во влажных зонах — ванной или туалете — важно предусмотреть наличие пароизоляционной мембраны, подчеркивает руководитель технической поддержки направления «Минеральная изоляция» компании «ТЕХНОНИКОЛЬ» Константин Козетов. Обычно каменная вата в этих помещениях монтируется в перегородках, чтобы звукоизолировать зону санузла от комнаты.
Пожаробезопасность
PIR теплоизоляция имеет показатель в области группы горючести Г1, минеральная вата имеет показатель НГ (расшифровывается как негорючая), что по действующей классификации материалов с точки зрения пожарной безопасности лучше. Минераловатный утеплитель полностью сохраняет свои свойства до 600 ºС, активно используется для огнезащиты и на путях эвакуации, говорит Сергей Плотников. Волокна каменной ваты плавятся при температуре свыше 1000 ºС. Во время пожара такие температурные значения достигаются после двух часов с момента возгорания. К тому же под воздействием высоких температур каменная вата не выделяет отравляющие вещества, что позволяет выполнить эвакуацию людей из помещений. Именно минеральную вату используют для утепления фасадов здания в силу ее огнестойкости, отмечают специалисты «Группы ЛСР».
Таким образом, к важнейшим преимуществам применяемого в строительстве минераловатного утеплителя в первую очередь стоит отнести пожаробезопасность. При этом основной недостаток полиуретана в том, что он горюч и в процессе горения выделяет ядовитые вещества, поэтому применение данного утеплителя ограничено по пожарным нормам, говорит Дмитрий Лаппо.
– Пожарная безопасность и способность утеплителя сдерживать огонь чрезвычайно важны сейчас, когда в строительстве преобладают синтетические материалы, – считает Андрей Петров. – Для сравнения, в середине 20-го века с момента возгорания до распространения огня по всей комнате в доме или квартире проходило 29 минут, а сейчас всего 5. Теплоизоляция из каменной ваты – естественный противопожарный барьер и именно она вполне способна стать решающим фактором при спасении людей и имущества.
Сельское хозяйство и общепит
PIR-панели не накапливают влагу, не подвержены вредному воздействию грызунов и насекомых и отличаются биологической стойкостью, что особенно важно для агропромышленного сектора. При этом по гигиеническим нормам пенополиуретан разрешено применять в холодильной технике для продовольственных продуктов. Правда, для предприятий общественного питания некоторые эксперты все же советуют применять минераловатный утеплитель, ведь данные здания требуют повышенной пожарной безопасности и применять там следует только негорючие материалы.
ППУ и минвата: равносильные конкуренты
Таким образом, пенополиуретановый утеплитель ярко демонстрирует такие свойства, как теплопроводность, влагонепроницаемость, гигиеничность. Впрочем, исключением из этого списка является важнейший показатель пожаробезопасности, по которому лидирует минвата. Кроме того, у минваты нет конкурентов по классу экологичности. Использование того или иного утеплителя полностью зависит от конкретных целей и ситуации - и именно в конкретных ситуациях каждый из них показывает свои сильные стороны. Очевидно, что оба теплоизолятора имеют большие перспективы. Исчезновения того либо другого с рынка строительных материалов в обозримом будущем не предвидится.
Суровые российские зимы с особенной остротой ставят вопрос о теплоизоляции при строительстве зданий. Эксперты выделяют два наиболее распространенных к настоящему моменту вида утеплителей: пенополиуретановый и минераловатный.
Редакция издания «Строительство.RU» с помощью экспертов провела сравнительный анализ этих изоляторов.
Пенополиуретан: хорошие тепловые характеристики
Пенополиуретан (ППУ), по сути, является разновидностью пенопласта, отмечают эксперты. Он имеет пористую структуру. Его получают путем смешивания двух жидких компонентов – полиола и полиизоцианурата, которые при соединении вступают в реакцию синтеза полимера. В результате получается вспененный материал с жесткой структурой и закрытыми ячейками.
Наибольшее распространение в настоящее время получила огнестойкая разновидность пенополиуретана – PIR (пенополиизоцианурат), рассказывает исполнительный директор «Национальной Ассоциации производителей панелей из ППУ» (НАППАН), сопредседатель Совета Ассоциации «Национальное объединение производителей строительных материалов, изделий и конструкций» (НОПСМ) Алексей Горохов.
