Vyplatí se použít stříkanou polyuretanovou pěnu (PUF) pro izolaci?

Spolu s polystyrenovou pěnou a minerální vlnou je polyuretanová pěna (PUF) jedním z hlavních typů moderních tepelněizolačních materiálů. Jako tepelná izolace se PUF používá ve formě plných desek a skořepin, stejně jako ve formě stříkaných bezešvých povlaků, které rychle tvrdnou při kontaktu se vzduchem.

Absence švů a prasklin spolu s dalšími vlastnostmi zajišťují stříkané polyuretanové pěně vedoucí postavení v tomto segmentu stavebního trhu.

Vlastnosti polyuretanové pěny: tuhost, hustota a struktura

Vlastnosti polyuretanové pěny závisí na její tuhosti, hustotě a procentuálním poměru uzavřených a otevřených buněk. Poslední uvedený ukazatel u tuhé polyuretanové pěny ovlivňuje propustnost vzduchu a absorpci vody.

Takže jeden ze světových lídrů v chemickém průmyslu, Společnost BASF, pro tepelně izolační systémy se používá polyuretanová pěna s obsahem uzavřených buněk nejméně 90 % a jiné typy (s obsahem 60 %) se používají v systémech zvukové izolace a těsnění. V tomto případě těsnění znamená ochranu před profouknutím švy a spoji.

Pro informaci. Montážní pěna je také polyuretanová pěna, která po vytvrzení má všechny vlastnosti tuhého materiálu.

Struktura tohoto poddruhu má však poměrně vysoký obsah otevřených buněk (od 30 % a více). Díky tomu je tepelná vodivost materiálu v reálných podmínkách 1.5–2krát vyšší než u dvousložkové stříkané polyuretanové pěny. To je přijatelné pro vnitřní práce – montážní spoj je za normálních podmínek dostatečně hermetický, dobře blokuje vzduch a tlumí kročejový hluk a ukazatele tepelné vodivosti jsou přibližně stejné jako u minerální vlny.

Ale při vyplňování spár okenních otvorů již předpisy vyžadují, aby byla pěna zevnitř chráněna parotěsnou fólií a zvenku hydroizolačními, prodyšnými materiály.

Jinak se v otevřených buňkách materiálu hromadí buď kondenzace páry zevnitř, nebo srážky zvenčí, a jeho tepelná vodivost se výrazně zvýší. Ještě horší ale je, že při silných mrazech voda v buňkách zamrzne a šev v těchto místech se „roztrhne“.

Hustota tuhé stříkané dvousložkové polyuretanové pěny pro tepelnou izolaci začíná přibližně na 30 kg/m3 a nanáší se pod vysokým tlakem profesionálním zařízením. Nižší hodnota (od 15 do 30 kg/m3) se týká montážních nebo tepelně izolačních pěn, které se nanášejí pod nízkým tlakem (včetně stříkání z „domácích“ aerosolových plechovek o objemu do 1 l).

Existuje také elastická polyuretanová pěna (pěnová guma), která má na rozdíl od tuhé pěny „strukturální paměť“. Ukazatele hustoty elastických a tuhých polyuretanových pěn se u hraničních materiálů protínají. Hustota pěnové gumy se pohybuje v rozmezí 5–40 kg/m3 a u vysoce elastické nábytkové pěnové gumy s označením HR – až 55 kg/m3.

Takto vypadá přibližně oblast použití tuhé stříkané polyuretanové pěny:

• 15–30 kg/m3 — montážní pěna a stříkaná jednosložková tepelná izolace. Používá se k utěsnění a zvukové izolaci, a také k tepelné izolaci konstrukcí za určitých podmínek (např. u materiálů s „otevřenou“ strukturou).
• 30-40 kg/m3 — materiály s „hraniční“ buněčnou strukturou. Používají se pro nástřik vnitřních dutin rámových stěn a konstrukcí (střechy, trámové podlahy, půdní podlahy).
• 40–60 kg/m3 — polyuretanová pěna s obsahem uzavřených buněk více než 90 %. Používá se pro vnější tepelnou izolaci základů a fasád, izolaci podlah a plochých střech.
• 60-80 kg/m3 — polyuretanová pěna s uzavřenými buňkami a zvýšenou odolností proti mechanickému zatížení. Používá se k izolaci plochých střech, betonových podlah a potěrů.

