Вся правда о пенополистироле: характеристики, плюсы и минусы, степень горючести и безопасности

Вся правда о пенополистироле: характеристики, плюсы и минусы, степень горючести и безопасности

Насколько безопасен пенополистирол и для каких работ его можно использовать. Самые важные характеристики материала, его сравнение с минеральной ватой, важные нюансы применения.

В обиходе пенополистирол чаще всего встречается именно под названием «пенопласт», но на самом деле это всего лишь одна из его разновидностей. Материал имеет достаточно неплохие характеристики в плане теплоизоляции. Но перед выбором его в качестве утеплителя стоит подробнее изучить и другие свойства. Это поможет понять, почему пенополистирол считают одним из лучших в области теплоизоляционных работ.

Что такое пенополистирол и важные характеристики материала

Под пенополистиролом понимают газонаполненный материал, в основе которого находится полистирол, его производные и сополимеры стирола. Продукт производят путем вспенивания расплавленной полимерной массы, состоящей из гранул стирола, низкокипящей углеводородной жидкостью – пентаном, изопентаном или дихлорметаном. В конце материал формуют для получения плит, в которых и выпускается готовая продукция.

В каких цветах выпускается пенопласт

Основная форма выпуска – листы размерами 1000х1000, 1000х1200, 2000х1000, 2000х1200 мм. Толщина варьируется в пределах 20-100 мм. Пенополистирол имеет ячеистую структуру. Твердое вещество в ней занимает всего 2%, тогда как на пустоты отводится 98%. Они представляют собой миниатюрные полистирольные камеры (ячейки) с воздухом внутри. Именно они обеспечивают водонепроницаемость материала. Среди прочих характеристик пенополистирола стоит отметить:

• Паропроницаемость – составляет 0,05 мг/м·год·Па (практически паронепроницаем). В экструдированный пенополистирол пар не проникает совсем, поскольку материал не разрезают – его выпускают из экструдера уже в виде готовых плит.
• Плотность – 10-50 кг/м 3 . По ней определяются марки материала – по ГОСТ-15588-86 выделяют пенополистирол 15, 25, 35 и 50.
• Прочность статического изгиба – 0,02-0,2 кг/см 2 .
• Теплопроводность – λ = 0,028-0,038 Вт/м·К. Чем больше плотность пенопласта, тем выше степень теплоизоляции.
• Суточное водопоглощение по объему – до 2%. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии и вовсе практически не впитывает воду – он вбирает в 10 раз меньше, чем обычный пенополистирол.

Обратите внимание: для теплого пола оптимально использовать фольгированный пенополистирол. Он значительно повышает изоляционные свойства материала.

Свойства пенополистирола обусловлены его структурой

Виды пенополистирола и их обозначение

В обозначении продукта можно встретить разные буквы, по которым легко определить тип пенополистирола. Стандартно его маркируют так – «ПС». К ним в зависимости от марки продукции добавляются другие буквы и цифры. Существуют разные виды пенополистирола:

• Беспрессовый (ПСБ, ПСБ-С – самозатухающий вид). При изготовлении не подвергается давлению. Гранулы полистирола просто высушивают при температуре 80 °C, после чего вспенивают. Так повторяют несколько раз, а затем оставляют продукт остывать. Он получается более сбитым, а за счет уменьшения объема использованного пентана – более дешевым.

• Экструдированный (XPS, Extruded Polystyrene). Производится методом экструзии – пропускания через формующее отверстие. Его главное преимущество – абсолютная водонепроницаемость. На рынке известен под такими марками, как «Техноплекс», «Пеноплэкс», «ТехноНИКОЛЬ», URSA XPS. Из-за низкой паропроницаемости и горючести используется для утепления подземных сооружения и фасадов.

• Прессовый (ПС). За счет прессования удается получить более плотный и прочный материал, хотя по степени теплоизоляции он ничем не отличается от беспрессового. Материал не получил широкого распространения, поскольку его производство сложнее и дороже.

• Автоклавный. Производится американской компанией Dow Chemical Company, выпускается под общим названием Styrofoam.