Полиуретановые утеплители имеют массу полезных свойств. Во-первых, за счет своей ячеисто-закрытой структуры (в ячейках – газ с крайне низкой теплопроводностью) ППУ панели и плиты обеспечивают хорошие тепловые характеристики в течение всего срока эксплуатации объекта. Кроме того, PIR доказал свою эффективность в условиях экстремальных температур и нагрузок. Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана варьируется от 0,019 до 0,025 (Вт/м*К) – на сегодняшний день это один из самых низких показателей среди теплоизолирующих материалов.
За счет своих характеристик утеплитель PIR имеет очень широкую сферу применения в самых разных областях, комментирует руководитель технической службы направления «Полимерные мембраны и PIR в КМС» компании «ТЕХНОНИКОЛЬ» Владимир Шалимов. Рекордно низкая теплопроводность способствует значительному снижению толщины теплоизоляции.
Минеральная вата: утеплитель из недр земли
Минеральная вата – это неорганический теплоизоляционный материал с волокнистой структурой. Продукция производится на базе переработки минерального сырья, добываемого из недр земли, рассказывает Алексей Горохов. Производство минеральной ваты довольно трудоемкое и затратное. Так, для того, чтобы получить тонкие волокна из твердого сырья, оно подвергается сложной обработке. На первом этапе материал расплавляют при высокой температуре свыше 1000 °C, а затем отправляют в центрифугу. Здесь расплав разрывается на отдельные волокна, которые покрываются синтетическими и природными компонентами и направляются в следующую камеру. В ней волокна формируют в ковры и придают определенную форму и объем. На следующем этапе происходит термообработка, благодаря которой материал уже приобретает свои итоговые свойства.
Каменную вату зачастую называют базальтовой, поскольку это продукт переработки расплава базальта и габбро. В составе продукции их доля может достигать 80%, оставшаяся часть – это синтетические связующие, известняк и глина. Этот вид утеплителя лучше всех остальных по огнестойкости. Каменная вата считается универсальным материалом, поскольку из нее можно делать изделия любых форм, разными показателями прочности и дополнять разными покрытиями. Мягкую каменную вату применяют при теплоизоляции конструкций с небольшими нагрузками. Например, в малоэтажных зданиях. Среди несомненных преимуществ каменной ваты ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL Russia Андрей Петров называет ее природное происхождение, пожарную безопасность, создаваемый с ее помощью эффект акустического комфорта, простоту доставки и установки, долговечность.
Что касается кварцевой ваты, то этот материал относительно новый для российского рынка. Его основой служит расплав кварца из горных осадочных пород. Волокна этого вида минваты легче и длиннее, чем в базальтовой вате, а сам материал отличается большей упругостью.
У шлаковаты волокна по длине и толщине примерно такие же, как и у каменной. Однако в их основе - расплав металлургического производства. Качественные характеристики этого вида ниже, чем у минваты из природных компонентов. Она имеет высокую теплопроводность, быструю впитываемость влаги, слабую устойчивость к вибрационным нагрузкам. За счет этого шлаковата практически не используется в строительстве.
Стекловата – продукт переработки расплата стеклянного боя. В состав также входит песок, известняк, сода, доломит и бура. Волокна отличаются большей длинной – до 70 мм, а также высокой стойкостью к химическим веществам. Этот вид обладает низкой теплопроводностью, хорошо справляется с вибрационными нагрузками и чаще всего применяется для теплоизоляции стен, перекрытий или кровли.
Теплопроводность минеральной ваты колеблется между 0,038-0,045 Вт/м*К, однако многое зависит от плотности и толщины волокон изделия.
– Это традиционный утеплитель на основе природных материалов, который повсеместно используется уже более 80 лет, – резюмирует директор по продажам строительной изоляции PAROC Сергей Плотников.
Легкость материала и ширина применения
Пенополиуретан легче, чем минвата. Как рассказал ведущий инженер-проектировщик компании «ПрофХолод» Виталий Викторов, плотность минеральной ваты в сэндвич-панелях составляет более 100 кг/куб. метр, а плотность PIR — всего лишь 40 кг/куб. метр, то есть PIR легче более чем в два раза. А значит, монтировать его в два раза проще. К тому же, коэффициент теплопроводности ППУ в два раза ниже, чем у минеральной ваты. Таким образом, для одинакового утепления понадобится слой минваты в два раза толще слоя пенополиуретана.
