На вопрос «что такое пенополистирол?» есть краткий и лаконичный ответ. Полистирольный пенопласт (утеплитель) – это современный, экологически чистый материал, который изготовлен из веществ, не способных нанести вред человеку.
Фольгированный пенополистирол, как и другие его аналоги, может применяться в тех местах, где прочие виды теплоизоляционных материалов не могут быть использованы ввиду того, что там может происходить капиллярное поднятие грунтовых вод.
Таким образом, применение пенополистирола обусловлено предохранением гидроизоляции от факторов окружающей среды, которые могут нанести ей непоправимый вред.
Представленный материал имеет свой ГОСТ. ГОСТ 15588-86 (по нему делается ) регламентирует состав, свойства и применение пенополистирола.
Если сравнивать представленный утеплитель с таким материалом, как минвата, то лучше предпочесть первое.
Пенополистирол — теплоизоляционный материал для стен
Дело в том, что минвата не обладает таким спектром полезных характеристик, хотя в некотором отношении она все-таки лучше пенополистирола.
Кроме того минвата – это негорючий материал и она неспособна нанести вред здоровью человека. Все это обозначается в соответствующем ГОСТе.
Лучше всего в первую очередь обратить внимание на влагостойкие характеристики полистирольного пенопласта, которые сочетаются с его легкостью надежностью и долговечностью.
При выборе утеплителя, лучше всего отдавать предпочтение пенополистиролу, так как и эти изделия не такие тяжелые, как минвата и отличаются высокой степенью удобства при монтаже.
Внешне данный утеплитель представлен в виде небольших гранул, которые спеклись между собой под воздействием высоких температур. ГОСТ 15588-86 строго регламентирует размер гранул вещества.
Их размер колеблется в пределах от 1 до 10 мм и может зависеть от прямого назначения и нужной плотности изделия.
В ГОСТе также указанно, что пенополистирольные гранулы могут быть неоднородными по своей структуре.
Каждая из гранул содержит в себе огромное количество тонкостенных микроскопических ячеек. Это во много раз увеличивает параметр площади соприкосновения вещества с воздухом.
Представленный пенопластовый утеплитель на 98% состоит из воздуха, этим и обусловлены его уникальные свойства. Отзывы о данном материале в большинстве своем положительные, кроме отличных теплоизолирующих свойств часто упоминается, что он не может принести вред человеческому организму как .
Представленный материал, благодаря своим выдающимся техническим и эксплуатационным характеристикам в строительной сфере применяется практически повсеместно.
Вспененный полистирол может применяться как изоляционный материал. Кроме того изделие может успешно выполнять функцию наполнителя.
В некоторых случаях пенопласт даже может способствовать разрешению проблем, связанных с неудовлетворительным качеством почвы.
Он может быть применен для формирования насыпей во время строительства дорожного полотна или мостов.
Пенополистирол ПСБ-С-35 2000×1000х180
Представленный материал обладает достаточно низкой удельной теплопроводностью. Таким образом, пенополистирол является практически идеальным утеплителем, который может обеспечивать высокую способность к сбережению тепла.
Эта особенность объясняется структурой материала, который практически полностью состоит из воздуха.
Коэффициент теплопроводности вещества может колебаться в промежутке между 0,032 и 0,043 Вт/(м∙К).
Этот показатель во много раз ниже, чем у дерева, кирпича, керамзита и других утеплительных строительных материалов.
Низкий уровень теплопроводности сказывается на возможности высокого уровня энергообеспечения.
Применение пенополистирола как теплоизолятора, при строительстве зданий позволяет при дальнейшей его эксплуатации в значительной мере сократить расходы, связанные с отоплением.
Высокие энергосберегающие свойства позволяют активно применять изделие для того, чтобы защищать трубопроводы от чрезмерно замерзания.
Представленное вещество обеспечивает надежную звукоизоляционную защиту от ударных шумов. Этот эффект напрямую связан со способностью вещества преобразовывать энергию звука в энергию тепла.
Исходя из этого, благодаря ячеистой структуре полистирольного пенопласта представленный материал и обладает эффективными звукопоглощающими качествами.
Стоит отметить, что материал обладает высокой степенью структурной стабильности, колеблющейся в широком температурном диапазоне.
При этом заниженные температуры не способны влиять на механические, химические и физические параметры вещества.
При увеличении температуры до +90°С, даже во время длительного воздействия вспененный полистирол не будет кардинально изменять свои свойства.
В связи с тем, пенополистирол является полностью синтетическим, он не воспринимается как пища насекомыми и микроорганизмами, что не способствует их размножению.
Этот материал является абсолютно непригодным для выживания в нем бактерий или вредоносного грибка.
Представленное изделие отличается высокой сопротивляемостью к диффузии водяных паров и повышенным коэффициентом влагостойкости.
Изделия не могут быть растворенными в воде и не способны впитать ее. Таким образом, утеплитель не подвергается деформированию и разбуханию.
Такая высокая степень устойчивости к воздействию влаги способствует тому, что пенопластовые изделия могут использоваться для того, чтобы . Особенно это актуально в ситуациях, когда утепляющий материал плотно контактирует с грунтом.
Стоит отметить, что показатель плотности пенополистирольных изделий достаточно низок и равняется 15-50 кг/м³, однако, наряду с этим вещество обладает высокой прочностью на сжатие, растяжение и изгиб.
