Пенополистирол – один из самых распространенных теплоизоляционных материалов, имеющий газонаполненную структуру и производящийся из полистирола и его составных.
На сегодняшний день этот утеплитель, не смотря на то, что появился сравнительно недавно, успел завоевать всеобщее признание. Он используется для утепления домов, лоджий, гаражей и много еще чего. Объясняется это тем, что у пенополистирола есть множество преимуществ. Остановимся на них подробнее.
Достоинства пенополистирола
Действительно, пенополистирол на фоне многих других утеплительных материалов выглядит довольно выигрышно. Объясним, почему это происходит.
Плохо пропускает тепло. Это позволяет оставлять его внутри помещения.
Не боится влаги. Даже если в течение нескольких дней пенополистирол будет находиться под дождем, он останется совершенно сухим.
Несмотря на искусственное происхождение, позволяет утепленному строению или конструкции дышать;
Не подвержен гниению и не поражается грибком.
Может послужить отличным звукоизолятором, так как хорошо приглушает звук, cо временем материал сохраняет свой прежний вид: не деформируется и не разрушается, не радиоактивен.
Конечно, как и у любого строительного материала, у пенополистирола есть некоторые недостатки. К счастью, их не так уж и много.
Недостатки пенополистирола. На что нужно обратить внимание
Боится некоторых растворителей. К их числу можно отнести бензол или дихлорэтан.
Пористый материал могут повредить грызуны. В нем они могут проделывать небольшие дыры и строить ходы.
Горюч. Впрочем, на сегодняшний день производители пенополистирола решили и эту проблему. Они обрабатывают его специальными противогорючими растворами. Такие экземпляры легко отличаются от обычных: на них нанесена специальная маркировка.
Это основные минусы и нюансы, на которые следует обратить или заострить внимание. Как видите, недостатков не так уж и много. Стоит отметить, что пенополистирол пользуется спросом и за счет невысокой отпускной цены.
Еще один немаловажный плюс, утеплить пол или стены данным материалом достаточно просто. Для этого не требуется специальных знаний или навыков. Получается, можно изрядно сэкономить на услугах строительной бригады.
Добавим, выпускается пенополистирол в виде листов. Их размер может быть разным, например, 60:120 или 50:100.
Пенополистирол - это материал белого цвета, используемый для теплоизоляции. Он на 90% состоит из воздуха, который находится в микроскопических клетках-капсулах с очень тонкими стенками. Их масса и представляет собой вспененный полистиролом. В состязании с иными теплоизоляционными материалами пенополистирол показывает отличные результаты по многим параметрам безопасности - пенополистирол используется даже для упаковки продуктов питания.
Технология производства
Для всех типов изоляции из полистирола сырьем является гранулированный полистирол. Химически активный агент вспенивания применяется, чтобы образовывались своеобразные ячейки.
Весь технологический процесс изготовления имеет такие поочередные этапы:
- В специальный бункер засыпается пенополистирол в виде гранул. Там пенополистирол (гранулы) раздувается и становится шарообразным штучным материалом. Если надо получить теплоизолятор меньшей плотности, но вспенивание повторяется несколько раз. С каждым повторением размер шариков становится больше, а фактическая удельная масса материала уменьшается.
- Вспененные гранулы помещаются в специальный бункер, где они находятся от 12 до 24 часов. За это время давление в шариках стабилизируется. Если пенополистирол производят методом суспензионной полимеризации, то на этом этапе также проводится сушка шариков.
- После окончания и выдержки этих технологических процессов, шарики помещают в формовочный агрегат. В нем формируется пенополистирольный блок под действием горячего воздуха. Гранулы склеиваются друг с другом, потому что зажаты в специальной форме. Только после охлаждения пенополистирол извлекается из пресс-формы.