Vlastnosti

Hlavní charakteristikou izolace je tepelná vodivost. Čím nižší je, tím lepší je tepelná izolace. A PPU má jednu z nejnižších hodnot.

Podle tabulky T1 z referenční přílohy k SP 50.13330.2012 je tepelná vodivost polyuretanové pěny v suchém stavu následující:

• pro hustotu 40 kg/m3 — 0.029 W/m*°C;
• pro hustotu 60 kg/m3 — 0.035 W/m*°C.

Poznámka: V reálných podmínkách je tepelná vodivost materiálů vyšší a závisí na jejich vlastní vlhkosti.

Polyuretanová pěna s uzavřenými buňkami má nízkou propustnost páry a absorpci vlhkosti, ale i v tomto případě se při výpočtu provádí úprava provozních podmínek (podle normy: A nebo B).

Jediným konkurentem polyuretanové pěny v tomto parametru je extrudovaná polystyrenová pěna.

Jeho tepelná vodivost je:

• pro hustotu 25–33 kg/m3 — 0.029 W/m*°C;
• pro hustotu 35–45 kg/m3 — 0.03 W/m*°C.

Čtěte také: Jak nejlépe zateplit balkon? Výběr nejlepší izolace!

To znamená, že při stejné hustotě je tato charakteristika téměř stejná. Ve skutečnosti je však nutné vzít v úvahu vlastnosti instalace. Pokud se PPU stříká, pak se EPS desky instalují pomocí kovových spojovacích prvků, a to již jsou tepelné mosty.

Kromě toho je nutné i profilované koncové desky při objíždění otvorů, rohů a průchodů inženýrských sítí ořezávat. To znamená, že vznikají průchozí spáry a mezery, což vede k dalším tepelným ztrátám. Samozřejmě se vyplňují tmelem (lepicím roztokem) nebo montážní pěnou, ale tepelná vodivost těchto materiálů je vyšší než u EPS.

Mnoho výrobců uvádí své vlastní charakteristiky, které jsou často nižší. Lze je zohlednit pouze tehdy, pokud jsou potvrzeny nezávislými testy tepelné vodivosti a absorpce vody.

Například u jednosložkových aerosolů z polyuretanové pěny v plechovkách, jako jsou TEPLIS a POLYNOR, je tepelná vodivost udávaná výrobcem 0.023–0.25 W/m*K.

To je přibližně o 20 % lepší než dvousložková polyuretanová pěna stříkaná vysokotlakými zařízeními. Vzhledem k nižší hustotě v suché formě v prvním měsíci po aplikaci je to docela možné. Otázka zní jinak: jaká bude skutečná tepelná vodivost po šesti měsících v reálných provozních podmínkách?

Zvláště pokud vezmeme v úvahu, že tyto materiály mají 70 % uzavřených buněk a během této doby budou inertní plyny postupně nahrazeny vzduchem obsahujícím vodní páru. Co se týče hustoty (18-28 kg/m3) a struktury, patří vlastně mezi montážní pěny, ale s jiným systémem podávání – aerosolovou tryskou s kuželovým rozprašovacím hořákem. To neznamená, že je nelze použít k izolaci.

Pokud jsou splněny určité podmínky, je to možné, ale všechno není tak „růžové“, jak popisují výrobci (podrobnější analýza na www.птуп.рф/p/p11/).

Mezi další výhody patří následující vlastnosti stříkané polyuretanové pěny:

• Nízká absorpce vody. Povlak s neporušeným povrchovým filmem absorbuje maximálně 0.04 % plochy (2 g/m2). Objemová charakteristika (podle zkoušek řezané krychle) je 2 %.
• Vysoká propustnost páry (čím nižší podíl otevřených buněk, tím lepší výkon).
• Unikátní mrazuvzdornost (výrobci uvádějí několik stovek cyklů).
• dobrá přilnavost se všemi druhy stavebních materiálů pro uzavírací konstrukce: beton, cihla, dřevo, kov, sklo.
• ochrana kovový povrch před korozí.
• Bezešvý nátěr. Těsnění trhlin a spár.
• Ekologická bezpečnost.
• Biologická neutralita.
• Vysoká rychlost aplikace. Nemá obdoby – produktivita závisí na kapacitě instalace a pracovním objemu nádrží.
• Životnost poskytovala ochranu před UV zářením – od 30 let.

