для чего используется пенопласт
Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Статья подготовлена при участии специалистов Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола
Рынок теплоизоляционных материалов представлен различными категориями, что значительно упрощает выбор подходящего утеплителя для конкретных задач. Один из самых востребованных в частной сфере изоляторов – пенополистирол, его популярность объясняется как высокими техническими характеристиками, так и доступностью. Тем не менее, вокруг него не утихают баталии между сторонниками и противниками, человеку, далекому от строительства, достаточно сложно разобраться, какие из свойств утеплителя реальные, а какие из разряда «страшилок». Мы попробуем облегчить задачу новичкам, да и более опытным умельцам нашего портала будет нелишне освежить информацию. А помогут отделить «зерна от плевел» специалисты Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола.
Что собой представляет пенополистирол
Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.
ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.
Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.
Основные характеристики ППС
Так как ППС на 98 % состоит из воздуха и только на 2 % из оболочек вспененного полистирола, его главной характеристикой является минимальная теплопроводность – 0,032-0,034 Вт/(м·С). Кроме того, плиты паропроницаемы, но влагостойки, так как даже при полном погружении практически не впитывают воду. То есть, материал достаточно хорошо проводит пар, но не накапливает влагу, в отличие от некоторых других теплоизоляторов.
К отличной теплопроводности, паропроницаемости и влагостойкости стоит добавить устойчивость плит к биологическим поражениям.
Пенополистирол биологически нейтрален, это значит, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными исследованиями.
Не менее значим и большой срок службы с сохранением характеристик даже в суровых условиях применения.
Пенополистирол был подвергнут пятидесяти циклам замораживания/размораживания в четырехпроцентном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жесткие условия испытания. По результатам тестов не выявлено никакого влияния на целостность структуры. Сейчас блоки из пенополистирола широко используются в Норвегии для устройства дорог, тоннелей и искусственных насыпей. Наши же исследователи провели испытания с большим количеством циклов и прогнозируют долговечность пенополистирола не менее 100 лет.
Но кроме внешних воздействий, в процессе эксплуатации материал может подвергаться и другим угрозам, одна из них, волнующая наших умельцев – мыши.
Хотелось бы затронуть тему с мышами и пенопластом – слышал, что после посещения пенопласта мышами от него остается труха, правда ли это?
Что касается грызунов, то питательной ценности ППС для них не представляет, однако они могут в нем завестись, как и в любом другом теплоизоляционном материале. Поэтому необходимо выполнять мероприятия, ограничивающие грызунам доступ к утеплителю, и закрывать поверхность облицовочными слоями. Кроме того, мыши и крысы – это вопрос не строительного характера, а скорее гигиенического.
По поводу экологичности производных полистирола баталии не утихают с момента начала производства и по сей день: одни считают материал абсолютно безвредным и экологичным утеплителем, другие – настоящей миной замедленного действия. А истина, как обычно, посредине.
Ранее считалось, что все полимеры весь свой жизненный цикл эксплуатации выделяют вредные вещества, так как процесс полимеризации нельзя довести до конца на 100% молекулах. Это все от того, что когда все в Европе занимались в середине прошлого века химией, мы занимались «кукурузой». Современные технологии и оборудование мирового уровня (зарубежные линии) давно решили эту проблему. На заводе СИБУРа в Перми стоит лучшее по мировым меркам оборудование, применяется передовая на сегодня технология. В процессе сушки выводятся все не связанные в цепочки молекулы стирола. В процессе эксплуатации если он и выделяет что, то, конечно, в пределах, допустимых санитарными нормами. По нашим испытаниям в кубе изделия из пенополистирола менее 0.002 мг стирола (что соответствует нормам ПДК).
Мало кто знает, но стирол находится в таких распространенных продуктах, как орехи и клубника. Во всем мире упаковка из ППС очень востребована – рыбные ящики, стаканчики под горячее, лотки под мясо и т.д.