Это способствует применению изделия в качестве прочного строительного материала, который на протяжении долгого времени способен выдерживать механическую нагрузку и при этом не подвергаться деформации. Таким образом, из-за сравнительно небольшой массы переставленного материала можно:
По сути, пенополистирольные элементы – это пластик, а потому, при правильной эксплуатации, материал способен сохранять свои физические свойства неизменными на протяжении длительного времени.
Стоит отметить, что гранулы пенопласта состоят из молекул углерода и водорода. Этим обусловлена высокая степень экологической чистоты материала.
Полистирольный пенопласт не проявляет ядовитых свойств, не образует пыли и не наделен запахом.
Токсичные вещества из него также не выделяются. Этот утеплитель достаточно легко пропускает воздух, а потому все конструкции, в которые он включен «дышат».
Пенопластовые блоки с легкостью подаются предварительной обработке и не оказывают раздражающее воздействие на кожу и слизистые оболочки
Как уже упоминалось выше отзывы о пенополистироле в большинстве своем положительные.
Виталий, 38 лет, Калуга:
Решил заняться утеплением квартиры и начать с лоджии. В качестве утепляющего материала использовал пенопласт. Отлично режется и монтируется. Советую применять именно его.
Сергей, 54 года, Вологда:
У меня во дворе частного дома есть флигель. Надумал утеплить его стены для того, чтобы пожить в нем до поздней осени. Использовал плиты пенополистирола. Теперь внутри тепло держится очень хорошо. Всем рекомендую этот материал.
Василий, 35 лет, Воронеж
Занимаюсь продажей утеплительных и строительных материалов. Пенополистирол клиенты разбирают с прилавка практически сразу. Все им очень довольны.
Минвата однозначно проигрывает пенопласту по параметрам теплоизолирующих свойств. Теплопроводность пенополистирола значительно лучше.
Однако минвата обладает отличными показателями пожаробезопасности. Это изделие имеет высокую степень устойчивости к возгоранию.
У пенопласта такой устойчивости нет. Уровень теплопроводности пенопласта находится на высоте и минвата значительно ему проигрывает.
Минеральная вата обладает высокой степенью устойчивости к спонтанным возгораниям. Характеристика паропроницаемости минеральной ваты значительно превосходит этот параметр у ее конкурента.
Наряду с этим пенопласт обладает очень высокой степенью гигроскопичности, потому пенопласт может применяться в среде с повышенной степенью влажности и отличается низкой стоимостью.
Удобство пенопласта заключено в том, что его вес в несколько раз меньше, чем вес минеральной ваты, кроме того, этот материал может обрабатываться с легкостью недоступной при обработке минваты.
Есть один минус – пенополистирольные плиты с некоторыми трудностями подвергаются стыковке друг с другом. С другой стороны, минеральная вата обладает высокой степенью устойчивости практически ко всем видам органических веществ и грибков.
Наряду с этим пенополистирол в значительной мере подвержен воздействию всевозможных растворителей органического происхождения, но грибки и плесень на нем не приживаются.
Очевидно, что процесс осуществления выбора утеплителя является сложной и многоплановой задачей. Для того чтобы ее решить с высокой степенью эффективности необходимо внимательным образом учитывать сложившиеся условия и свои собственные приоритеты в том числе.
Важно отдавать предпочтение только хорошо проверенным отопительным системам. Надо также помнить о правильном подборе наиболее оптимальной толщины теплоизоляционного материала.
Минеральная вата способна с достаточной легкостью пропускать через себя влагу. Это свидетельствует о том, что данный материал незаменим при осуществлении утепления дома, построенного из дерева или брусьев.
Важно помнить, что под слоем пенопласта дерево быстро подвергается гниению. В этом случае сначала следует позаботиться о монтаже так называемого парабарьера, а затем закрепить обрешетку.
Минеральные плиты, в большинстве случаев, прокладываются двухслойно. Это делается для того, чтобы не создавались так называемые «мосты холода».
Сверху материал покрывается пленкой, обеспечивающей гидроизоляцию. При утеплении балкона почти всегда предпочтение отдается пенополистиролу так как при осуществлении монтажа не нужно применять обрешетку, что положительно сказывается на экономии балконной площади.
Сразу следует обратить внимание на то, что выбранный утеплитель должен обязательно соответствовать тем климатическим условиям, в которых он используется.
Одним из универсальных теплоизоляционных материалов можно назвать пенопласт, который применяется для различных видов работ. Некоторые ошибочно считают его недолговечным и вредным, но на деле все оказывается совершенно не так. На срок службы пенопласта оказывают влияние различные параметры, но их воздействие далеко не такое пагубное, как принято считать. Пенопластовые плиты обладают необходимой жесткостью, устойчивостью к влаге, температурам, коррозии. Они не подвержены гниению, что так важно при утеплении деревянных поверхностей. Из минусов надо отметить только хрупкость материала. Во время работы следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить плиты. Это обстоятельство не может доказывать тот факт, что срок службы пенопласта мал.
Утепление стен пенопластом убережет их от влаги, холода и коррозии долгое время.
Для работы применяются утеплители на основе пенопласта, не все они плитные. Сроки и условия эксплуатации у них различные. Известны такие разновидности теплоизоляторов:
Таблица характеристик различных марок пенопласта.
Пенопласт выпускается таких видов:
Сравнительная таблица пенопласта и пенополистерола.
Вернуться к оглавлению
Схема теплопроводности и толщины материалов.
Для утепления рекомендуется применять именно пенопласт, так как он не подвержен гниению. Ему нестрашна плесень, грибки и прочее, насекомые не могут повредить поверхность утеплителя. Пенопласт даже при длительном воздействии воды не набирает ее, на нем не образуются пятна сырости, а это означает, что и плесени не будет. Все это важно для утепления дома, так как сроки службы изоляторов сильно увеличиваются, значит, ремонта не потребуется.