ППУ подходит для подземных работ, к примеру, его часто применяют для утепления фундаментов, отмечает заместитель управляющего директора СК «Перспектива» Дмитрий Лаппо. При этом утепление ограждающих конструкций методом напыления представляет собой однородную сплошную массу без швов и мостиков холода, а также не требуется использование механического крепления утеплителя. Кроме того, полиуретановый утеплитель в баллонах можно использовать для заделки неплотностей в трудно достижимых местах (неплотности стен, перекрытий), комментирует Сергей Плотников. Полимерный утеплитель находит свою область применения в конструкциях холодных складов с морозильными камерами, в дорожном строительстве, в конструкциях со значительными нагрузками, говорит Андрей Петров.
К вопросу о мокрых зонах
Пенополиуретан обладает низким водопоглощением – до 2% от общей массы, что позволяет использовать плиты или панели в помещениях с повышенной влажностью. Кроме того, ППУ химически нейтрален к кислотным и щелочным средам и отличается биологической стойкостью. За счет того, что он не впитывает влагу, не развивается плесень. Правда, Дмитрий Лаппо отмечает, что пенополиуретановый утеплитель имеет весьма низкую паропроницаемость, что может негативно сказываться на микроклимате в помещении, создается эффект парника.
Вместе с тем, минераловатный утеплитель при увлажнении существенно теряет теплотехнические свойства, комментирует Виталий Викторов. Минвата может набирать воду, которая намного лучше передает тепло или холод и, более того, при замерзании превращается в лед и может нарушить целостность конструкции. При глубоком проникновении влаги минвата слипается, волокна склеиваются, а материал утрачивает прочность. При работе с каменной ватой во влажных зонах — ванной или туалете — важно предусмотреть наличие пароизоляционной мембраны, подчеркивает руководитель технической поддержки направления «Минеральная изоляция» компании «ТЕХНОНИКОЛЬ» Константин Козетов. Обычно каменная вата в этих помещениях монтируется в перегородках, чтобы звукоизолировать зону санузла от комнаты.
Пожаробезопасность
PIR теплоизоляция имеет показатель в области группы горючести Г1, минеральная вата имеет показатель НГ (расшифровывается как негорючая), что по действующей классификации материалов с точки зрения пожарной безопасности лучше. Минераловатный утеплитель полностью сохраняет свои свойства до 600 ºС, активно используется для огнезащиты и на путях эвакуации, говорит Сергей Плотников. Волокна каменной ваты плавятся при температуре свыше 1000 ºС. Во время пожара такие температурные значения достигаются после двух часов с момента возгорания. К тому же под воздействием высоких температур каменная вата не выделяет отравляющие вещества, что позволяет выполнить эвакуацию людей из помещений. Именно минеральную вату используют для утепления фасадов здания в силу ее огнестойкости, отмечают специалисты «Группы ЛСР».
Таким образом, к важнейшим преимуществам применяемого в строительстве минераловатного утеплителя в первую очередь стоит отнести пожаробезопасность. При этом основной недостаток полиуретана в том, что он горюч и в процессе горения выделяет ядовитые вещества, поэтому применение данного утеплителя ограничено по пожарным нормам, говорит Дмитрий Лаппо.
– Пожарная безопасность и способность утеплителя сдерживать огонь чрезвычайно важны сейчас, когда в строительстве преобладают синтетические материалы, – считает Андрей Петров. – Для сравнения, в середине 20-го века с момента возгорания до распространения огня по всей комнате в доме или квартире проходило 29 минут, а сейчас всего 5. Теплоизоляция из каменной ваты – естественный противопожарный барьер и именно она вполне способна стать решающим фактором при спасении людей и имущества.
Сельское хозяйство и общепит
PIR-панели не накапливают влагу, не подвержены вредному воздействию грызунов и насекомых и отличаются биологической стойкостью, что особенно важно для агропромышленного сектора. При этом по гигиеническим нормам пенополиуретан разрешено применять в холодильной технике для продовольственных продуктов. Правда, для предприятий общественного питания некоторые эксперты все же советуют применять минераловатный утеплитель, ведь данные здания требуют повышенной пожарной безопасности и применять там следует только негорючие материалы.
ППУ и минвата: равносильные конкуренты
Таким образом, пенополиуретановый утеплитель ярко демонстрирует такие свойства, как теплопроводность, влагонепроницаемость, гигиеничность. Впрочем, исключением из этого списка является важнейший показатель пожаробезопасности, по которому лидирует минвата. Кроме того, у минваты нет конкурентов по классу экологичности. Использование того или иного утеплителя полностью зависит от конкретных целей и ситуации - и именно в конкретных ситуациях каждый из них показывает свои сильные стороны. Очевидно, что оба теплоизолятора имеют большие перспективы. Исчезновения того либо другого с рынка строительных материалов в обозримом будущем не предвидится.