Еще один из важнейших параметров – горючесть, так как от пожара никто не застрахован, но желательно обойтись без трагических последствий. Пользователей волнует не только горючесть ППС, но и дымообразующая способность.
ППС – горючий материал (Г3), но он не поддерживает горения, так как содержит антипирены. То есть, если поднести горелку и убрать, то максимум через 4 секунды он потухнет. Это при испытаниях. А если пожар, как на заводе ЗИЛ, где горел металл, и температура зашкаливала за 1000⁰С, то сгорит абсолютно все. При горении ППС выделяется углекислый и угарный газы, те же самые, что и при горении дерева. Суть в том, что это количество дыма гораздо меньше, так как плотность ППС в среднем 15 кг/м³, что меньше, чем у других материалов. Но скорость дымообразования выше, чем у того же дерева, поэтому его никогда не применяют в открытых конструкциях. ППС закрывают штукатурным слоем. Например, фасадная система с пенополистиролом и фасадная система с минеральной ватой имеют один класс пожарной опасности – К0.
Пенопласт: применение в строительстве.
Пенопласт получил широкое применение в устройстве теплоизоляционного слоя в зданиях различных типов, благодаря тому, что на 98% материал состоит из воздуха, который является лучшим природным теплоизолятором. Около 60% пенополистирола, который сегодня производится в Европе, применяется для теплоизоляции. Несомненным плюсом использования материала является устойчивость к значительным механическим нагрузкам. При производстве трехслойных панелей для крупнопанельного домостроения пенопласт все чаще применяется в роли внутренней теплоизоляции. Преимущество материала состоит в том, что при всем объеме пенопласт не увеличивает нагрузку на несущее основание. Поэтому сегодня он активно используется при реконструкции старых домов, несущие конструкции которых ослаблены с течением времени.
Пенопласт для изоляции стен.
Стены конструкций можно утеплять пенопластом снаружи и изнутри. К внешнему фасаду здания пенопласт крепится с помощью цементного раствора, мастики, клея, либо используются механические крепления. От прямого воздействия огня пенополистирол должен быть защищен обязательно. Для этого материал отделывают кирпичом, плиткой, штукатуркой.
При теплоизоляции стен и внутренних помещений пенопласт демонстрирует отличные свойства: он используется не только, как теплоизоляция, но и как препятствие для распространения шума. В данной ситуации внутри помещения пенопласт декорируют листами гипсокартона.
При теплоизоляции стен пенопласт толщиной 40 мм устанавливается в полость, ближе к поверхности внутренней части полости. Пенопласт не должен контактировать с внешней стеной для того, чтобы не образовались мостики, которые будут передавать влагу. Нарезка листов пенопласта осуществляется быстро и легко. Фиксируем материал стеновыми анкерами, по вертикали шаг составляет 400-450 мм, по горизонтали – 900 мм.
Еще одним вариантом теплоизоляции стен может стать непосредственная фиксация материала к наружной стене здания. Для такого типа крепления подойдет пенопласт толщиной 50 мм для внешней фиксации, или 30 мм для фиксации к внутренней поверхности. Для установки плит используем адгезивные вещества или механические крепежные устройства. В данных случаях необходима облицовка. При креплении изнутри плиты обшиваем гипсокартоном, можно покрыть их штукатуркой. Если производится наружное крепление, то поверхность плит обрабатываем двумя слоями цементного раствора, который укладывается на металлическую сетку.
Пенопласт: утепляем несущие элементы фундамента.
Тепловой баланс здания в значительной степени зависит от утепления фундамента. Особенно важно данное утепление в регионах с суровым климатом. Пенопласт оказывается незаменим при устройстве трехслойных фундаментных блоков. Материал демонстрирует великолепные качества при сооружении бесподвальных конструкций. На подготовленную заранее площадку укладываем плиты пенопласта в один слой или несколько слоев. Пенопласт заливается бетоном. Дальнейшее сооружение ведется в обычном русле.