Любой строительный материал со временем поддается так называемой усадке, от этого не застрахован даже металл. Происходит это под воздействием периодически или постоянно повторяющихся различных нагрузок, из-за которых утеплитель или другой материал начинает прогибаться, терять форму.
Проводимые специальные тесты Велера показывают, что именно пенопластовый теплоизолятор подвержен усадке меньше других материалов. Он не теряет свою форму, не слеживается, не прогибается. Это важно учесть, так как полости и другие дефекты открывают путь потерям тепла. Например, минеральная вата со временем слеживается, появляются воздушные полости, что отрицательно влияет на теплоизоляционные характеристики.
Вернуться к оглавлению
Срок службы во многом зависит от того, какие условия материал способен выдержать во время использования. Такие показатели определяются физическими свойствами, химическими, устойчивостью к механическим нагрузкам. Необходимо отметить то, что пенопласт совершенно не подвержен влиянию агрессивной среды бетона, штукатурки, гипса, извести и других строительных растворов, которые применяются во время работ. А механическую прочность обычно усиливают специальной обшивкой, срок службы увеличивается благодаря защите таких плит фанерой, ДСП. Материал получается заключенным в оболочку, где он может отлично выполнять свои свойства, совершенно не подвергаясь негативным нагрузкам. Это важно, так как для пенопласта могут быть критическими ударные нагрузки. Не каждый его вид им подвержен, но обычные плитные материалы могут разрушиться.
Вернуться к оглавлению
Необходимо внимание уделять тому, насколько материал сопротивляется износу. Обычно производители самостоятельно проводят необходимые исследования, которые включают в себя тесты на устойчивость определенным типам нагрузок. Такой износ может быть связан с различными параметрами. Чаще всего оказываются температурные воздействия, влияние влаги и агрессивных веществ. Полученные результаты дают возможность вынести заключение, что в течение всего срока службы и даже больше на пенопластовых плитах не появляются признаки износа . Эти сроки составляют 20-50 лет в зависимости от вида и типа материала. Таких условий вполне достаточно, чтобы выполнить качественную обшивку наружных, внутренних стен дома, кровли, мансарды и фундамента, где пенопласт может использоваться в качестве гидрозащиты.
Многие компетентные источники утверждают, что срок службы минеральной ваты и пенополистиролов составляет 25 — 35 лет. При этом стена, которая утепляется этими утеплителями из кирпича или бетона служит более 100 лет. Следовательно утепление стены за время ее службы нужно менять не менее чем 3 раза. Правильно ли был выбран утеплитель, из-за которого нужно делать капитальный ремонт здания в столь короткие сроки?
Основной вопрос, — откуда берется срок службы дешевых утеплителей в 30 лет? Сегодня некоторые производители минеральной ваты в технических характеристиках на отдельные марки своей продукции указывают, что ее срок службы составляет 50 лет.
Причем эта цифра ничем не объясняется, имеется только сноска о том, что на сегодняшний день отсутствует стандарт на определение срока годности утеплителей.
В научных статьях относительно искусственных утеплителей указывается, что утеплители, содержащие искусственные органические вещества могут служить не более 35 лет.
За этот срок происходит разрушение органики, старение вещества, утеплитель «слеживается» или «усыхает». Главное, что вследствие этого утеплитель теряет более чем на 1/3 свою теплосберегающую способность.
Следовательно, — утеплитель минеральная вата или пенополистирол нужно менять полностью в срок до 35 лет.
Сейчас в Европейских странах, согласно законодательству, должен проводиться энергетический аудит каждого нового дома, в том числе и частного, после завершения его строительства. По результатам которого, на здание выдается энергопаспотр.
Подтвержденное энергосбережение весьма значительно влияет на стоимость недвижимости в Европе.
Повторные энергетический аудит должен проводиться через 25 -30 лет, через период равный сроку службы обычных утеплителей. Последующий — еще через примерно такой же промежуток времени.
В результате выясняется насколько здание потеряло теплосберегающие свойства, какие ограждающие конструкции и насколько уменьшили сопротивление теплопередаче, где необходимо менять утеплительный материал или проводить другие ремонты.
У нас подобные исследования не являются обязательными, хоть и рекомендуются нормативами. В результате они в большинстве случаев не проводятся, и у нас выяснить точно реальный срок службы утеплителей путем их обследования по прошествии многих лет не представляется возможным. Остается пользоваться данными поступающими из-за рубежа, согласно которым, и взяты указанные цифры.
Энергетический аудит новых зданий и периодические проверки сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций желательно проводить в сроки рекомендуемые нормативами. Тогда возможно будет контролировать изменения в утепленности здания, вовремя провести необходимые ремонты.
Точный ответ, когда менять утеплитель может дать только специальное обследование теплосберегающих свойств здания (энергетический аудит). Но поскольку за последние лет 20 — 25, когда началось применение утеплителей типа пенопласт и минеральная вата, таких обследований у нас не проводилось, остается при последующих проверках только сравнивать полученные результаты с теоретическими расчетными значениями. Но достоверной статистики выхода со строя утеплителей нет.
Специалисты сходятся ко мнению о том, что срок службы имеющихся утеплителей с органическими составляющими в разы меньше чем у ограждающих конструкций, которые ими утепляются. Применение таких утеплителей влечет за собой преждевременные капитальные ремонты зданий.
Как этого избежать?