- Завершающий этап - резка готового материала по заданному размеру. Потому что формы, как правило, имеют внушительные размеры. Но перед этой резкой пенополистирол (блок) хранится в покое в течение суток. Потому что под воздействием пара в блоке собирается влага, которая может помешать резке (будут образовываться надломы и вмятины).
Это важно! Всего есть два основных метода, как производят пенополистирол: суспензионная полимеризация и поляризация в массе.
Суспензионная полимеризация
В первом случае процесс базируется на неспособности воды растворять виниловые полимеры. На этапе вспенивания гранулы засыпаются в автоклавы, заполненные деминерализованной водой. Гранулы находятся под постоянным давлением и равномерным подъемом температуры. Вспененный пенополистирол извлекается вместе с водой, и уже в центрифуге отделяется от нее, после чего проходит стадию сушки.
Постоянное промешивание гранул полимера внутри реактора является основным преимуществом данной технологии производства. За счет этого идет эффективное распределение и отвод тепла, что в будущем увеличивает время, в течении которого пенополистирол можно хранить без ущерба для его структуры.
Полимеризация в массе
Когда пенополистирол производится таким способом, вода не используется. Процесс проходит при высоких температурах. Когда расплавлено 80-90% исходного стирола, полимеризация считается завершенной. Возможность отвода тепла при таком производстве отсутствует. Полистирол имеет меньший срок хранения.
Пенополистирол: основные свойства
Теплопроводность
Пенополистирол способствует сохранению тепла, потому что начинка этого материала - воздух. Он имеет маленькие показатели теплопроводности. Конкретные цифры будут в разы ниже, чем, к примеру, у дерева, керамзита или кирпича, других строительных материалов.
Такой показатель теплопроводности является залогом хорошего уровня энергосбережения. Полистирол, используемый в процессе строительства, позволяет при эксплуатации здания значительно экономить на отопление. Пенополистирол используется также для защиты трубопроводов от промерзания, что увеличивает их срок эксплуатации.
Водонепроницаемость
По структуре пенополистирол является гигроскопичным материалом, а значит, он не впитывает в воду, не растворяется в ней и не набухает при взаимодействии с влагой. Но при капиллярной диффузии вода может проникать в полости между гранулами (хотя, ее количество будет незначительным, около 1,5% по отношению к общему весовому объему плиты). Этот же механизм позволяет выводить влагу из описываемого материала с сохранением всех свойств, которым обладает пенополистирол.
Если соблюдать правила укладки пенополистирола при строительстве, то можно избежать возникновения конденсата в будущем. Устойчивость к влиянию влаги позволяет использовать пенополистирол для утепления фундаментальных конструкций.
Устойчивость к химическим и биологическим факторам
На воздействие большинства бытовых химических веществ пенополистирол не реагирует. К примеру, при длительном взаимодействии с солевыми растворами полистирол сохранит все свои первоначальные свойства. То же касается использования мыла и отбеливающих веществ, даже хлорной воды. Кислоты (за исключением уксусной, концентрированной азотной кислоты) негативного влияния на пенополистирол не оказывают.
Воздействию микроорганизмов пенополистирол не подвержен, он не станет средой для развития грибков и не «позволит» на себе расти плесени.
Прочность
Пенополистирол имеет относительно небольшую прочность. Но к плюсам материала относится высокая прочность на сгиб и сжатие. Данный показатель во многом зависит от толщины плиты и то того, насколько правильно пенополистирол уложен.
Звукоизоляций
Пенополистирол может поглощать шум и преобразовывать звуковую энергию в тепловую энергию. Пенополистирол обладает отличными звукоизоляционными качествами, которые обеспечивает ячеистая структура. Чтобы обеспечить хорошую звуковую изоляцию в помещение достаточно использовать плиту толщиной всего 2-3 сантиметра.
Долговечность
Если правильно использовать пенополистирол, то плиты сохранят физические качества в течение длительного времени. Они способы долго сохранять свою форму, механические и теплофизические свойства.