Пенопласт применяется в качестве несъемной опалубки при производстве монолитного фундамента на самом объекте. Материал используется для горизонтальной и вертикальной защиты фундамента от промерзания. Плиты укладываются вокруг фундамента и засыпаются. Иногда можно воспользоваться бетонной стяжкой.
Пенопласт: утепляем крыши.
Различают несколько видов теплоизоляции кровель. Материал используется для теплоизоляции двускатных крыш. Применяется пенопласт для изоляции теплых или невентилируемых крыш. В таком случае на крышу укладывают плиты пенопласта. Поверх устанавливается гидроизоляция. При утеплении холодных или вентилируемых крыш пенопласт фиксируется на тыльной стороне крыши. Необходимо оставить вентилируемую полость, которая предотвращала бы конденсацию водяных паров.
Теплоизоляция трубопроводов с применением пенопласта.
Теплопотери из-за недостатка должного внимания теплопроводным сетям составляют около 30%. Пенопласт все чаще приходит на помощь при теплоизоляции телефонных сетей, заглубленных кабелей, вентканалов, трубопроводов холодного водоснабжения. Пенопласт используется для защиты канализационных городских труб от промерзания. Удобно то, что материал может принимать любые формы. Это дает возможность использовать пенопласт для теплоизоляции различных конструкций любой сложности.
Свойства и характеристики пенопласта
Что такое пенопласт? Знает каждый школьник – белый, неприятно скрипящий материал, твердый и в тоже время мягкий, не тонущий в воде, который можно использовать как спасательный круг или плот, а еще из него можно «извлекать» маленькие круглые шарики, которые электризуются и прилипают к пластику. А еще он сохраняет тепло/холод. Вот самое яркое описание пенопласта, которое может дать простой обыватель. Но, что же из себя представляет материал, откуда он взялся и как еще используется? Узнаем с новой стороны старого друга.
Структура и состав пенопласта
Пенопласт – это особый вид материала, который представляет из себя вспененную пластмассу.
Это материал белого цвета. Структура его состоит на 98% из воздуха и на 2% из полистирола.
Приготавливают его по особой технологии, которая включает в себя вспенивание полистирольных гранул. На следующем этапе, образовавшиеся гранулы обдаются горячим паром. Эти стадии повторяются несколько раз, и в итоге получается пористый, легкий материал. Полученную массу высушивают. Образуются гранулки 5-15 мм.
Гранулы прессуются на специальном станке в нужный размер плиты и обдаются горячим паром, для финишной обработки.
В результате образуются плиты, состоящие из миллиарда шариков, очень легкие и в тоже же время крепкие.
Технические параметры пенопласта
Пенопласт, благодаря своим свойствам, имеет ряд технически важных характеристик.
Теплопроводность. Пенопласт состоит из ячеек, которые полностью замкнутые, а что лучше всего сохраняет тепло? Это заполненная воздухом полость! Поэтому теплообмен снижен и пенопласт отличный теплоизолятор.
Звукоизоляция. Ячеистая структура подарила пенопласту также свойство звукоизолятора. Слой толщиной 2-3 см, позволяют полностью изолироваться от шумных соседей. Чем толще слой пенопласта, тем выше степень звукозащиты.
Гигроскопичность равна нулю. Вода не проходит в стенки ячеек, она может только проходить по каналам между ними. При этом не оказывая никакого воздействия на материал. Поэтому пенопласт, даже опущенный в воду, не впитывает ее.
Прочность. Степень толщины, правильное использование, укладка материала определяют срок службы пенопласта. Как показывает практика, он способен долгое время сохранять свои физические свойства, даже под давлением.
Химическая и биологическая стойкость
Растворы солей, кислот, щелочей, морские рассолы, цемент, битум, водорасторимые краски не оказывают на пенопласт никакого влияния.