Existují také nevýhody:

• Poměrně vysoká míra destrukce polymerů slunečním ultrafialovým zářením.
• Nízká odolnost vůči organickým rozpouštědlům a minerálním kyselinám.

Tuhá polyuretanová pěna je horší než minerální vlna pouze v následujících vlastnostech:

• Zvuková izolace. Na rozdíl od elastické polyuretanové pěny nejsou tuhé typy v boji proti hluku šířenému vzduchem tak účinné. Při některých frekvencích může dokonce dojít k rezonanci, způsobené velkým obsahem uzavřených buněk. A tuhé materiály vedou kročejový (strukturální) hluk mnohem lépe než elastické nebo vláknité.
• Třída hořlavosti. G3 (normálně hořlavé) nebo G4 (vysoce hořlavé) versus NG (nehořlavé).

Navzdory relativně nízké míře hořlavosti není polyuretanová pěna v tomto ohledu tak „hrozná“.

Plynné (chemické) složení uzavřených buněk materiálu je takové, že tuhá polyuretanová pěna může hořet pouze v blízkosti zdroje plamene. Samotná PPU, s přihlédnutím k přidání zpomalovačů hoření, není schopna vznícení.

Vlastnosti izolace stříkanou polyuretanovou pěnou

Izolace různých typů opláštění není stejná. A ačkoli je proces stříkání stejný, přípravné a závěrečné práce se liší.

Obecné požadavky

Existují obecná pravidla pro přípravu povrchu a podmínky pro stříkání polyuretanové pěny:

• Povrch, který má být izolován, musí být čistý, bez: prachu, drolících se míst, stop oleje, mastných skvrn, odlupující se barvy.
• Doporučuje se ošetřit porézní minerální povrchy základním nátěrem.
• Kovové povrchy musí být očištěny od rzi, odmaštěny a napenetrovány.
• Při použití profesionálních (dvousložkových) stříkacích jednotek se doporučuje následující vlhkost podkladu: pro beton a cihly – 4-5 %, pro dřevo – 12 %. V případě potřeby se povrch vysuší stlačeným vzduchem.
• Při použití hotových aerosolových směsí pro domácnost se povrch nejprve mírně navlhčí.
• Doporučená provozní teplota vzduchu je +18–25 °C.
• Minimální teplota vzduchu a povrchu je +10 °C. Snížení teploty na +5 °C zvyšuje spotřebu pěny o 10 % oproti normálu.
• Venkovní práce by se měly provádět za bezvětří. Pokud vítr odfoukne hořák stříkaného materiálu, práce se zastaví.
• Povrch je izolován v několika vrstvách. Při výpočtu dostatečné tloušťky izolace je nutné zohlednit zmačkání spodních vrstev působením horních vrstev.

Čtěte také: Tloušťka minerální vlny: kde a jak aplikovat izolaci

Stuha pásu

Hlavní doporučení:

• Pásové základy se izolují dvousložkovou stříkanou polyuretanovou pěnou o hustotě 50-60 kg/m3. Lehčí pěny s uzavřenými buňkami nemusí odolat tlaku zásypové zeminy. Pěny s vysokým obsahem otevřených buněk zvlhnou, což povede k výrazným ztrátám tepelně izolačních vlastností.
• Vnější dutina jámy by měla být dostatečně široká, aby se do ní vešel pracovník, s ohledem na optimální vzdálenost od trysky pistole k izolovanému povrchu. V závislosti na modelu zařízení a provozním tlaku může být doporučená délka hořáku 50-100 cm.
• Kromě standardních přípravných opatření je lepší povrch ošetřit bitumenovým základním nátěrem a pokud je hladina podzemní vody vysoká, aplikovat válcovanou hydroizolaci.