Это интересно! Минимальный температурный предел для материала составляет минус 180 градусов Цельсия, а максимальный - плюс 80 градусов Цельсия.
Устойчивость к горению
Пенополистирол подвержен горению. Но процесс горения не будет поддерживаться, если отсутствует прямое соприкосновение материала с пламенем. Загоревший ся материал без очага пламени просто потухнет за несколько секунд.
Из средних температурных показателей понятно, что пенополистирол устойчив к высоким температурам. Самовозгорание плит происходит при температуре в плюс 491 градусов Цельсия. Это в два с половиной раза больше, чем температура возгорания бумаги и почти в два раза больше, чем температура возгорания древесины.
Распространенные виды пенополистирола:
- Полистирольные пенопласты (могут быт беспрессовыми или прессовыми). Беспрессовой пенопласт представляют себе многие, потому что именно в него упаковывают телевизоры, холодильники и другую технику. Из-за большого расстояния между гранулами в материал этого вида может проникать влага.
Прессовой пенополистирол по теплоизоляционным и внешним свойствам мало отличается. Но за счет того, что гранулы крепче сцеплены, его сложнее сломать или раскрошить.
- Экструдированный пенополистирол. Имеют мягкую и однородную ячеистую структуру. Состоит из закрытых ячеек, поэтому считается лучшим видом полистирольных пластмасс.
Области применения
Отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойств, простота в обработке и переработке, а также доступная стоимость делают пенополистирол распространенным материалом для многих сфер деятельности человека. Часто пенополистирол применяется для упаковки товаров и оборудования, продуктов питания. Также из него производят одноразовую посуду, гасители энергии в автомобильной промышленности и даже объемную наружную рекламу.
Часто пенополистирол используются для термоизоляции холодильного оборудования в промышленности из-за угрозы пыления. Также пенополистирол применяют в термоизоляции дорожного полотна. Из него даже можно делать ульи!
Широкое распространение и применение описываемый материал получил в строительстве - его используют как конструкционный и теплоизоляционный материал. Чаще всего проводится именно наружное утепление частных домов, многоквартирных зданий или даже производственных помещений. Из-за некоторых особенностей материала для внутреннего утепления он не подходит (хотя при соблюдении определенных технических требований возможно и такое использование). За счет того, что данный строительный материал прост в монтаже, его могут использовать даже непрофессиональные строители при частном возведении или утеплении зданий.
Плюсы и минусы
К плюсам материала относятся все его свойства, которые подробно описаны в этой статье выше. Он не пропускает тепло и звук, является влагостойким материалом, устойчив ко многим химическим и биологическим компонентам. Но, как и все, что используется в строительстве, у данного вида пенопласта есть также свои минусы:
- Стирол - основной компонент материала, может выделять вредные химические вещества. Поначалу они безвредны для человека, но, накапливаясь с годами, начинают повышать температуру в помещение (особенно, в сильную жару). Это сказывается на самочувствии жителей утепленного дома.
- Может впитывать воду, хотя и в очень маленьких количествах. Скапливаясь годами, влага может постепенно разрушать материал.
- Механическая прочность этого вида пенопласта невысока, поэтому при использовании его для укладки фундамента, к примеру, требуется дополнительная защита в виде специальных щитов.
- При пожаре в продуктах сгорания содержится много ядовитых веществ. Но тут надо помнить, что этот пенопласт горит только при прямом контакте с огнем, если его нет, что очаг возгорания потухает самостоятельно.
Если знать все характеристики этого вида пластмассы, правильно применять ее в тех сферах, где это действительно оправдано, она принесет пользу и на «отлично» справиться с возложенными на нее задачами.
Не стоит забывать о возможных негативных последствиях использования данного материала, поэтому при принятии конечного решения всегда надо тщательно взвесить все «за» и «против».
