ПЕНОПОЛИСТИРОЛ: ОТ ФУНДАМЕНТА ДО КРЫШИ

18
МАТЕРІАЛИ І ТЕХНОЛОГІЇ
ПЕНОПОЛИСТИРОЛ:
ОТ ФУНДАМЕНТА ДО КРЫШИ
Игорь ЮРЛОВ
В подавляющем большинстве спектр использования cтроительных материалов довольно узок.
Материалов, которые подходят как для фундамента, так и для крыши, очень немного. Одним из таких
является пенополистирол, который благодаря множеству привлекательных свойств получил большую
популярность.
Снизу доверху
Пенополистирол (ППС) — теплоизоляционный
материал, имеющий очень широкую сферу применения. Если рассмотреть здание как объект его приложения, то нет, пожалуй, такой конструкции, узла,
где бы ППС не мог быть использован.
Фундамент. Утепление, например, заглубленного ленточного фундамента может осуществляться
как снаружи (со стороны грунта), так и изнутри. В
первом случае плиты ППС подвергаются воздействию грунтовых вод, а также воды осадков, просачивающейся в грунт. В связи с этим для такого
варианта утепления целесообразно использовать
экструдированный ППС, которому из-за закрытоячеистой структуры присуще крайне низкое водопоглощение. Экспандированный ППС, который еще называют вспененным, гранулированным и так далее,
обладает более высоким водопоглощением, вследствие чего в водонасыщенном состоянии его теплоизоляционные показатели существенно снижаются.
Поэтому экспандированный ППС можно смело использовать для утепления стен фундамента (подвала) изнутри (при условии, разумеется, выполненной
гидроизоляции).
В последнее время все чаще отдают предпочтение
вариации на тему плитного фундамента — так называемой «шведской плите». Особенность и основное
отличие этого варианта от традиционного решения
состоит в том, что в его конструкции используется
теплоизоляционный материал — преимущественно
пенополистирол (хотя могут быть применены и некоторые другие виды теплоизоляционных материалов).
Конструкция «шведской плиты» такова, что в ней могут быть использованы оба типа ППС — и экспандированный, и экструдированный.
Стены. В подавляющем большинстве ППС используют для наружной теплоизоляции так называемым штукатурным методом. Однако для зданий,
для которых нельзя применять наружную теплоизоляцию (например, памятники архитектуры), возможно выполнение внутренней теплоизоляции.
Преимущество использования ППС в этом случае
«БУДМАЙСТЕР» №1-2 '2015
неоспоримо — материал обладает низкой паропроницаемостью, а, следовательно, не требуется
установка паробарьера, препятствующего проникновению и накапливанию водяных паров в толще
теплоизоляционного материала.
Применим ППС и при выполнении так называемой колодцевой кладки — конструкции, когда слой
теплоизоляционного материала размещен между
слоями кирпичной кладки. В этом случае ППС даже
обладает преимуществом — со временем он не
усаживается и не расслаивается.
Пенополистирол успешно используют и для утепления внутренних стен, а также перегородок.
Кроме теплоизоляционного эффекта, достигается
еще и акустический — увеличивается звукоизоляция конструкций, но, правда, на звукопоглощающие
свойства конструкций установленный в них слой
ППС никак не влияет.
Перекрытия. В этих конструкциях ППС чаще всего применяют для формирования так называемого теплого пола. Плиты ППС укладывают на перекрытия, затем монтируют либо обогревательный
кабель, либо трубы для воды как теплоносителя, после чего на всем этом устраивается стяжка.
Пенополистирол обладает высокой жесткостью, достаточной для использования в подобных целях, а
также хорошими теплоизоляционными свойствами,
что позволяет достичь требуемого эффекта.
Вполне оправдано применение ППС для утепления чердачных перекрытий. Теплоизоляция чердачного перекрытия — обязательная мера для
повышения энергоэффективности дома. Плиты утеплителя из пенополистирола обеспечат оптимальную изоляцию чердачного этажа.
Крыша. Вопреки широко бытующему заблуждению, пенополистирол используют для теплоизоляции не только плоских крыш, но и скатных.
Плоские крыши в большей степени подверже-
ны высоким термическим нагрузкам и связанному
с ними напряжению. Это сказывается на герметичности крыши и состоянии ряда других конструкций
здания. Утеплители из пенополистирола защищают
покрытие от влияния колебаний температуры и обеспечивают надежную теплоизоляцию. Утеплители
из ППС используются в составе конструкций теплой
крыши, инверсионной кровли. Их с успехом применяют для всех видов герметизации, а также для
создания защитного и рабочего слоя. Утеплители из
ППС для плоских крыш удовлетворяют требованиям
экологии и экономической целесообразности. При
ремонте плоских крыш с помощью плит утеплителя
из ППС устанавливается дополнительный теплоизолирующий слой.