Существует единогласное мнение на счет того, что более плотные минеральные ваты служат дольше. Отчасти, потому что качество исполнения обеспечивается именитыми производителями, а отчасти — в более плотной минвате меньше связующих смол (всего же в минеральной вате от 3 до 10% органических связующих). Более плотные (более 80 кг/м куб.) образцы минеральной ваты служат дольше.
Успешной заменой минеральной вате сейчас выступает газобетон изготовленный в автоклавах с плотностью не многим больше 100 кг/м куб. У этого материала коэффициент теплопроводности сравнимый с органическими утеплителями — 0,5 — 0,8 м Вт/мС.
Но главное, это полностью минеральное соединение, представляющее по сути вспененный камень, поэтому его срок службы (при отсутствии сверхнормативного увлажнения) сравним с этим показателем у тяжелых строительных материалов — кирпича, плотных бетонов.
Применение утеплителя без органики избавит от многих проблем в дальнейшем, особенно когда речь идет об утеплении многослойных стен (),
Газобетон низкой плотности — паропроницаемый утеплитель, его применение сходное с применением минеральной ваты.
Другой известный утеплитель без органики — пеностекло, срок службы которого больше ста лет. Этот утеплитель применяется давно, (в частности в секретном секторе вооружений), у него меньшие теплосберегающие возможности по сравнению с эффективными утеплителями примерно в 1,5 раза, он не пропускает через себя водяной пар и не накапливает воду.
Но его распространение ограничено из-за повышенной цены, правда он популярен, при утеплении дорогих домов.
Среди пенопластов выделяется своей прогнозируемой устойчивостью к вредным факторам и долговечностью экструдированный пенополистирол. Он не накапливает воду, не пропускает через себя пар (аналогично пеностеклу) имеет более плотную структуру и 2 раза по сравнению с пенопластами больший удельный вес (свыше 35 кг/м куб).
Но из-за более высокой цены применяется в основном в сложных условиях, в грунтах, для фундаментов, цоколей, подвалов. Во всяком случае, среди пластмасс он более рекомендуем к применению по фактору «живучесть» чем другие пластики.
Как видим, для утепления ограждающих конструкций дома, лучше выбрать утеплитель с минимумом органических веществ или вовсе без них.
01.12.2015
Опытные специалисты по частному строительству недаром считают, что наиболее универсальным теплоизоляционным материалом является пенопласт. Он применяется в самых широких сферах строительства, от утепления фасадов частных домов и квартир в панельных многоэтажках до крупных заводских и спортивных объектов, дорог и ж/д путей.
Но среди населения существует ошибочное мнение, что пенопласт довольно непрочен и недолговечен, поэтому в качестве утеплителя его рискованно применять. Почему ошибочное? Дело в том, что для строительства применяются наиболее прогрессивные разновидности пенопласта - ПСБ-С-35 и ПСБ-С-50 обладают высокой плотностью и прочностью, устойчивостью к воздействию влаги, температуры, иных атмосферных факторов, а также коррозии, поэтому срок эксплуатации пенопласта может составлять не только десятки, но и сотни лет.
Для строительных и теплоизоляционных работ применяются, в основном, пенопластные утеплители, их плитные и не плитные разновидности. Наиболее распространенными типами теплоизоляторов для фасадов зданий являются:
полистироловые плиты – наиболее удобный в работе материал. Плиты бывают беспрессованными и прессованными;
полиэтилен – гибкий и эластичный материал, внешне выглядящий как воздушная пленка. Используется только в процессе упаковки, является наиболее хрупким и недолговечным;
пенополиуретан – лидер среди стройматериалов для теплоизоляции. Его наносят из специальных резервуаров, напыляя на стену: застывая, он образует плотную пленку, выдерживающую любые негативные воздействия окружающей среды.
Практикой показано, что срок годности пенопласта будет зависеть от того, какого рода нагрузки ему придется выдержать. Если производителем указан минимальный срок службы 80 лет, то эта цифра означает эксплуатацию пи идеальных условиях. Повысить срок службы пенопласта можно, используя дополнительные материалы для утепления – ДСП, фанерой, воздушной пленкой, пенополиуретаном.
При этом следует учитывать, что, вопреки расхожему мнению, пенопласт совершенно спокойно переносит влияние агрессивной среды гипса, штукатурки или бетона.
Какие из теплоизоляционных материалов идеально подходят для отделки стен? Выяснить, какой из них окажется лучше, поможет сравнительный анализ.
ПСБ-С-25. Снижение показателей происходит примерно через 200 циклов, а показателей теплозащиты после 500 циклов. После прохождения максимального показателя штукатурка или любой другой защитный слой осыпается.
ПСБ-С-35. Защитный верхний слой в результате действия окружающей среды, может разрушиться через 700 циклов, при этом наблюдается расслоение. Срок службы до проведения капитального ремонта может составлять более 100 лет.
ПСБ-С-50. Является наиболее долговечным, поэтому не всегда можно назвать точные цифры.
Следует помнить, что даже самый недорогой пенопласт, который применяли для утепления фасада, способен показать отличные характеристики сохранности и долговечности, но при этом предпочтение следует отдавать известным производителям – их строительные материалы прослужат значительно дольше. Также отличным вариантом выбора будет .
На вопрос, сколько служит пенопласт, порой сложно ответить – существуют несколько разновидностей этого строительного материала, каждый из которых отличается стойкостью к воздействию влаги, перепад температур, ветра, коррозии. Выполнение внешней защитной обшивки способно увеличить срок эксплуатации в два раза и значительно отодвинуть срок капитального ремонта фасада.