Органические соединения, растворители, бензины, масла, ацетон, керосин и т.п. «убивают» пенопласт. Потому что ячеистая структура разрушается и материал может полностью раствориться.
Удобство монтажа. Легкие плиты просто разрезаются. С ними удобно работать, монтаж не вызывает сложностей.
Пожаробезопасность. Пенопласт загорается от непосредственного контакта с огнем. Если источник удалить, то произойдет за 4 секунды самозатухание. Это характеризует его, как пожаробезопасный материал.
Марки пенопласта. Марка пенопласта определяется его плотностью и обозначается набором букв и цифр, при этом, чем выше цифра, тем плотнее материал. Марка пенопласта определяет его применение.
Применение разных марок пенопласта
Пенопласт ППТ-10 используется для утепления малогабаритных помещений, таких как бытовки, строительные вагончики, а также для теплоизоляции водопроводов.
Пенопласт ППТ-15 используется для утепления балконов, домов, квартир, жилых помещений, а также качестве звукоизолятора внутренних стен зданий.
Пенопласт ППТ-20-А используется для теплоизоляции фасадов зданий, а также для изготовления декоративных, отделочных материалов.
Пенопласт ППТ-25 используется при работе с наружными, так и внутренними стенами в качестве звуко/тепло изолятора, теплоизолирует полы, фундаменты, используется для создания подъездных площадок, теплых дорожек, теплоизоляции водопроводов, канализационных труб, а также укрепления цветочных клумб, газонов, кромок спорт площадок.
Пенопласт ППТ-35 используют в тех же областях, где и перечисленные выше собратьев, но в дополнении сферы потребления идет еще применение в производстве стенок холодильников, морозильных камер, термостатов, вагонов-рефрежетаров. Также применяют при создании обогреваемых грунтов и прокладке взлетно-посадочных полос.
Недостатки пенопласта
Как и любой материал, пенопласт не идеален. Отмечалась ранее простота монтажа, но есть один каверзный минус – нарезание. При распиливании издается звук, раздражающе действующий на человека. Кто-то от него покрывается мурашками, кто-то затыкает уши и убегает, а кто-то спокойно пилит дальше.
Еще один недостаток – это горючесть, с выделением токсичных продуктов горения. Материал, конечно, имеет способность к самозатуханию, благодаря введенным добавкам, но под действием огня, вспыхивает.
И еще один минус – он разрушается под действием ультрафиолета. Если изоляционный слой выполнен из пенопласта снаружи здания, необходимо предусмотреть закрытие от солнышка. Так как через год усиленного загорания, материал потеряет свои свойства и начнет крошиться.
Пенопласт – это материал, который широко применяется в строительстве и в быту. Кто-то называет его современным материалом, а кто-то помнит его с детства. В него упаковывали телевизоры, стеклянные вещи при переезде.
До сих пор это свойство «защитить от удара» используют производители бытовой техники. Покупая ноутбук, телевизор, монитор и т.п., приобретаем их в коробке, обложенными пенопластом. Спасательные круги, также делали раньше из пенопласта, а дети на речках в деревнях плавали на пенопластовых плотиках. Дедушки строили ящики-холодильники, а папы утепляют подвалы, трубы и т.п.
Пенопласт с годами стал только популярнее. Он имеет огромное преимущество перед остальными утеплителями – он безопасен для человека. 2% полистирола – остальное воздух, он создан, из воздуха, который не способен принести вред здоровью человека.
Почему пенопласт отличный утеплитель и где он проявит себя лучше всего
Пенополистирол (ППС), или, по-простому, пенопласт, широко применяется не только в общественном, но и в частном строительстве в качестве универсального утеплителя. Его можно использовать как отдельно, так и в системах, для защиты и теплоизоляции не только фасадов, но и других частей конструкций. И хотя материал уже у нас успешно применяется несколько десятилетий, а в европейских странах его «стаж» перемахнул за половину века, про него до сих пор охотно рассказывают мифы. Практически всегда эти «страшилки» не имеют под собой ничего общего, но особо впечатлительные слушатели им охотно верят. И совершенно напрасно отказываются от эффективного утеплителя в пользу если не и менее эффективных, то ни в чем его не превосходящих. Рассмотрим, что собой представляет пенополистирол, где и как применяется и чего больше всего опасаются новички.