Марки беспрессового пенополистирола – как выбрать нужную

Сегодня наиболее распространен беспрессовый пенополистирол. Выбирая, каким пенопластом выполнить теплоизоляцию, необходимо учесть его виды, которые выделяют по плотности:

• ПСБ-15. Пенопласт с самым невысоким показателем плотности. Используется там, где от утеплителя не требуется особая механическая прочность, например, для теплоизоляции вагонов, мансарды или скатной кровли. Не подходит для внутренней прослойки наружных стен и фасадов капитальных жилых домов.
• ПСБ-25. Считается самой популярной и даже универсальной маркой. Актуальна для изоляции фасадов, лоджий, стен, пола. Дополнительно может применяться как звукоизоляция.
• ПСБ-35. Материал с уже повышенной плотностью, которая позволяет использовать его для изоляции подземных конструкций и фундамента. Еще одна сфера применения – изготовление сэндвич-панелей, а также создание несъемной опалубки из пенополистирола.
• ПСБ-50. Марка с самой высокой плотностью, применяемая там, где есть строгие требования к механической прочности утеплителя. Это сооружение межэтажных перекрытий, строительство дорог в заболоченной местности, устройство полов в гараже или на промышленных объектах, в том числе холодильных помещений.

Разница характеристик перечисленных видов пенополистирольных плит представлена в таблице:

Показатель для сравнения разных марок плит

Плотность материала, кг/м 3

Прочность на сжатие при 10% от линейной деформации, МПа

Прочность на изгиб, МПа

Теплопроводность при температуре 25±5 °C и нормальной относительной влажности, Вт/(м·К)

В чем плюсы пенополистирола

Одним из основных преимуществ пенопласта считается его невысокая стоимость по сравнению с другими видами утеплителей. Среди прочих плюсов можно отметить:

• Биостойкость. Еще в 2004 году американские ученые провели ряд экспериментов, которые доказали, что плесень на пенополистироле жить не может.
• Длительный срок службы. Составляет не менее 30 лет, но только при соблюдении технологии монтажа.
• Легкий вес. Обеспечивает простоту транспортировки и монтажа, сокращает длительность работ по утеплению пенопластом.
• Устойчивость к действию цемента, минеральных удобрений, гипса, битума.

Каковы недостатки пенополистирола

Даже при всех своих преимуществах пенопласт имеет несколько недостатков. Их очень важно учитывать при выборе данного материала в качестве теплоизоляции. К основным минусам относятся:

• Ограниченная механическая плотность. Пенополистирол после монтажа необходимо защитить от внешних воздействий.
• Практически полная паронепроницаемость. Это накладывает некоторые ограничения на применение материала в качестве утеплителя.
• Подверженность воздействию солнечных лучей, атмосферных явлений (снега, дождя, ветра) и различных нитрокрасок, лакокрасочных покрытий, скипидара, олифы, ацетона. Они могут не только повредить, но и полностью растворить пенопласт.
• Вредные выделения. Только что уложенный утеплитель пенополистирол еще будет некоторое время выделять стирол, поскольку на стадии производства нельзя добиться полной полимеризации. Пока она не завершится сама, стирол будет выделяться. Также при нагреве до отметки выше 80 °C происходит выделение вредных паров: бензола, оксида углерода, толуола, стирола.
• Относительная огнестойкость. Пенополистирол относится к классам Г3-Г4, т. е. самым опасным. Он горит в области контакта с огнем. Ситуацию несколько исправляют антипирены, которые добавляют в полимерную массу при производстве. Такой пенополистирол имеет в маркировке букву «С», что означает «самозатухающий».

Пенополистирол или минеральная вата – что выбрать

При выборе между двумя материалами стоит брать в расчет 2 основные характеристики: теплопроводность и паропроницаемость. Они определяют требуемую толщину утеплителя, а также тот факт, будет ли на нем образовываться влага.

Паропроницаемость пенопласта – 0,05 мг/м·год·Па, т. е. материал очень плохо пропускает через себя пар. Это определяет некоторые особенности применения данного утеплителя.

• С тяжелыми плотными материалами (бетоном, кирпичом).

К примеру, лист пенопласта толщиной 10 см будет иметь сопротивление паропроницанию 2 м 2 ·ч·Па/мг, тогда как у стены из бетона толщиной 30 см (стандартная толщина стен панельного дома) этот параметр составит 10 м 2 ·ч·Па/мг, а у кирпичной кладки средней толщины 38 см – 3,5 м 2 ·ч·Па/мг. Таким образом, большая часть влаги будет конденсироваться не в пенопласте, а в бетоне или кирпиче, но благодаря их высокой теплоемкости и плотности роса в них конденсироваться не будет.