Плиты утеплителя из пенополистирола нашли широкое применение в теплоизоляции скатных
крыш. В частности, их используют в качестве надстропильной теплоизоляции, когда слой плит из
ППС укладывается поверх конструкции крыши. При
таком решении утеплитель в виде специальных элементов крыши укладывают по стропилам.
Используют ППС и для теплоизоляции между и
под стропилами. Плиты теплоизоляции из ППС идеально подходят для утепления пространства между
стропилами. Для прочной фиксации плиты должны
быть немного больше расстояния между стропилами.
В отличие от минеральной ваты, сжатие ППС незначительно отражается на теплоизоляционных свойствах. Сочетание изоляции между и под стропилами,
выполненной с помощью плит утеплителя из ППС, позволяет достичь более высокого уровня теплоизоляции при уменьшенной толщине утеплителя.
Ограничением в применении в данном случае является горючесть пенополистирола. Но и эта проблема решается с помощью негорючих отделочных
материалов — цементных или гипсовых штукатурок
либо гипсокартонных плит.
МАТЕРІАЛИ І ТЕХНОЛОГІЇ
Несъемная опалубка. И, наконец, из плит пенополистирола изготавливают элементы несъемной
опалубки. С помощью таких элементов возможно
одновременное возведение и утепление наружных
стен здания. Есть элементы различной толщины и
формы, например, перемычки без мостиков холода,
крайние элементы в составе перекрытий, защитные
короба для рольставней и откосы. Элементы опалубки из ППС, обладая теплоизолирующими свойствами, пригодны для строительства энергосберегающих и пассивных зданий.
Пенополистирольное разнообразие
Пенополистирол пенополистиролу — рознь.
Отличие в свойствах обусловлено, как правило, технологией изготовления. Для изготовления ППС используют несколько технологий. Самая распространенная — беспрессовая, продуктом которой
является экспандированный беспрессовый (Expanded
polystyrene — EPS), который подразделяют на ПСБ
(пенополистирол суспензионный беспрессовый) и
ПСБ-С (пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий). В нашей стране его также
называют вспененным, ударным, шариковым, бисерным, гранулированным. Сегодня этот вид ППС изготавливают согласно ДСТУ Б В. 2.7-8:1994 «Будівельні
матеріали. Плити пінополістирольні. Технічні умови».
Внешний вид ПСБ и ПСБ-С хорошо известен: соединенные в единую массу шарики полистирола.
Другой не менее известный вид — экструдированный пенополистирол (Extruded polystyrene —
XPS, ЭППС). В Украине эту разновидность ППС хорошо знают как под зарубежными торговыми марками
(«Пеноплэкс», «Техноплекс» и пр.), так и благодаря
отечественным производителям, выпускающим экструдированный пенополистирол согласно ТУ под
разными торговыми марками.
Следующая разновидность ППС — автоклавный,
который под торговой маркой Styrofoam производит Dow Chemical Company. Отечественных аналогов в Украине нет.
В мире для изготовления ППС используют
автоклавно-экструзионную технологию. На отечественном рынке материал, произведенный по этой
технологии, не представлен.
И, наконец, еще одна разновидность ППС — произведенный по прессовой технологии. Однако в
строительстве он применения пока не нашел. Его
используют для изготовления одноразовой посуды.
В качестве резюме следует отметить, что наибольшее распространение в строительной отрасли
Украины нашли два вида ППС: экспандированный
беспрессовый и экструдированный. Поэтому более
детальному рассмотрению подлежат именно они.
ППС-ные свойства
И экспандированный, и экструдированный пенополистирол обладают длинным списком позитивных качеств.
В первую очередь, стоит сказать о прекрасных теплоизоляционных свойствах этого материала. Коэффициент теплопроводности экспан-
дированного пенополистирола в зависимости
от плотности в сухом состоянии составляет от
0,034 Вт/(м•К) до 0,04 Вт/(м•К), а экструдированного — от 0,033 Вт/(м•К) до 0,037 Вт/(м•К).
В перечне достоинств и высокая прочность при
сжатии, благодаря чему плиты из этого материала выдерживают большие механические нагрузки.
При этом пенополистирол — очень легкий материал: его выпускают плотностью от 10-15 кг/куб.м до
80 кг/куб.м, поэтому он практически не создает дополнительные нагрузки на конструкции.
