Сравнение теплоизоляционных материалов 20-го и 21-го века

Автор Веселов В. В.
   Редактор Зобов С. В.    

**Вступление**

    Значительную роль в энергосбережении при эксплуатации зданий играют ограждающие конструкции, рассматривать которые необходимо во взаимосвязи с долговечностью и уровнем их теплоизоляции. Необходимость рассмотрения подобных аспектов возросла с повышением требований к тепловой защите зданий. Такие требования можно выполнить, используя современные эффективные утеплители.

    Так вот, эта статья являет собой краткое сопоставление между собой пенополистиролов, изготавливаемых по технологиям 20-го и 21-го столетий...

**О сравниваемых теплоизоляционных материалах**

    В настоящее время из органических теплоизоляционных материалов наибольшее распространение получили пенополистиролы. Этому способствовали его теплофизические характеристики - низкая теплопроводность и более высокое сопротивление воздухопроницаемости по сравнению с другими эффективными утеплителями, а также меньшие затраты на его производство.

    Стабильность теплофизических характеристик пенополистирола в условиях эксплуатации зависит от технологии его изготовления и совместимости с другими строительными материалами.

    Пенопласты на основе полистирола изготавливают прессовым способом (далее всюду ПС), беспрессовым способом (далее всюду ПСБ), экструзионным способом. Их теплопроводность находится в диапазоне от 0.026..0.032 Вт/(м*°С) - для экструзионного пенополистирола - и от 0.032..0.05 Вт/(м*°С) - для пенополистирола типа ПС и ПСБ.

    При беспрессовом способе (ПСБ) изготовления готовые гранулы пенополистирола вспучиваются и свариваются между собой в форме при нагревании водой или паром с температурой 80-100°С.

    Экструзионный пенополистирол, в частности плиты ЭКСТРОЛ™, получают путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента и последующим выдавливанием из экструдера.

    Фреоны и углекислый газ, применяемые для производства плит, относятся к группе озонобезопасных, нетоксичных и негорючих. После изготовления плит в ячейках происходит относительно быстрое замещение остаточного фреона окружающим воздухом.

    Сырьем для изготовления пенопластов марок ПС служат эмульсионный полистирол марки Б (в виде порошка) и порофоры, для изготовления пенопласта вида ПСБ - суспензионный, а для экструзионного - полистирол общего назначения, состоящий из отдельных гранул.

    При выборе теплоизоляционного материала необходимо сравнить такие параметры как: теплопроводность, водопоглощение, паропроницаемость - они должны быть как можно ниже, а прочность и долговечность - как можно выше.

**Пенополистирол (ПС и ПСБ)**

    Часто, на практике, озвучивается лишь срок эксплуатации теплоизоляционного материала на основе полистирола, но не оговариваются условия, при которых данный материал способен сохранить свои теплозащитные свойства.

    Однако, при эксплуатации на пенополистирол действует ряд факторов, ускоряющих естественный процесс деструкции пенополистирола. Ниже мы перечислим факторы, приводящие к быстрой утрате свойств теплоизоляционных материалов типа ПС и ПСБ, способных привести к полной деструкции материала задолго до окончания "гарантированного" срока.

    Влага.

    В среднем, каждый дополнительный процент влаги снижает коэффициент теплопроводности на 4 процента!

    В соответствии с ГОСТ 15588-86 "Плиты пенополистирольные. Технические условия" отечественным производителям марок ПСБ и ПСБ-С разрешается отгружать потребителям плиты с влажностью до 12 процентов.

    Таким образом, реальный коэффициент теплопроводности плит может оказаться на 40 процентов хуже показателя по ГОСТу, определенного в сухом состоянии.

    Жидкости, состоящие из органических соединений.

    Именно пенополистирол, как органический полимер, весьма чувствителен к воздействию жидкостей состоящий из органических соединений (от ацетона до бензина и керосина), а также паров этих жидкостей. Полное растворение в углеводородных жидкостях пенополистирола наступает в течение одной минуты. В парах углеводородных жидкостей полное разрушение пенополистирола происходит за несколько дней.

    Таким образом, такие ремонтно-отделочные работы как окраска, оклейка обоев, нанесение грунтовки или штукатурки, крепление отделочных деталей, зачистка, производимые с использованием веществ, основу которых составляют углеводородные жидкости, может привести к разрушению пенополистирола независимо от места, где производятся работы - снаружи или внутри помещения.