Пенопласт стал достаточно популярным материалом для утепления зданий. Он обладает высокой эффективностью и доступен. Но перед покупкой материалов и началом строительных работ стоит изучить плюсы и минусы утепления пенопластом.
Преимущества материала
Теплоизоляция здания с использованием пенополистирола (второе название пенопласта) имеет следующие положительные стороны:
- Невысокая стоимость. По сравнению с другими теплоизоляционными материалами рассматриваемый будет стоить недорого, а купить его можно практически в любом магазине.
- Хорошие теплоизоляционные показатели. Утепление пенопластом дает такой же эффект как популярные минеральная вата и Пеноплекс. Коэффициент теплопроводности у всех этих материалов схож.
- Простота использования. Материал легко режется. Работать с ним можно без использования специальных инструментов или защитной одежды. Кроме того, утеплитель легко крепится на клей и специальные грибки.
- Небольшой вес и размеры. Перевозка пенополистирола не станет проблемой. Материал легко транспортировать самостоятельно. Такой вариант позволяет снижать расходы на утепление.
Плюсы, по которым стоит утеплять дом пенопластом, на этом не заканчиваются. Материал не представляет опасности для человека. Использовать его можно как изнутри, так и снаружи. Но при применении стоит помнить о недостатках. Минусы представлены далее.
Минусы пенопласта
Прежде чем утеплять дом пенопластом, стоит решить, перевешивают ли плюсы недостатки которых у материала не мало. Среди них есть те, которые препятствуют использованию теплоизолятора для определенных конструкций и зданий. Минусы выражены следующими факторами:
- Нельзя утеплять пенопластом конструкции, где материал подвергается серьезным нагрузкам. Он обладает низкой прочностью и разрушается при сильных воздействиях. Строя дом, можно использовать материал там, где он надежно защищен от нагрузок. Например, можно крепить его на потолок изнутри помещения.
- Пенопласт разрушается при одновременном воздействии влаги и отрицательных температур. Поэтому использование материала для утепления подвала или цоколя недопустимо.
- Пенополистирол относится к группе горючих материалов. Частное здание им изолировать можно на свой страх и риск. Но использование для зданий общего пользования снаружи и изнутри может быть ограничено. Если дом проверяется официальными службами, они просто не позволят сдать в эксплуатацию здание с нарушениями пожарной безопасности.
- Полистирол практически не пропускает воздух. Утеплять деревянный дом пенопластом можно, но стоит помнить, что при этом он потеряет практически все свои плюсы. Часто строительство из дерева выбирают по причине того, что этот материал «дышит». При этом в помещении создается комфортный микроклимат. Пенополистирол перекрывает движение воздуха.
Утепляя пенопластом деревянный дом, стоит помнить о надежной защите его от плесени и грибка. Для этого необходимо между стеной и утеплением оставить прослойку для свободной циркуляции воздуха. Такой вариант позволит отводить влагу от конструкции. Чаще всего так выполняют утепление изнутри. Устраивать воздушную прослойку снаружи не требуется.
Область применения
Учитывая ранее указанные недостатки, можно подобрать применение пенопласту без ущерба для здания. Утепление полистиролом деревянных зданий (если оно требуется) лучше выполнять изнутри, чем снаружи. Так получится защитить материал от разрушения, а здание от размораживания. Разумнее применять паронепроницаемый материал в каменных зданиях (кирпич, бетон), но при крайней необходимости можно изолировать и деревянный.
Каменные и блочные здания можно и нужно утеплять снаружи. А вот утеплять деревянные дома с наружной стороны пенопластом не рекомендуется.
Утепление перекрытий
При использовании изнутри основной областью применения становится потолок. Укладка в конструкцию пола также возможна. Но при проведении работ следует учитывать прочность материала.
- Первый вариант использования распространен для бетонных перекрытий. В этом случает утеплитель укладывается под цементно-песчаную стяжку. Для предотвращения проминания пенопласта, стяжку делают армированной толщиной примерно 50 мм. Для усиления используют специальные сетки с арматурой диаметром от 3 до 6 мм.