В данной статье подвергается сомнению массовый рекламный материал о замечательных свойствах пенополистирола, его долговечности, пожарной и экологической безопасности. К сожалению, бездоказательная и широковещательная реклама свойств пенополистирола никак не подтверждается научными исследованиями, результатами анализа и испытаний. В предлагаемом материале обобщены исследования учёных одного из самых применяемых при теплоизоляции зданий теплоизоляционных материалов — пенополистирола.
Производители пенополистирола и те, кто способствует его широкому применению, хотят, чтобы потребитель не знал, что с пенополистиролом со временем происходят непоправимые вещи. Их не заботит состояние наружного утепления зданий после окончания гарантийного срока.
Рецензия на статью Баталина Б.С. и Евсеева Л.Д. «Эксплуатационные свойства пенополистирола вызывают опасения».
Рецензируемая статья Баталина Б.С. И Евсеева Л.Д. представляет интерес для широкого круга строителей и научных работников. Пенополистирол как теплоизоляционный материал получил в последние годы наибольшее распространение и широко применяется в практике строительства. Авторы статьи провели глубокие исследования свойств пенополистирола и обобщили большое количество работ, выполненных другими учёными в этой области. Они не оспаривают достоинств пенополистирола как высокоэффективного теплоизоляционного материала. В то же время авторы статьи дают жёсткую и справедливую оценку его отрицательным свойствам, к которым следует отнести недолговечность, пожароопасность и экологическую опасность. Рецензент, имея личный опыт в области долговечности строительных материалов, согласен с такой оценкой авторов. В разное время в НИИ строительной физики работали многие специалисты по долговечности строительных материалов и конструкций которые также отмечали, что долговечность этого материала и других теплоизоляционных материалов, как правило, не превышает 30 лет.
Бесспорным является следующий факт: при горении пенополистирол выделяет вредные для человека вещества, которые приводят к смертельному исходу.
Зав. лабораторией теплофизики и строительной климатологии НИИСФ д.т.н., проф. В.К. Савин
Работы по теплоизоляции зданий в стране с холодным климатом довольно затратны. В кризис все пытаются сэкономить, использовать более дешевые материалы, особенно если речь идет о возведении социального жилья. Печально известный пожар в пермском клубе «Хромая Лошадь» унес жизни 155 человек во многом благодаря именно пенополистиролу — аналогу утеплителя из минеральной ваты. Причиной гибели большинства людей стало отравление продуктами горения. Как выяснилось, звукоизолирующим материалом в клубе были пенополистироловые (пенопластовые) плиты. Изначально пенополистирол использовался как упаковочный материал, потом кто-то придумал применять его в качестве утеплителя для жилых помещений…
Борис Семенович БАТАЛИН, эксперт Центра независимых судебных экспертиз РЭФ «ТЕХЭКО», доктор технических наук, профессор кафедры строительных материалов и специальных технологий Пермского государственного технического университета, действительный член МАНЭБ и РАЕ и Лев Давидович ЕВСЕЕВ, доктор технических наук, член Экспертного совета по тепло-звукоизоляционным материалам при Администрации Президента РФ, председатель Комиссии по энергосбережению в строительстве Российского общества инженеров строительства (Самарское отделение), член Комитета РСПП по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия, советник РААСН, Почетный строитель в своем исследовании подвергают сомнению широко рекламируемые свойства пенополистирольных утеплителей.
Как известно, до 70% тепловой энергии, получаемой зданием, отдается в атмосферу. В 70-х годах прошлого века это было известно специалистам космической разведки, ведущим фотографирование земной поверхности специальным способом. Города Советского Союза «светились» в инфракрасных лучах зимой и летом, днем и ночью. Противоположная картина наблюдалась при фотографировании городов Западной Европы, США, Канады и других стран.
Вывод:
Мы расточительны не по карману: наши дома, теплотрассы, производственные помещения в самом прямом смысле обогревают атмосферу. Если в США теплопотери в расчете на один квадратный метр жилья составляют, в среднем, 30 Гигакалорий, а вГермании — от 40 до 60, то в России — около 600!
Когда в середине семидесятых годов прошлого века случился первый мировой энергетический кризис, во многих странах развернулись широкомасштабные работы по повышению уровня тепловой защиты зданий. На практике до 70 % тепловой энергии из каждого здания и до 40 % тепловой энергии из трубопроводов уходит в атмосферу. Таким образом, из 10 железнодорожных вагонов угля — семь перевозятся только для того, чтобы «греть улицу»!
С такими потерями тепловой энергии нельзя было мириться в дальнейшем, особенно при переходе на рыночные отношения: для борьбы с теплопотерями в России вышел Федеральный закон «Об энергосбережении», а также разработки и введения Приложения № 3 к СНиПу II-3-79 «Строительная теплотехника».
Последний нормативный документ трансформировался в дальнейшем в СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий».
Введение новых нормативных требований по теплозащите наружных ограждающих конструкций повлекло значительное увеличение нормируемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (R0) с 0,9 до 3,19 м2°С/Вт в Самарской области. Аналогичное увеличение нормируемого сопротивления теплопередаче произошло во всех регионах страны. Условия второго этапа (с 2000 г.) предусматривали увеличение значения этих требований в 3,5 раза (!). Правда, во многих регионах страны в дальнейшем были выпущены территориальные строительные нормы, что позволило R0 увеличить лишь в 1,8-2,2 раза для средней полосы России. Такие же требования отражены в СТО 00044807-001-2006 Стандарт организации «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий» (выпущен в соответствии с ФЗ «О техническом регулировании» и введен в действие с 1 марта 2006 года).
