Содержание
Что такое пенопласт
Вначале уточним терминологию. Название «пенопласт» можно отнести к группе вспененных ячеистых пластмассов или газонаполненных полимеров, куда относятся, например, пенополиуретан, о котором мы писали в статье «Раскрываем секреты пенополиуретана как теплоизолятора для стен, изучаем его достоинства и недостатки», а также поропласт, пенополиэтилен вспененный, синтетический каучук и другие. Здесь мы будем говорить исключительно о пенополистироле.
Пенопласт – пенополистирол, или ППС, имеет много положительных характеристик, таких как приемлемая цена при достаточно низкой теплопроводности, легкость в обработке и монтаже, малый вес материала и т. д. Но этот материал наделяют и рядом отрицательных свойств: возможностью выделения токсичных веществ в воздух при возгорании, способностью к постепенному разложению под воздействием кислорода, находящегося в воздухе, перепадов температуры и в этой связи с низкой долговечностью и т. п. Мы подробнее коснемся всего этого ниже и поможем читателю самому составить объективную оценку свойствам ППС и оценить возможности использования пенопласта для утепления.
Промышленное производство пенопласта, или пенополистирола, началось в середине прошлого века. Этот материал получил применение во многих областях человеческой деятельности – в качестве удобной упаковки для различных бытовых товаров и промышленного оборудования, продуктов питания, термоизоляции холодильных установок и т. д. Во второй половине прошлого века пенопласт получил широкое распространение в качестве теплоизоляции в ограждающих строительных конструкциях.
Пенополистирол можно подразделить на два основных типа:
Беспрессовый метод производства пенополистирола был разработан технологами химической компании BASF в Германии в 50-х годах XX века и с того времени практически без изменений применяется при выпуске пенопластовых изделий. Технологическая линия выпуска пенопластовых плит для строительства включает в себя генератор водяного пара, производящий пар температурой до 170 °C, предвспениватель, бункер вылеживания, блок-форму, устройство для резки пенопластовых блоков.
Исходным сырьем для производства изделий из пенопласта служит суспензионный полистирол в виде мелких гранул размером 0,5—1,5 мм. Выбор исходного сырья, его качество и размер гранул имеет значение для производства конечной продукции. Из полистирола с мелкими гранулами производятся пенопластовые плиты большей плотности, кроме того, в исходное сырье могут быть добавлены антипиреновые добавки, которые увеличивают противопожарную стойкость утеплителя.
Процесс производства пенопластовых плит состоит из последовательного выполнения следующих операций:
Пенопластовые плиты должны соответствовать ГОСТ 15588-86 (ред. 1987 г.) «Плиты пенополистирольные», в котором установлены требования к эксплуатационным характеристикам, размерам, условиям транспортировки и хранения.
Свойства пенопласта для наиболее распространенных марок ПСБ покажем в таблице:
[table id=212 /]
Технология производства экструдированного пенополистирола (ЭППС) отличается от способа изготовления обычного ППС наличием специального агрегата – экструдера, в котором происходит расплавление исходной массы полистирольных гранул до вязко-текучего состояния под давлением. В качестве вспенивателя при этом используется углекислый газ. Далее эта масса продавливается через щелевидные фильеры, где она уплотняется и принимает нужную форму, в результате образуется длинная лента утеплителя, которую затем нарезают на плиты нужной длины.
Усовершенствованная технология позволяет получать утеплитель, обладающий лучшими характеристиками. ЭППС обладает большей плотностью, прочностью, меньшей теплопроводностью и другими улучшенными качествами по сравнению с ПСБ за счет более цельной микроструктуры, образованной воздухонаполненными ячейками меньшего размера с непроницаемыми стенками размером 90—140 мкм и более плотно скрепленных между собой.
Отличия характеристик ПСБ и ЭППС можно посмотреть в следующей таблице:
[table id=213 /]
Применение пенопласта в качестве утеплителя стало возможно благодаря его структуре. Если рассмотреть срез пенопластовой плиты под микроскопом, то можно увидеть, что этот материал состоит из пористых гранул, склеенных между собой. Воздух, наполняющий гранулы, в конечном продукте составляет большую часть объема – до 98 %, что и придает пенопласту легкость и высокие теплозащитные свойства.
Пенополистирол, применяемый в строительстве, обладает следующими положительными свойствами:
Есть и ряд недостатков:
Самый известный случай с множеством жертв, отравившихся продуктами горения, – это пожар в ночном клубе «Хромая лошадь» в Перми, где загорелся подвесной потолок из пенопласта. Нормативы по пожарной безопасности прямо запрещают использование материалов с такой группой горючести, как пенопласт, на путях эвакуации и в местах, где возможно массовое скопление людей — в жилых дома и общественных зданиях, развлекательных заведениях, ресторанах, кафе и т. п. В случае с пожаром в ночном клубе пенопласт был использован в качестве звукоизоляции, что неправильно, так как этот материал для шумоизоляции не применяется. Какие материалы можно использовать для звукоизоляции, можно прочитать в статье «Как сделать звукоизоляцию стен квартиры в многоэтажных домах из кирпича, газобетона, панелей, блок-комнат современными материалами».
Использование пенопласта для утепления малоэтажных частных домов не регламентируется противопожарными нормами, но в случае, когда приходится утеплять стены изнутри, следует предусмотреть покрытие утепляющего слоя материалами, имеющими высокую степень огнестойкости, например, оштукатуриванием по сетке или обшивкой гипсокартонными листами. Эти материалы на определенное время могут защитить утеплитель от пламени при пожаре и предохранят от выделения токсичных веществ в воздух из слоя утеплителя.