- Второй вариант применим для зданий с деревянными и бетонными перекрытиями. В первом случае утеплитель укладывается в потолок или пол между балками. Во втором случае придется сделать деревянный каркас, между лагами которого монтируется пенопласт. В этом случае пирог перекрытия увеличивается, съедая полезную высоту помещений.
Крепить пенопласт на потолок можно также двумя способами. По каркасу или без него. Выбор способа зависит от того, из какого материала изготовлен потолок и технических возможностей.
Утепление потолка пенопластом Утепляя потолок, стоит помнить о гидроизоляции и пароизоляции. Шарики полистирола не боятся воды, но влага может скапливаться между ними. О таком свойстве производители обычно умалчивают. Потолок в этом случае должен содержать следующие слои (они перечисляются снизу вверх, со стороны теплого помещения):
- материал, которым обшивается потолок;
- пароизоляция, необходимая для защиты утеплителя;
- утеплитель;
- конструкция перекрытия;
- гидроизоляция (иногда монтируется поверх перекрытия);
- пол следующего этажа.
Утепление потолка дома (чердачное перекрытие) При необходимости утеплить пол, пароизоляцию также укладывают снизу, а гидроизоляцию сверху. Важно запомнить, что первая всегда располагается со стороны теплого воздуха, а вторая со стороны холодного.
Утепление стен
Также пенопласт активно используется для теплоизоляции стен домов с внутренней стороны. В этом случае также требуется паро – и гидрозащита. При выполнении внутренней отделки стоит оставить небольшой зазор между ней и теплоизолятором для устранения осевшего пара.
Но важно помнить, что пенопласт - не самый лучший вариант для стен. Он обладает крайне низкой воздухопроницаемостью, поэтому может создавать в помещении эффект парника. В этом случае придется позаботиться об устройстве дополнительной принудительной вентиляции (что стоит дорого).
Исходя из всего вышесказанного можно обобщить: пенопласт является недорогим материалом, чтобы защитить дом, с внушительным списком недостатков. Применять его разумнее для перекрытий, чем для стен. В деревянном здании по возможности лучше использовать паропроницаемую минеральную вату.
Полимерные утеплители действительно самые эффективные теплоизоляционные материалы. Но вопросы их безопасности до конца не изучены. Теплофизических свойств не достаточно, если речь идет о жилье. Главным здесь должны быть. безопасность материалов, их долговечность и ремонтопригодность
Для теплоизоляции домов в нашей стране часто прибегают к пенополистиролу. Достаточно сказать, что сегодня едва ли не 80 % рынка теплоизоляционных продуктов занимает пенополистирол, широко применяемый как для наружной теплоизоляции зданий, так и для внутреннего утепления. Между тем, как показывает практика, при строительстве далеко не всегда склонны учитывать особенности данного материала. А ведь у него, как и у любого другого, имеются свои плюсы и минусы. И прежде чем делать окончательный выбор, следует основательно разобраться в них, чтобы убедиться в том, преимущества перевешивают недостатки.
Хотя много порой разговоров ведется о разновидностях пенополистирола, разделить его можно лишь на три вида:
- беспрессовый;
- прессовый;
- экструзионный.
Все они имеют один и тот же базовый химический состав, а различия обусловливаются лишь химическим составом добавок: разного рода пластификаторов, порообразователей, антипиренов и пр.
Утепление изнутри недопустимо!
Как выяснилось сравнительно недавно, широкое использование пенополистиролов в целях теплоизоляции внутренних стен зданий скоро приводит к накапливанию влаги между ограждающими конструкциями и утеплителем, что вызывает развитие грибковой плесневой инфекции и как следствие заболевания людей. Такие данные привели к тому, что в органах российской Главной госэкспертизы было разработано письмо (исх. № 24-10-4/367 от 5.03.03, в котором говорится:
«…утепление наружных стен с внутренней стороны плитным или рулонным утеплителем категорически недопустимо , т.к. подобные решения вызывают ускоренное разрушение ограждающих конструкций за счёт 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».