Да, и пенополистирол (ППС) и экструдированный пенополистирол (ЭППС) – это производные одного вещества, полистирола. Но пенополистирол получают посредством вспенивания полистирольной суспензии. При этом не используется пресс, а плиты нужной толщины и габаритов нарезают из спекшейся гранулированной массы. У них выраженная ячеистая структура с огромным количеством закрытых воздушных пор, что и обеспечивает материалу минимальные показатели теплопроводности. Интересно, что вспененные «шарики» полистирола иногда используют в качестве засыпного утеплителя. Также их добавляют в цементный раствор для получения полистиролбетона или в смесь цементного вяжущего и других компонентов при изготовлении полистиролбетонных блоков. А в исходном виде, до вспенивания, мельчайшие гранулы применяют в качестве наполнителя для мебели и мягких игрушек.
Экструдированный (экструзионный) пенополистирол (ЭППС) получают методом экструзии вспененной полимерной массы – ее продавливают под давлением через сопла экструдеров. Благодаря прессованию структура у экструзионного пенополистирола тоже пористая, но более плотная, так как диаметр гранул всего десятые доли миллиметра против нескольких миллиметров у шариков вспененного пенополистирола. Методом экструзии изготавливают не только плиты утеплителя и подложки, но и фасонные изделия для труб и подобных конструкций, плюс, разнообразные фасадные и интерьерные молдинги, а также упаковку для продуктов питания.
Проще всего различить пенополистирол и экструзию по цвету и фактуре – ППС всегда белый, на поверхности плит и ребрах хорошо видны шарики в разрезе; ЭППС всегда цветной (розовый, серый, желтый), практически гладкий, с глянцевым блеском. Плюс, плиты пенополистирола чаще квадратной формы 1000×1000 мм, но встречаются и другие габариты, а большую партию под заказ нарежут практически любой толщины, длины и ширины. ЭППС ввиду способа производства обычно в виде плит шириной 600 (580 мм), а длина варьируется от 1000 мм и до 2400 мм.
Однако современные технологии производства позволяют максимально обезопасить потребителя, так как в процессе сушки пенополистирола из него выводятся практически все свободные молекулы стирола. А минеральная вата к примеру, содержит в составе потенциально опасный формальдегид. И в обоих случаях остаток, который может выделяться из утеплителя в процессе эксплуатации, незначителен и полностью соответствует допустимым нормам ПДК. Ну и не стоит забывать, что в открытом виде пенополистирол, минвата или любой другой теплоизолятор ни внутри, ни снаружи не остается – его всегда закрывают отделкой. Но если какое-то количество химических веществ и пробьется, его затянет в вентиляцию и удалит из помещения. Если же в доме нет нормальной системы вентиляции и не принято хотя бы регулярно проветривать комнаты, проблемы со здоровьем возникнут и при отсутствии утеплителя.
Пенопласт применяют при производстве блок-комнат заводским способом и при изготовлении самодельных железобетонных панелей, используют при заливке ребристо-монолитных перекрытий и плитных фундаментов. Он идеален в качестве утеплителя в системах мокрого фасада, им же утепляют откосы оконных и дверных проемов, люки чердачных лестниц, колодцы и скважины, и многое, многое другое.