Мы уже писали о принципе конструирования наружных многослойных стен в статье «Точное определение понятия «Точка росы» с универсальными расчетами по формулам и калькулятору», согласно которому паропроницаемость материалов в ограждающей конструкции, состоящей из нескольких слоев, должна повышаться в направлении изнутри наружу. Это позволяет водяным парам, которые накапливаются в воздухе внутри за счет свободного газообмена, выходить через стены наружу, поддерживая нормальный микроклимат в помещениях. Если же в составе стены имеется паронепроницаемый слой, как в случае с пенополистиролом, то водяные пары будут ввести себя по-разному — в зависимости от расположения слоя.
Когда утепление дома пенопластом производится изнутри, водяные пары будут переувлажнять воздух в помещении, создавая некомфортные условия, и при близком нахождении точки росы к внутренней поверхности будут стремиться конденсироваться в местах стыков внутренних и наружных стен, на углах и откосах оконных проемов. Если слой утеплителя расположен снаружи стены или внутри нее, как в случае трехслойной каменной кладки, то водяные пары будут проникать в стену и насыщать ее до границы расположения утеплителя. Насыщение влагой любой строительной конструкции нежелательно, так как при постоянном увлажнении вызывает множество негативных последствий – повышенную коррозию, снижение эксплуатационных качеств и разрушение материала.
Все вышеописанные процессы происходят не одномоментно, а в течение продолжительного времени, на протяжении смены времен года, и характер этих процессов сильно зависит от климата в регионе, где построено конкретное здание. Если осенне-зимний период короткий, как в южных регионах России, то увлажнение стены будет незначительным. И за время длительного весенне-летнего периода влага из стены будет испаряться внутрь помещения, не нанося большого ущерба. Если же дом построен в северных регионах, то последствия насыщения влагой стены могут быть более опасными для конструкции.
В любом случае следует правильно рассчитать толщину всей конструкции наружных стен и толщину теплоизоляции, так, чтобы точка росы при самых неблагоприятных условиях находилась в пределах утеплителя, тогда можно избежать всех неприятных последствий от увлажнения конструкций.
Если производится утепление дома пенопластом своими руками снаружи или в составе трехслойной конструкции, то лучший способ защиты стен от насыщения водяными парами — это покрытие стен изнутри пароизоляционной пленкой с последующей отделкой гипсокартоном. В этом случае пары из воздуха не будут проникать в стены, но тогда будет повышаться влажность воздуха внутри помещений. Для решения этой проблемы следует оборудовать дом системой принудительной вентиляции с функцией осушения воздуха.
Пенопласт ПСБ в зависимости от плотности используется в строительстве в следующих целях:
Как мы видим, ЭППС обладает значительно лучшими свойствами по всем показателям, что позволяет применять этот материал при устройстве конструкций, в которых использование обычного пенопласта ПСБ недопустимо:
Утепление фасада пенопластом, технология которого подробно разработана в техническом документе «Типовая технологическая карта на устройство утепления фасадов зданий с последующей отделкой по технологии «мокрый фасад», наиболее полно учитывает положительные и отрицательные свойства этого материала и состоит в поэтапном выполнении следующих работ:
Все работы по устройству армированного слоя, оштукатуриванию и окраске следует производить в теплый период в диапазоне температур в 5–25 °С в отсутствие дождя и в безветренную погоду.
Технология утепления стен пенопластом, сооруженных из других материалов и другими способами, например, трехслойных кирпичных стен или с помощью конструкции вентилируемого фасада практически не отличается от технологии утепления с помощью каменной ваты, описанной нами в статье «Экспертный анализ свойств базальтового утеплителя с подробными инструкциями выполнения работ этим материалом» в разделах «Устройство вентилируемых фасадов» и «Утепление многослойных стен».
Утепление стен деревянных каркасных домов не представляет большой сложности и легко выполняется своими руками. Пенопластовые плиты вставляются в пространство между стойками каркаса, обтягиваются изнутри пароизоляционной, а снаружи влаговетрозащитной пленками, затем обшиваются изнутри плитами ОСП, снаружи элементами фасадной облицовки.
Утепление стен бревенчатых срубов, деревянных домов из профилированного или клееного бруса пенополистиролом нежелательно в связи с его паронепроницаемостью. Древесина является природным, «дышащим» материалом, который благодаря высокой проницаемости для водяных паров обеспечивает наиболее благоприятный микроклимат в помещениях.
Если создать непроницаемый барьер за счет утеплителя, то внутри будет не комфортно из-за повышенной влажности. Кроме того, древесина сама по себе имеет высокие теплоизолирующие свойства, поэтому если правильно подобрать диаметр бревна или толщину бруса в соответствии с местными климатическими условиями, то никакого дополнительного утепления не потребуется.
Утепление стен из газобетонных, керамзитобетонных и других блоков из легкого и ячеистого бетона выполняется по вышеописанной технологии «мокрый фасад», либо в составе трехслойных стен с облицовкой кирпичом, или по технологии устройства вентилируемого фасада. При этом надо помнить о паропроницаемости. Так как легкобетонные блоки обладают повышенной паропроницаемостью вследствие их высокой пористости, следует защитить их от насыщения влагой из помещений с помощью пароизоляционной пленки, которой нужно обтянуть стены изнутри и затем скрыть под отделкой.
По мнению экспертов портала, при использовании пенополистирола в качестве утеплителя нужно учитывать все его как положительные, так и отрицательные свойства. В особенности следует принять во внимание его пожароопасность и паронепроницаемость. Для минимизации отрицательных свойств материала необходимо:
В случае выполнения всех требуемых норм утеплитель пенопласт или пенополистирол может прослужить весь заявляемый срок эксплуатации, не теряя теплозащитных качеств.