Пенополистирол при горении выделяет фосген.
В клубе «Хромая лошадь» 147 человек из 155 умерли от отравления фосгеном. Фосген представляет собой химическое вещество с формулой CCl2O, в нормальных условиях это практически бесцветный газ с запахом прелого сена. Синонимы фосгена: оксид-дихлорид углерода, карбонилхлорид, хлорокись углерода. Фосген обладает удушающим действием. В Первую мировую войну этот газ применялся как боевое отравляющее вещество.
Что говорят независимые исследования
Пенополистирол в условиях естественной эксплуатации на воздухе (температурных колебаний от -30 до + 30°С, отсутствия света и прямого попадания атмосферных осадков) вступает в химические взаимодействия с кислородом воздуха. В окружающую среду при этом выделяются бензол, толуол, этилбензол, ацетофенон, формальдегид, метиловый спирт
В современных СМИ часто встречаются статьи, обсуждающие высокие теплоизоляционные качества пенополистирола, где авторы обзоров рассуждают о пожарной и экологической безопасности, долговечности материала. Достоверно подтверждаются же эти характеристики лишь отчасти.
В свете этого можно сказать, что главным минусом пенополистирола является тот факт, что материал, несмотря на свою популярность, пока еще сравнительно мало исследован.
В момент изготовления теплоизоляции с его применением пенополистирол действительно демонстрирует хорошие показатели. Но в процессе эксплуатации они, по-видимому, несколько снижаются.
Пенополистирол водонепроницаем. Количество вбираемой воды по отношению к объему пенополистирола, по результатам тестов, за год колеблется в пределах 1,5-3,2%. Воздухопроницаемость же пенополистирола считается существенно более высокой по отношению к его водопроницаемости. На этом основании его нередко причисляют к так называемым «дышащим» материалам.
Нередко говорят о том, что температура окружающей среды на изначальные физические и химические качества пенополистирола не оказывает явного пагубного влияния. Приводятся даже данные о том, что при температуре до 90 град. С пенополистиролы не изменяют своих свойств в продолжение длительного времени, а значит, и внешние стены из пенополистирольных блоков почти не подвержены атмосферным влияниям. Эти данные опровергаются другими исследованиями и экспериментами. И на сегодняшний момент точка в этих дискуссиях еще не поставлена.
Пенополистирол в жилищном строительстве
Имеются данные, подтверждающие опасения по поводу применения пенополистирола в строительстве жилья. Среди потенциально опасных факторов называют такие, как:
- довольно быстрая деструкция материала под воздействием кислорода воздуха, что происходит даже при обычной температуре;
- заметное превышение ПДК ядовитых веществ;
- содержание в продуктах сгорания (при пожаре) ядовитых органических соединений;
- сравнительная недолговечность материала (на деле он служит гораздо меньше сроков службы самого здания);
- пожарная опасность.
Если даже эти данные в полной мере и не подтвердятся в процессе дальнейших исследований и тестов, следовало бы обратить внимание на них и соответственно разработать защитный комплекс мер.
Пенополистирол имеет как минимум три отрицательных параметра, которые так или иначе органически присущи его природе:
- пожарная небезопасность;
- относительная недолговечность;
- экологическая небезопасность.
Конечно, надо понимать, что данные основания не являются абсолютными и не предполагают полного исключения пенополистиролов из строительного процесса. Такой цели и не стоит. Речь лишь идет о том, что это необходимо знать и относиться таким вещам с разумной предосторожностью, понимая особенности механизма этих процессов. Надо также учитывать, что все эти данные требуют дополнительного, более глубокого изучения.
Видео о плюсах и минусах пенополистирола
Олег Серов (С)