Говоря о теплопроводности и плотности ППС,
следует отметить одно довольно распространенное заблуждение. Многие ошибочно полагают, что
чем меньше плотность ППС, тем лучше его теплоизоляционные свойства. На самом деле все наоборот. Зависимость теплопроводности от плотности,
так сказать, обратно пропорциональна: чем больше
плотность, тем меньше теплопроводность. Данное
заблуждение является основой для базовой ошибки при выборе материала: неверный выбор наиболее
легких марок ППС ничего, кроме первоначального
(на стадии выполнения тепломодернизации) экономического выигрыша, не приносит.
С пенополистиролом легко и безопасно работать.
Он хорошо обрабатывается — режется, обладает
высокой гвоздимостью, поэтому его легко монтировать, а в случае необходимости материал очень
просто подогнать по размерам.
Специалисты отмечают высокую устойчивость
пенополистирола к воздействию ряда агрессивных
веществ — кислот и щелочей, спиртов. При этом он
инертен по отношению к неорганическим строительным материалам (бетону, битуму, глине, извести, цементу). На него не действуют морская вода,
мыло, растворы смачивающих и отбеливающих веществ, кремний-органические масла.
В обычном состоянии пенополистирол не токсичен: он не выделяет никаких вредных химических соединений, канцерогенной пыли и волокон,
что подтверждено многими токсикологическими
и санитарно-эпидемиологическими испытаниями.
Работая с ним, не нужно надевать спецодежду, применять средства индивидуальной защиты.
Принято полагать, что пенополистиролу присуще
невысокое водопоглощение. В целом, это так и есть,
однако стоит заметить, что более низким водопоглощением обладает экструдированный пенополистирол. Результаты испытаний методом погружения
показали, что водопоглощение экструдированного
пенополистирола за 20 суток не превысило 1% по
объему. Для экспандированного ППС малой плотности (12–13 кг/куб.м) этот показатель составил более
6%. Объясняется это тем, что чем ниже плотность
ППС, тем больше размер пор материала и, соответственно, выше водопоглощение. Однако, в любом
случае, показатели экспандированного ППС по водопоглощению значительно лучше показателей других
популярных теплоизоляционных материалов, представленных на отечественном рынке.
Пенополистирол отличается высокой долговечностью, то есть сохраняет свои свойства в процес-
се эксплуатации при воздействии на него окружающей среды — воздуха, влаги, тепла, света, особенно
ультрафиолетового излучения. Минимальный срок
службы ППС — 60 лет.
Чего «боится» ППС?
Конечно же, обоим видам пенополистирола свойственны недостатки. Перечисляя их, прежде всего,
вспоминают о его горючести. При воздействии открытого огня пенополистирол загорается и горит с
образованием падающих капель. Горение капель вне
пламени длится 1–4 секунды. Модифицированный
антипиренами пенополистирол сначала плавится, а
затем переходит в газообразное состояние, не поддерживая горения. Особое внимание стоит уделить
такому важному факту — системы фасадной термоизоляции с применением пенополистирола регулярно проходят успешные огневые испытания,
которые на практике подтверждают: корректно выполненная фасадная система на основе ППС характеризуется классом опасности К0 (непожароопасная) в соответствии с действующими в Украине
требованиями пожарной безопасности.
Следует отметить, что открытый для прямого воздействия пенополистирол, — впрочем, как и все органические полимеры, — легко разрушается под
действием высоких температур. Он работоспособен
длительное время в диапазоне от -180°С до +70–
80°С, в течение нескольких минут может выдержать
нагревание до 95°С и очень кратковременно — до
110°С. Летом же под воздействием солнечного излучения температура поверхности стены (в зависимости от цвета стены) может достигать 100°С.
Полистирол может разрушиться также под воздействием ультрафиолетового излучения. Поэтому
его обязательно нужно оберегать от прямых лучей
солнца. Однако системы фасадной теплоизоляции с
применением пенополистирола, выполненные в соответствии со всеми требованиями отечественных
норм и стандартов, снабженные корректной «защитой» — облицовкой, лишены указанного выше недостатка и обладают высокой устойчивостью к высоким
температурам и воздействию ультрафиолета.
Пенополистирол неустойчив к воздействию органических растворителей, смол, битумных растворов,
бензина и дизельного топлива, сильных окислителей
и восстановителей. Под воздействием ацетона и уайтспирита, бензина, керосина он достаточно быстро
растворяется. Поэтому при теплоизоляции фундамента следует обращать внимание на совместимость
ППС и материала, из которого выполнено гидроизоляционное покрытие, не следует допускать контактирование ППС и битумных гидроизоляционных мастик.