Cihlové a betonové fasády

Existují dva hlavní způsoby izolace a povrchové úpravy vnějších stěn z cihel a betonu:

• Mokrá fasáda. Metoda zahrnuje nanesení omítky na izolaci. Zvláštností stříkané polyuretanové pěny je, že nejen opakuje reliéf povrchu, ale také vytváří vlastní nerovnosti a vyboulení (i když je obsluha vysoce kvalifikovaná). A ačkoli existují speciální elektrické pily pro řezání polyuretanové pěny v rovině, proces celkového zarovnání je poměrně složitý a pracný. Navíc se poškodí povrchová vrstva a většina buněk bude odkryta. Z těchto dvou důvodů se řežou pouze nejvíce vyčnívající oblasti a celkové zarovnání se provádí pomocí základní vrstvy omítky vyztužené síťovinou. Poté se nanáší vrchní vrstva dekorativního nátěru. Vzhledem k vysoké hmotnosti fasádní omítky a provozním podmínkám se používá pěna o hustotě 40-60 kg/m3.
• Závěsná fasáda. Standardní nosná konstrukce tohoto typu je laťování připevněné ke zdi. Nejprve se na připravený povrch namontují konzoly a nosné profily, které se umístí v určitém rozteči. Výška konzol se volí tak, aby rovina obkladu vyčnívala 1-2 cm nad vypočítanou tloušťku polyuretanové pěny (větrací mezera 6 cm, jako u minerální vlny, v tomto případě není potřeba). Poté se nastříká požadovaný počet vrstev polyuretanové pěny. Na rozdíl od konstrukce není hustota polyuretanové pěny nijak zvlášť důležitá. Při použití stříkané aerosolové izolace, jako je POLYNOR, je však nutné nanést větší počet vrstev s ohledem na to, že v reálných podmínkách bude tepelná vodivost vyšší, než je uvedeno.

Rámové stěny, podkroví a střechy

Technologie je ve všech třech případech téměř stejná. Jediný rozdíl je v tom, že stěny lze izolovat nástřikem polyuretanové pěny jak na vnějším plášti rámu (zevnitř místnosti), tak na vnitřním plášti (zvenku domu). Střecha včetně podkroví se izoluje ze strany podkroví a to pouze v případě, kdy je řídké bednění pokryto deskovými materiály (obvykle OSB) nebo je bednění souvislou podlahou (jako u bitumenových šindelů).

Při izolaci takových rámových obvodových ploch lze použít lehké pěny s hustotou až 40 kg/m3. Pokud je v PPU konstrukci uzavřeno více než 90 % buněk, pak parozábrana a hydroizolace nejsou potřeba – ve skutečnosti je taková konstrukce podobná sendvičovému panelu s jádrem z tuhé polyuretanové pěny. Jinak nezávislí odborníci doporučují chránit izolaci alespoň před pronikáním vodní páry z vytápěné místnosti.

PPU je chráněn před přímým kontaktem se srážkami obkladem stěn nebo střešní krytinou (stejně jako hydroizolační fólií, která je součástí standardního izolovaného střešního koláče).

Izolace balkonu, lodžie, garáže se zásadně neliší od izolace rámových konstrukcí. Pro takové nebytové prostory je lepší použít pěny ve formě hotových aerosolů – to bude levnější, zejména s ohledem na možnost provedení práce svépomocí (bez zapojení odborníků a speciálního vybavení). Pro snížení spotřeby pěny a splnění podmínek ochrany izolace před pronikáním páry zevnitř místnosti lze vrstvu PPU pokrýt reflexní tepelnou izolací.

Konečně. Nedoporučuje se izolovat dřevěné domy z kulatiny nebo dřeva stříkanou polyuretanovou pěnou. Jednou z hlavních podmínek jejich trvanlivosti je volné odpařování přebytečné vlhkosti z materiálů stěn (dýchací vlastnosti). A izolace polyuretanovou pěnou, stejně jako polystyrenová pěna, tento proces blokuje.