    Коэффициент смачивания у жидкостей, состоящих из органических соединений на порядок выше, чем у воды, и они благодаря капиллярным явлениям легко находят себе путь сквозь стену к наружному слою утеплителя из пенополистирола.

    Температура.

    При замораживании в холодные периоды года происходит деструкция стенок ячеек пенополистирола и межъячеечных связей.

    Пенополистирол (как и любой материал на основе органического полимера) подвержен термической деформации и распаду от определенного граничного температурного значения. Конкретно для пенополистирола это граничное значение термической деструкции составляет около 85°С

    В то же время температура поверхности штукатурной системы летом, из-за солнечного излучения может достигать 125°С.

    Следовательно, по причине только этого фактора, термоизоляционный слой из пенополистирола на южной стороне здания может быть утерян всего лишь за один летний сезон, если лето будет достаточно жарким и богатым на солнечные дни.

    Кстати, солнечные дни могут послужить причиной разрушения теплоизоляции из пенополистирола не только по причине нагрева материала. Пенополистирол активно разрушается ультрафиолетовым излучением.

    Кроме того, недостатком обычного пенополистирола является горючесть и выделение при этом отравляющих веществ.

    **Экструзионный пенополистирол**

    Теперь рассмотрим основные характеристика пенополистирола, изготавливаемого методом экструзии, или экструзионного пенополистирола (за основу взяты параметры плит ЭКСТРОЛ™). А также отличия экструзионного пенополистирола от пенопластов, применяемых в строительстве.

    Экструзионные пенополистиролы и, в частности, ЭКСТРОЛ™ обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным пенопластом, получаемым из вспенивающегося полистирола.

    Это, прежде всего, закрытая ячеистая структура, и вследствие этого, минимальное водопоглощение (менее 0,4 процентов). Этот материал, фактически, является барьером на пути движения воды и пара.

    Непрерывное отслеживание и контроль технических показателей и качества производимого материала обеспечивает стабильность технических характеристик. Процесс экструзии приводит к появлению многочисленных мелких, почти однородно распределенных, замкнутых ячеек, благодаря чему достигается высокая влагостойкость, очень высокая механическая прочность на сжатие и долговечные теплоизолирующие свойства.

    В отличие от пенопласта, материал со временем не напитывается влагой и не меняет своих теплотехнических характеристик. Благодаря этому теплоизоляционные свойства плит ЭКСТРОЛ™ выше, чем у пенопласта на 40-50 процентов. Это уже оценили строители и архитекторы.

    Больше того...! Плиты из экструзионного пенополистирола выпускаются толщиной от 20 до 100 мм. И при использовании плит толщиной 20 мм можно выполнить утепление ответственных конструкций с перекрытием швов (без мостиков холода) в два слоя при общей толщине теплоизоляции 40 мм (там, где это технологически необходимо).

    В свою очередь не каждый производитель пенопласта может обеспечить производства пенопластовых плит толщиной даже 50 мм. Минимальная толщина плит пенопласта у многих производителей составляет 70 мм.

    Плиты ЭКСТРОЛ™ и экструзионного пенополистирол других брендов обладают достаточно высокой химической стойкостью. Однако некоторые органические растворители (ацетон, этилацетат, нефтяной толуол и т. д.), средства для защиты древесины, каменноугольная смола и ее производные (креозол и т. д.) могут привести к размягчению, усадке и даже растворению плит, также как и пенопласта.

    Но при этом, если рассматривать эффективность применения того или иного утеплителя в зависимости от его технических показателей и эксплуатационного срока службы без потери свойств, то окажется, что экструзионного пенополистирола потребуется меньше, а срок службы такого материала будет более 50 лет.

    Если сложить затраты на строительство и эксплуатацию здания, то применение в качестве теплоизоляции экструзионного пенополистирола обходится значительно дешевле по сравнению с традиционными материалами, применяемыми для утепления. Именно поэтому, одним из современных материалов, с успехом использующийся в качестве наружной теплоизоляции является экструзионный пенополистирол.

    И он, совершенно, вне конкуренции в изоляции фундаментов, нагруженных конструкций. Да и намного превосходит традиционные материалы (включая пенопласт) в эксплуатируемых кровельных покрытиях, в конструкции мансард и в качестве несъёмной опалубки (для уменьшения числа технологических операций).

**Вместо Заключения**

    Конечно, эта статья не может претендовать на исчерпывающее сравнение теплоизоляционных материалов на основе пенополистиролов. Тем не менее она наглядно демонстрирует различия между строительными материалами 20-го и 21-го века...

возвратится к началу страницы