Основные ошибки применения ППС
Можно выделить следующие основные ошибки:
— неправильно выбранная система теплоизоляции;
— неправильно выбранная марка пенополистирола;
— неправильно выбранная толщина пенополистирола;
«БУДМАЙСТЕР» №1-2 '2015
19
20
МАТЕРІАЛИ І ТЕХНОЛОГІЇ
— неправильный монтаж системы утепления.
Неправильно выбранная система теплоизоляции. Самые распространенные системы утепления фасада: конструкции наружных стен с фасадной теплоизоляцией и облицовкой штукатурками
(так называемый «мокрый фасад»), конструкции
наружных стен с фасадной теплоизоляцией и облицовкой индустриальными элементами с вентилируемой воздушной прослойкой («вентилируемый фасад»).
Сразу же стоит определиться: применение пенополистирола в системах «вентилируемый фасад»
категорически неверно. В этой системе в качестве
утеплителя используют только негорючие материалы. Пенополистирольные плиты применять в данной системе невозможно, поскольку их группа горючести — от Г1 до Г4.
В системе «мокрый фасад» в качестве утеплителя используются пенополистирольные плиты, однако
есть и ограничения. Согласно ДСТУ Б.В.2.6-36-2008
системы на основе материалов с группой горючести
Г1 и Г2 могут быть использованы в зданиях высотой:
— до 15 метров, при условии использования материалов групп горючести Г1 и Г2;
— до 26,5 метров, при условии использования
материалов групп горючести НГ и Г1.
В детских, дошкольных, лечебных и другие заведениях использование теплоизоляционных материалов с группой горючести Г1 и Г2 невозмож-
«БУДМАЙСТЕР» №1-2 '2015
но. Необходимо выполнять «пожарные рассечки» из
негорючего материала вокруг дверных и оконных
проемов, коммуникаций и сплошным слоем после
каждых трех этажей.
Неправильно выбранная марка ППС. Марка
ППС — условное разделение на набор характеристик, без учета плотности. Пункт 4.6. ДСТУ Б.В,2.6-794 «Плиты пенополистирольные» гласит: «При несоответствии плит хотя бы по одному из показателей
для данной марки, кроме плотности, они должны
быть отнесены к марке с меньшей плотностью». Это
значит, что не нужно делать упор при выборе пенополистирола исключительно на плотность и обвинять производителей во лжи. Обычными словами можно сказать, что пенополистирол, например,
марки 25, не должен иметь плотность 25 кг/куб.м
и даже 20 кг/куб.м, а может иметь 15,1 кг/куб.м и
даже меньше, но при условии, что все остальные характеристики будут соответствовать ДСТУ Б.В.2.78-94 «Плиты пенополистирольные. ТУ».
Неправильно выбранная толщина ППС.
Неверно выбранная толщина пенополистирола ведет к неполучению ожидаемого эффекта. Согласно
ДБН В.2.6.31-2006 «Тепловая изоляция зданий»
требования, предъявляемые к зданиям и сооружениям, в зависимости от географического места расположения объекта, к термическому сопротивлению
стен составили от 2,8 до 3,3 кв.м•К/Вт.
Для того чтобы достичь требуемых показателей
термического сопротивления стены в доме, стены
которого состоят из силикатного кирпича (толщина
стены 380 мм), необходимо было утеплить стену пенополистиролом ПСБ-С 25 толщиной 100 мм.
Более жесткие требования к термическому сопротивлению конструкций в здании ведут к большему сокращению затрат на содержание здания.
Ведь не только уменьшается расход энергоресурсов, но и защищается конструкция здания от
внешнего воздействия окружающей среды, что
влечет за собой увеличение срока эксплуатации
здания и снижение стоимости ремонта, а также
придает зданию эстетичный вид. Неправильно
выбранная толщина пенополистирола, во-первых,
не будет удовлетворять нормативным требованиям к конструкции, а, во-вторых, не принесет нужного эффекта.
Неправильный монтаж системы утепления. Строительная статистика показывает, что
приблизительно 90% отказов возникают вследствие неверного выполнения работ. Поэтому при
осуществлении теплоизоляционных работ с пенополистиролом следует строго соблюдать требования нормативных документов ДСТУ Б.В.2.636-2008, ДБН В.2.6-31, ДБН В.2.6-33 и ДСТУ
Б.В.2.6-34. Достаточно подробно все операции
расписаны в пособиях и справочниках по проектированию, которые подготовлены ведущими компаниями — производителями материалов.