Проживание в загородном доме будет комфортным и безопасным лишь в том случае, если при его проектировании учтены современные тепло- и энергосберегающие технологии. Наиболее эффективный способ энергосбережения — хорошая теплоизоляция дома. Одним из наиболее перспективных теплоизоляционных материалов является пенополистирол.
«Его воздушество!»
Пенополистирол получают путём вспенивания полистирола, подвергая его термальному воздействию с применением газообразователя. В процессе изготовления вещество-газообразователь улетучивается и быстро разлагается в атмосфере, его место занимает воздух. В результате образуется равномерно вспененная масса отдельных гранул с замкнутой ячеистой структурой. Гранулы полистирольного пенопласта неоднородны по структуре, они имеют огромное количество тонкостенных микроячеек, что многократно увеличивает общую площадь соприкосновения с воздухом. В результате этого пенополистирольные плиты почти полностью состоят из воздуха (около 98%), что обусловливает их основные свойства.
Так как воздух обладает одним из самых низких показателей теплопроводности, то, соответственно, и плиты из пенополистирола имеют высокую теплосберегающую способность, превышающую характеристики большинства строительных материалов — дерева, кирпича и других.
До введения новых норм по теплоизоляции стен и покрытий, пенополистирол применялся в малом объёме, однако постановление Минстроя России от 11.08.1995 года о повышении требуемого уровня термического сопротивления ограждающих конструкций заставило строителей обратить внимание на новые виды теплоизоляции. К тому же правильность теплоэнергетической конструкции не только обеспечивает экономию энергии, но также позволяет защитить и само здание. Применение пенополистирольных плит в качестве теплоизоляции стен снижает затраты на материалы и увеличивает внутреннее полезное пространство здания — за счёт уменьшения толщины ограждающих конструкций. Себестоимость конструкций с полистирольным пенопластом на 15–20% ниже, чем с использованием других утеплителей.
Но не всё так просто — расчётные значения коэффициентов теплопроводности на практике приходится корректировать с учётом реалий конкретного строительства. Факторами снижения теплозащитных качеств пенополистирола являются его уплотнение и усадка. Значительные изменения теплотехнических свойств плит происходят и в результате нарушения технологического регламента при производстве строительных работ — применения несовместимых с пенополистиролом материалов (красок и мастик, содержащих летучие углеводородные соединения), вследствие чего на плитах появляются раковины и трещины. Поэтому для сохранения необходимого уровня теплоизоляции и повышения безремонтного срока пенополистирольных плит целесообразно расчётные значения коэффициентов теплопроводности дополнительно увеличить на 15–20%.
Влагопоглощаемость пенополистирольных плит существенно ниже, чем у самого популярного на сегодняшний день утеплителя — минеральной ваты. Кстати, по показателям теплопроводности пенопласт также значительно выигрывает.
Пенопластовые плиты впитывают всего доли процентов воды от своего объёмного веса. Вода, конечно, проникает в полости между гранулами пенопласта при помощи механизма капиллярной диффузии, но этот же механизм и выводит воду обратно. При повышенном гидростатическом давлении гранулы плит могут разрушаться, а это ведёт к росту водопоглощения, поэтому в таких случаях необходимо использовать специальные покрытия.
С пористой, ячеистой структурой полистирола связаны и такие акустические свойства пенопласта, как звукоизоляция и шумопоглощение. Понятно, что с увеличением толщины слоя пенопласта шумопоглощающие и звукоизолирующие свойства многократно возрастают. Также при утеплении с помощью пенопласта не требуется дополнительной ветрозащиты.
Несмотря на невысокую плотность пенополистирольных плит, они имеют достаточно высокую прочность на сжатие и растяжение. Очевидно, что прочность зависит от толщины плиты, правильности укладки и условий эксплуатации. Основные показатели характеристик пенополистирольных плит зависят от фактической плотности готового материала. Значение плотности, кстати, определяет марку пенополистирольной плиты.
Пенополистирольные плиты без труда обрабатываются при помощи бытового ножа или мелкозубчатой ножовки, что значительно упрощает работу с ними. Пенопласт легко крепить с помощью монтажных приспособлений, приклеивать клеем или цементным раствором. Пенополистирольные плиты имеют небольшой вес, то есть подъём плит на высоту возможен без дополнительных механизмов. Это позволяет уменьшить расходы при строительстве и сократить сроки монтажа. Используя в работе пенополистирол, не требуется применять средств защиты: он не ядовит, не имеет запаха, не выделяет пыль при обработке, не вызывает раздражения кожи.
Пенополистирол нетоксичен, контакт с ним не представляет опасности для человека и животных. Гранулы полистирольного пенопласта состоят из углерода и водорода, что обеспечивает высокую экологическую чистоту материала — полистирольный пенопласт используется в качестве упаковки для пищевых продуктов и изготовления детских игрушек. Экологическая чистота пенополистирола подтверждена заключением Московского НИИ Гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана.
Несмотря на то, что пенопласт не поддерживает горения и при исчезновении источника повышенной температуры затухает, даже введение антипиренов не сохраняет его от сгорания при пожаре. Пенопластовые плиты всегда необходимо защищать от воздействия открытого огня, поэтому они обшиваются или штукатурятся. Однако главная опасность для конструкций стен заключается не в низкой огнестойкости пенополистирола, а в его низкой теплостойкости. При температуре +80–90 0° C в пенополистироле начинают развиваться процессы термической деформации.