Введение новых требований по теплозащите зданий привело к широкому использованию различных теплоизоляционных материалов. Самую большую нишу — до 80% — занял наиболее распространенный в настоящее время теплоизоляционный материал — пенополистирол, являющийся одним из представителей класса пенопластов. В стране появилось много предприятий, изготавливающих пенополистирол (нередко — кустарным способом). Данный материал стал применяться как для наружной теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, так и изнутри, в том числе при использовании колодцевой и слоистой кладок.
Все разновидности пенополистиролов — беспрессовый, прессовый, экструзионный — имеют одинаковый химический состав основного полимера — полистирола и могут различаться по химическому составу лишь добавками: порообразователями, пластификаторами, антипиренами и др.
Как правило, при беспрессовом методе изготовления пенополистирольных плит получается более низкая плотность теплоизоляционного материала, в среднем 17 кг/м3. При прессовом методе и методе экструзии пенополистирольные плиты имеют плотность 35-70 кг/м3.
Широкое применение пенополистирола в повседневной строительной практике при теплоизоляции стен изнутри привело к быстрому накоплению влаги между ограждающей конструкцией и утеплителем, к появлению плесневых грибов, а в дальнейшем — к заболеванию проживающих в таких домах людей. Многочисленные жалобы в связи с образованием плесневых грибов инициировало отправку во все регионы письма (исх. №24-10-4/367 от 5 марта 2003 г.) руководителя Главэкспертизы РФ следующего содержания:
«…утепление наружных стен с внутренней стороны плитным или рулонным утеплителем категорически недопустимо, поскольку такие решения вызывают ускоренное разрушение ограждающих конструкций за счет их полного промерзания и расширения микротрещин и швов, а также приводят к образованию конденсата и, соответственно, к замачиванию стен, полов, электропроводки, элементов отделки и самого утеплителя».
Аналогичная ситуация наблюдается при наружной теплоизоляции зданий или при использовании колодцевой кладки, что нашло отражение в различных исследовательских материалах, опубликованных в печати.
Целью данной статьи является не исследование различных конструктивных решений с использованием пенополистирола, а ознакомление широкого круга читателей с результатами исследований свойств этого популярного в настоящее время утеплителя, выполненных независимыми исследователями. Сегодня в СМИ производители пенополистирола ведут массированную рекламную кампанию в защиту своего продукта. Какими только прекрасными качествами не наделяется этот материал: высочайшие теплоизоляционные свойства, пожаробезопасность, долговечность (можно не беспокоиться 50-70 лет), экологическая безопасность и т.п.
К сожалению, в научной литературе невозможно найти подтверждение большинству из указанных свойств. Информация о свойствах пенополистирола уже много лет публикуется исследователями в научно-технических изданиях, обсуждается на круглых столах. Эту правдивую информацию изготовители пенополистирола не оспаривают, но дополняют их присказкой: «рядовой потребитель всей правды знать не должен».
Мы же считаем безнравственным, когда заказчик, покупая пенополистирол и используя его при строительстве зданий или для утепления жилых помещений, лишен полной информации о негативных свойствах широко применяемого в стране теплоизоляционного материала. Ведь это прямое нарушение Конституции Российской Федерации, в статье 42 которой говорится: «Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью и имуществу экологическим правонарушением», а Гражданский кодекс основывается на «необходимости беспрепятственного осуществления гражданских прав» (ст. 1).
Пенополистирол, также, как и его аналоги, подвержен деструкции в течение короткого времени под действием кислорода воздуха даже при обычной температуре, дает значительное превышение концентрации ядовитых веществ над ПДК, высокое содержание в дыме при пожаре ядовитых органических соединений, его характеризуют недолговечность (значительно ниже срока службы здания) и пожарная опасность.
Главный недостаток пенополистирола — его слабая изученность именно как строительного материала.
Принятие решения о возможности использования пенополистирола остается, как всегда, за покупателем или заказчиком. Но они должны знать, что его может ждать в будущем при применении пенополистирола. Необходимо отметить, что теплоизоляционные свойства у пенополистирола весьма неплохи в момент испытаний сразу после его изготовления. Но на этом все достоинства этого материала заканчиваются.
У пенополистирола существуют три неотъемлемых отрицательных свойства, исходящих из его природы, к которым надо относиться просто осторожно, с пониманием этих процессов. Во-первых, это пожарная опасность. Во-вторых, это недолговечность. И в-третьих — экологическая небезопасность. Эти свойства требуют дополнительных исследований.
Неправы некоторые производители пенополистирола, которые считают, что, придав гласности сведения о свойствах пенополистирола, ученые нанесут ущерб деловой репутации этих предприятий.
В рекламно-информационных публикациях, посвященных пенополистиролу, их авторы, описывая пожарно-технические свойства данных материалов, в определенной мере лукавят, утверждая, что пенополистиролы определенных видов не горят или самостоятельно затухают. Заметим: такое поведение этих материалов еще не свидетельствует об их пожарной безопасности. Дело в том, что, согласно стандартной методике, при квалифицировании строительных материалов на пожарную опасность экспериментаторы учитывают убыль их массы при нагревании на воздухе. Поэтому в соответствии с официальной классификацией стройматериалов по пожарной опасности все без исключения пенополистиролы относятся к классу горючих материалов.