Коэффициент теплопроводности пенополистирола всего 0,035-0,040 Вт/(м·С) и по этому показателю он несколько превосходит минеральную вату и эковату (независимо от плотности), но уступает экструдированному пенополистиролу. Однако что в первом, что во втором случае, глобальной разницы обычный потребитель не заметит. Зато пенопласт с течением времени не увлажняется, не теряет исходный объем и не поддается усадке, что предотвращает появление мостиков холода. А именно усадка и повышение теплопроводности изолирующего контура является одной из главных проблем при утеплении другими материалами. Справедливости ради стоит отметить, что при соблюдении технологий все будет отлично и с остальными теплоизоляторами. Другое дело, что соблюдать эти технологии зачастую не считают нужным. Плюс, никакая, даже самая прочная базальтовая вата не предназначена для применения в монолитных перекрытиях, под стяжку или в фундаменте, в отличие от пенопласта.
Ну и важнейшее по нашим временам преимущество – цена вопроса. При более высоких параметрах энергосбережения и устойчивости к усадке, качественный пенопласт стоит значительно дешевле минеральной ваты (по некоторым позициям до трех раз). А также, дешевле ЭППС, который к тому же вообще не стоит применять в СФТК, что бы там не советовали производители и как бы его ни фрезеровали. Даже у фрезерованных листов или «пошорканных» вручную, адгезия низкая и по результатам испытаний отрыв всегда по клеевому слою, тогда как ППС еще надо умудриться отковырять от стены с солидным ее куском.
Не бывает идеальных во всех отношениях материалов, каждый специфичен и в чем-то выигрывает, а в чем-то и проигрывает другим.
Паропроницаемость – в системах фасадного утепления изначально никакие другие основания кроме ППС не рассматривались просто потому, что по соотношению цены и характеристик мокрый фасад по пенопласту оптимален. СФТК (системы фасадные теплоизоляционные композитные) с каменной ватой появились сравнительно недавно. И это вынужденная альтернатива, некий компромисс, когда ну очень хочется ставший уже почти классическим штукатурный фасад, а стеновой материал не допускает утепление пенополистиролом. Каменная вата достаточной жесткости и прочности сильнее уступает ППС по теплопроводности, но превосходит его по паропроницаемости. Так, пенопласт не рекомендуют применять по газобетону, плотностью ниже D400 и другим основаниям с подобной «пропускной способностью».
Прочность – пенопласт прочнее любых «ват», но его превосходит более плотный, прессованный ЭППС. Там, где нагрузки повышенные и имеет значение толщина, выбирают экструзию. Да, пенополистирол активно применяют даже при строительстве дорог федерального масштаба, правда, пока все больше за рубежом. Но ППС по прочности сопоставимый с ЭППС на порядок толще, что иногда критично, да и по стоимости будет практически сопоставим. Поэтому «зарывают в землю» обычно ЭППС (утепляют фундаменты и отмостки) облицовывают цоколи, а вот ребра УШП чаще формируют пенопластом.
Горючесть – тут что ЭППС, что ППС ни в какое сравнение не идут с базальтовой ватой, являющейся не просто негорючим, а барьерным материалом. По этой причине пенополистирол не используют в системах вентилируемого фасада и практически не применяют при утеплении деревянных перекрытий и мансардных крыш. Но хотя материал относят к группе горючести Г3, он является самозатухающим – то есть, не поддерживающим горение, так как содержит антипирены.
Еще одно мифическое свойство, приписываемое пенопласту – выделяемый при горении ядовитый дым. Якобы даже незначительное возгорание мгновенно отравит домочадцев, и никто не успеет спастись. В реальности продуктами горения пенополистирола являются углекислый и угарный газы, аналогичные тем, что сопровождают горение древесины. Повышенная же опасность связана не с составом дыма, а со скоростью его образования. Но учитывая, что внутреннее утепление встречается очень редко, так как наружное и эффективнее, и практичнее, сложно представить ситуацию, при которой дым от пенопласта повалит в комнаты. И еще сложнее представить, что пенопласт загорится сквозь слой базовой и декоративной штукатурки (СФТК на любом основании имеет класс пожарной опасности К0). Разве что это будет глобальная катастрофа, при которой не имеет никакого значения, из чего построен и чем именно утеплен дом.