Пенополистирол проявляет устойчивость к различным биологическим и химическим воздействиям. Поскольку пенопласт — синтетический продукт, микроорганизмы и животные не используют его в пищу, он не является питательной средой для грибков и бактерий. К воздействию каких-то веществ (спиртов, различных солевых, мыльных растворов, водорастворимых красок) пенополистирол обладает высокой устойчивостью, но реагенты, входящие в состав многих красок (бензин, ацетон, уайт-спирит и толуол) довольно быстро разрушают материал.
Пенополистирольные плиты подвержены воздействию грызунов и муравьев. Этот факт следует учесть при эксплуатации и преградить доступ к пенопласту, используя специальные защитные материалы.
Что касается срока службы пенополистирольных плит, то отсутствие единой официально утверждённой методики определения долговечности пенополистирола оставляет этот вопрос открытым. Производители заявляют сроки в пределах от 13 до 80 лет. Но более реальным считается срок службы в 50 лет. При этом не исключается возможность более длительной эксплуатации теплоизоляции при некотором ухудшении физических свойств. Лабораторное моделирование критериев воздействия (замораживание — оттаивание) не в полной мере соответствует процессам, оказывающим влияние на ускорение процесса естественной химической деструкции в реальности. Изоляционный слой имеет склонность к оседанию и даже разрушению при знакопеременных температурных воздействиях. На технические характеристики материала и срок его службы влияют воздействие кислорода, содержащегося в воздухе, различные газы, образующиеся в помещении в результате деятельности человека или производственных процессов. В связи с этим рекомендуется при устройстве наружных ограждающих конструкций зданий обеспечивать лёгкий доступ к плитам из пенополистирола для их замены.
Коробочка из пенопласта? Дом!
Вышеперечисленные свойства пенополистирола обуславливают область его применения в строительстве. При утеплении стен пенополистирольные плиты либо укладываются в полость стены с небольшим зазором между внутренней и наружной частью стены, либо крепятся непосредственно к внутренней или наружной поверхности. При размещении теплоизоляции в полости стены плиты укладываются в пространство, образованное облицовочной кладкой и несущей стеной. Снаружи пенополистирол закрывают разными материалами — плиткой, кирпичом, штукатуркой и т. п. Все резкие изменения температуры окружающей среды воспринимаются утеплителем, и поэтому стена не испытывает негативного разрушающего воздействия и не происходит тепловых потерь — этим и обеспечивается эффективная теплоизоляция дома.
Пенопласт применяют для теплоизоляции кровель. В случае устройства «тёплой» крыши она покрывается пенополистиролом, на поверхность которого укладывается гидроизоляция, а для создания вентилируемой полости, предотвращающей конденсацию водяных паров, пенопласт укладывается на тыльную сторону крыши (вентилируемая кровля).
Применение пенопластовых плит в полах и межэтажных перекрытиях служит эффективным средством для их теплоизоляции и снижения передачи ударного шума и вибрации. При теплоизоляции пола плиты пенополистирола укладываются на любую подготовленную поверхность, армируются сеткой, после чего наносится цементно-песчаная стяжка.
Пенополистирол незаменим, когда надо утеплить подземные части зданий, фундаменты, стены подвала, цокольный этаж, где применение других видов теплоизоляции недопустимо вследствие капиллярного поднятия грунтовых вод, и предохраняет гидроизоляцию от вредного воздействия окружающей среды. Плиты пенополистирола укладываются вдоль фундамента и засыпаются. В некоторых случаях необходима дополнительная гидроизоляция. При такой конструкции бетонная стяжка одновременно является фундаментом и основанием пола.
В последнее время пенопласт даже применяется как альтернатива гипсокартону. Из пенополистирольных плит делают арки и ниши, различные декоративные элементы. Покрытый несколькими слоями штукатурки материал становится твёрдым, а для работы с ним не требуется опытный специалист. Тем более, что обычный гипсокартон раз в 7 тяжелее пенопласта, имеет худшие показатели изолирующих свойств и поглощает воду (водонепроницаемый гипсокартон стоит значительно дороже).
Всегда ли нужна экструзия?
Аналогом (по сфере применения) и своеобразным конкурентом для пенополистирола является экструдированный пенополистирол, который получают методом экструзии — гранулы полистирола смешивают при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента и последующим выдавливанием из экструдера. Этот метод позволяет получить материал с равномерной структурой, то есть плиты имеют однородную структуру из герметичных ячеек. Экструдированный пенополистирол имеет низкий коэффициент водопоглощения и высокую прочность. Он, в отличие от пенополистирола, пригоден для использования под высокой нагрузкой. Однако нередко для загородного строительства такие характеристики невостребованы, особенно на фоне стоимости этого материала. Кроме того, технология изготовления плит ограничивает диапазон геометрических размеров.
Иначе говоря, каждое теплотехническое решение предъявляет к теплоизоляционному материалу набор специфических требований, зависящих от условий его эксплуатации. В соответствии с этими требованиями и осуществляется выбор типа материала, а в нашем случае — выбор конкретной марки пенополистирола.
Текст: Эдуард Доминов
«Загородное строительство» № 10 (50), октябрь 2009 г.
Похожие статьи:
- Полистирол в строительстве — это перспективно!
- Дома из полистиролбетона: герой нашего времени, или как в три раза уменьшить трудозатраты
- Несъёмная пенополистирольная опалубка. Полумеры или полимеры?
- Тёплый дом из современных блоков