На практике проблема пожарной опасности пенополистиролов обычно рассматривается с двух точек зрения: опасности собственно горения материала и опасности продуктов его термического разложения и окисления. Основным поражающим фактором пожаров, как известно, являются летучие продукты горения. Как показывает практика, в среднем только 18 % людей при пожаре гибнет от ожогов, остальные — от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и других поражающих факторов. Статистика имеет данные о том, что даже при сравнительно небольшом пожаре в помещении, насыщенном полимерными материалами, происходит быстрая гибель находящихся там людей главным образом от отравления ядовитыми летучими продуктами.
Исследования Российского научно-исследовательского центра пожарной безопасности ВНИИПО МВД РФ, представленные на сайте www.aab.ru/sertif, однозначно говорят о высокой пожарной опасности пенопластов. Например, в приведенном отчете об испытаниях на пожарную опасность пенополистирола указано, что значение показателя токсичности образцов близко к граничному значению класса высокоопасных материалов.
Эти известные в специальной литературе факты периодически материализуются во все новых конкретных примерах, находящих отражение в средствах массовой информации. Например, в газете «Местное время» (Лерина Н. Качество безопасности. Пермь, № 4, 2001 г., с. 7) приводится пример пожара в жилом доме. Автор пишет: «Во время пожара погибла женщина. Парадокс ситуации в том, что возгорание произошло в квартире, расположенной двумя этажами ниже. Причиной смерти стал токсичный дым пенополистирола».
В репортаже, показанном по Екатеринбургскому телевидению (Е. Савицкая, М. Попцов. Телекомпания АСВ. Пожар в строящемся доме), было сказано, что «загорелось теплопокрытие из пенополистирола… Во время пожара обнаружили трупы двух мужчин. Они лежали на два этажа выше источника огня с признаками удушения от дыма». Авторы утверждают, что «пожарных заинтересовал полистирольный утеплитель, который сгорел в большом количестве и вызвал этот черный удушающий дым».
Очевидно, одной из главных опасностей, возникающих при использовании пенополистирола при утеплении жилых зданий, является то, что это горючий материал, который имеет высокую токсичность и дымообразующую способность. К тому же продукты горения пенополистирола серьезно отравляют окружающую среду даже на большом расстоянии от места пожара.
Важное значение имеет также толщина слоя теплоизоляции из пенополистирола. В некоторых европейских странах толщина теплоизоляционного слоя из пенополистирола не превышает 3,5 см. Ведь чем тоньше слой горючей теплоизоляции, тем она безопаснее в пожарном отношении. В нашей стране во многих системах слой теплоизоляции из пенополистирола достигает 10-30 см.
Чтобы понять достоинства материала, необходимо рассмотреть свойства пенополистирола с точки зрения физической химии. Вот как характеризует эти свойства А.А. Кетов, профессор-химик Пермского технического университета, член экспертного совета областного Комитета по охране природы.
«Прежде всего, по определению, пенопласты представляют собой дисперсные полимерные системы. Поэтому неизбежно пенопласты не только являются органическими соединениями, но и имеют весьма высокую поверхность контакта с кислородом воздуха. Из курса химии известно, что возможность реакции определяется энергией Гиббса… Иными словами, если органическое соединение находится на воздухе, то оно будет неизбежно окисляться
кислородом. Причем, так как пенопласты неизбежно имеют максимально возможную поверхность, то и окисляться они будут с максимальной скоростью по сравнению с аналогичными, но монолитными массивными полимерами. Поэтому для любого пенопласта неизбежно следует предположить некое конечное и весьма ограниченное время эксплуатации, когда его эксплуатационные свойства будут находиться еще в допустимых пределах. Естественно, что с ростом температуры скорость окисления будет только возрастать. Поэтому все пенопласты являются пожароопасными материалами. И, наконец, если пенопласты неизбежно окисляются даже при комнатных температурах, то продукты такого окисления негативно воздействуют на окружающую среду. Обсуждать эту «вредную» закономерность, очевидно, нецелесообразно, так как закон природы не зависит от нашего мнения. Если мы не можем ему противостоять, значит, существует один путь: обойти этот закон, то есть найти средства защиты от ядовитых выделений.
И сделать это обязательно придется, поскольку миллионы людей уже живут в квартирах, утепленных пенополистиролом. Пенополистирол в условиях естественной эксплуатации на воздухе (при колебаниях температуры от минус 30 до плюс 30°С, отсутствии света и прямого попадания осадков) подвергается химическому взаимодействию с кислородом воз
духа. При этом в окружающую среду выделяются бензол, толуол, этилбензол, а также ацетофенон, формальдегид и метиловый спирт. Кроме того, в окружающую среду, особенно в начальный период эксплуатации, выделяется стирол, как следствие неполной полимеризации, и продукты деполимеризации. Превышение концентрации над ПДК по данным ГУ «Республиканский научно-практический центр гигиены» (Республика Беларусь) только для стирола разных производителей при температуре 80°С составляет от 22 до 525 раз (!), при 20°С — от 3,5 до 66,5 раз (!).
Парадокс в том, что с точки зрения теплофизики полимерные утеплители действительно — самые эффективные теплоизоляторы. Это бессмысленно отрицать. Но когда речь идет о жилье, о таком продукте строительного производства, с которым человеку предстоит общаться ежесуточно много часов в течение десятилетий — здесь одних, даже самых фантастических теплофизических свойств, слишком мало. Здесь главное — безопасность, долговечность, ремонтопригодность.
Строительный рынок, преодолевая инерцию, уже начинает реагировать на разгромные публикации о негативных особенностях пенополистирольных утеплителей, подыскивать адекватную замену опасному материалу. Что происходит в Самарской области? Основным поставщиком пенополистирола является одно из самарских предприятий, которое в основном выпускает пенополистирол марки 25, то есть плотностью от 15,1 до 25,0 кг/м3. Несмотря на рекомендации нормативного документа СП 12-101-98, редакции СНиП по строительной теплотехнике 1982 г. о применении пенополистирола плотности не менее 40 кг/м3, проектные организации в угоду заказчику пишут «марка 25». Некомпетентный человек мыслит прямо: «марка 25» это значит плотность 25 кг/м3. Однако в технических условиях «марка 25» соответствует плотности от 15,1 до 25,0 кг/м3. Естественно, предприятие-изготовитель при заявке «марка 25» будет предоставлять пенополистирол самой низкой плотности — 15,1 кг/м3, так как в этом случае это предприятие будет иметь максимальную прибыль. Таким образом на стройку законно попадает пенополистирол низкой плотности, то есть плотности упаковочного пенополистирола. К чему это приводит, уже заметно на фасадах утепленных пенополистиролом зданий — проступает плесень, появляется грибок и мокрые пятна.
А разве не имеет права каждый потребитель знать об изменении эксплуатационных свойств пенополистирола со временем, о деструкции этого материала? Ведь сегодня он платит значительные суммы, чтобы купить квартиру, коттедж и надеется, что эта недвижимость прослужит ему всю жизнь и будет передана по наследству детям и внукам. Потребитель должен знать, что, согласно классической Энциклопедии полимеров, со временем происходит «деструкция полимеров — разрушение макромолекул под действием тепла, кислорода, света, проникающей радиации, механических напряжений, биологических и других факторов. В результате деструкции уменьшается молекулярная масса полимера, изменяется его строение, физические и механические свойства, полимер становится непригодным для практического использования».
Таким образом, на воздухе при обычных температурах происходит обязательное изменение химического строения полимеров под воздействием кислорода воздуха, называемого окислительной деструкцией.
Целью решения правительства об утеплении ограждающих конструкций зданий является экономия тепловой энергии. Однако после более чем десяти лет экономии (с 1996 г.), многие строители пришли к выводу, что, фактически за счет некомпетентного применения утеплителей, экономии-то как раз и не происходит. Мало того, при применении некоторых
систем, в основном с применением пенополистирола, между стеной и утеплителем устраивается воздушная прослойка, и стена в процессе эксплуатации становится не теплоизолирующей, а наоборот — теплопроводящей. Дело в том, что при некоторых способах утепления стена является физически неоднородным телом. «Теплоизоляционный пирог» зачастую состоит из 7-8 различных по своей природе материалов. Внутри него появляется поверхность раздела между материалами с разной паропроницаемостью. На этой поверхности начинает накапливаться влага (вода!). Вода пропитывает более плотный материал, и его теплопроводность сильно возрастает. Конденсат образуется в воздушных пустотах между стеной и теплоизоляционным материалом. При таком низком термическом сопротивлении теплозащита фактически отсутствует. И вся полученная ранее экономия тепла «съедается» теперь повышенным расходом его для поддержания в помещении комфортной нормативной температуры.
Результаты обследования зданий с наружными стенами, утепленными пенополистиролом, показывают, что этот теплоизоляционный материал имеет ряд физических и химических особенностей, которые не учитываются проектировщиками, строителями и службами, ответственными за эксплуатацию зданий и сооружений. В результате этого наша страна терпит крупные материальные издержки. Одним из типичных примеров, как отмечает директор научного центра РОИС, д.т.н. А.И. Ананьев, может служить подземный торговый комплекс, возведенный в Москве на Манежной площади, где ошибки были допущены не только при разработке проекта покрытия комплекса, но и при выполнении строительных работ. В результате всего через 2 года эксплуатации покрытие пришлось капитально ремонтировать практически с полной заменой пенополистирольных теплоизоляционных плит. Основной причиной допускаемых просчетов является отсутствие необходимой информации в научно-технической литературе о поведении пенополистирола в конструкциях и изменении его теплозащитных свойств во времени. Это подтверждается и широким диапазоном сроков службы, необоснованно установленных производителями в пределах от 15 до 60 лет на пенополистирол.
При этом официально утвержденной методики определения долговечности пенополистирольных плит и ограждающих конструкций с его применением не существует. Основным препятствием в ее разработке является неординарное поведение пенополистирола в условиях эксплуатации. Например, стабильность его теплофизических характеристик во времени в большой степени зависит от технологии изготовления и совместимости с другими строительными материалами в конструкциях стен и покрытий. Нельзя не учитывать и воздействия ряда случайных эксплуатационных факторов, ускоряющих естественный процесс деструкции пенополистирола. Даже поведение пенополистирола при пожаре значительно его отличает от других теплоизоляционных материалов.
Установлено, что прочность образцов, отобранных из стен эксплуатируемых зданий, несколько ниже, чем образцов, взятых непосредственно с завода. При этом очень трудно оценить, как изменилась плотность побывавших в эксплуатации образцов, в связи с отсутствием первичных данных, соответствующих времени ввода зданий в эксплуатацию. Снижение прочности образцов от времени эксплуатации было более значительным при плотности пенополистирола ниже 40 кг/м3. Зафиксированы случаи, когда значения коэффициентов теплопроводности пенополистирола за 7-10 лет эксплуатации конструкций возросли в 2-3 раза. Это, как правило, связано с нарушением технологического регламента при производстве строительных работ или применением несовместимых с пенополистиролом материалов, а также применением для ремонта стен красок, содержащих летучие углеводородные соединения.
Журнал "Строительный эксперт", №09-10 (306), 2010