Сравнение толщины слоев с одной теплоизоляцией, но из разных материалов

• С легкими пористыми материалами, в частности, с газобетонными блоками.

У газобетона стандартной ширины 30 см и пенопласта толщиной 10 см практически одинаковое сопротивление пару, но при этом газобетон имеет коэффициент паропроницаемости 0,2 мг/м·год·Па, что больше, чем у пенополистирола (0,05 мг/м·год·Па).

Кроме того, газобетонные блоки более легкие, чем бетон или кирпич. Из-за этого именно в газобетоне и будет задерживаться пар, а точнее – его будет задерживать там пенопласт. Все это может привести к серьезным проблемам, особенно при нахождении точки росы внутри стены.

Так в чем же разница между пенополистиролом и минеральной ватой

Описанные свойства пенополистирола накладывают ограничения на его применение в качестве утеплителя. Его нельзя совмещать с деревом и прочими «дышащими» материалами, поскольку он будет вызывать их прение.

Минеральная вата лишена такого недостатка – за счет высокой паропроницаемости (0,3 — 0,6 мг/м·год·Па) ее можно совмещать с любыми материалами. Минвата легко впитывает пар и так же легко с ним расстается. Но, работая с ней, очень важно соблюдать одно условие – утеплитель должен вентилироваться. Это необходимо, чтобы исключить намокание минваты, поскольку в таком случае коэффициент ее теплопроводности (0,045 – 0,055 Вт/м·К) значительно снижается. При качественной вентиляции вата просохнет, и вода из нее выйдет наружу.

Минеральная вата выпускается в форме плит и рулонов

Какие еще отличия стоит учесть при выборе между минеральной ватой и пенополистиролом:

В зависимости от плотности в 2-10 раз тяжелее пенопласта.

Очень легкий материал, практически не несет дополнительной нагрузки на конструкции.

Отличный уровень звукоизоляции.

Посредственная защита от звуков. Может только немного их приглушить.

Минвата по этому параметру похожа на большую мочалку – при контакте с водой она немедленно ее впитывает.

Очень низкое, а у экструдированных – нулевое.

Не рекомендована к применению для утепления:

• внутренних стен;
• подвалов и фундаментов;
• перекрытий под стяжку.

Используется для трубопроводов, фигурных конструкций, крыш с деревянной стропильной системой.

Не рекомендован для утепления:

• внутренних стен;
• подвальных помещений изнутри;
• фундаментов;
• конструкций из пористых материалов и дерева.

В случае с древесиной может применяться, но только при исключении контакта дерева с боковой частью пенопласта.

Пенопластом можно утеплять стены из тяжелых материалов:

• шлакоблоков,
• бетона,
• кирпича и пр.

Поверх пенопласт закрывают штукатурным слоем. Толщина не изолированного огнеупорного слоя штукатурки должна составлять не менее 5 мм для наружного утепления и не менее 2 см для внутреннего.

Как правильно выбрать пенополистирол

Выбирая такой утеплитель, важно правильно рассчитать его толщину. Здесь не действует правило «чем толще, тем лучше». При большой толщине из-за перепадов температуры внутри материал пойдет волнами и трещинами. В Европе даже действует ограничение – для утепления фасада дома не использовать пенополистирол толщиной более 3,5 см.

Но для получения более точной величины необходимо произвести теплотехнический расчет ограждающей конструкции. В этом поможет СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». В целом, при выборе пенополистирола помогут следующие рекомендации:

• Обязательно учитывайте плотность материала (от 25 до 50), поскольку от нее зависит прочность теплоизоляции.
• Проверяйте, по каким стандартам изготовлен продукт. Если это ТУ, а не ГОСТ, то технология может быть другой.
• Если возможно – перед покупкой отломите кусочек материала и посмотрите на его край. По линии разлома должны получиться правильные многогранники.
• Отдавайте предпочтение известным производителям: «ТехноНИКОЛЬ», BASF, Styrochem, Nova Chemicals, Polimeri Europa и пр.

Выводы

Утепление дома пенопластом – экономичный и быстрый вариант создания качественной наружной теплоизоляции. Такой материал самый дешевый, легко режется обычным ножом, а еще почти не впитывает влагу и хорошо удерживает тепло. Но важно не забывать о его горючести и «боязни» солнечных лучей. Такой утеплитель должен быть надежно укрыт качественной штукатурной смесью на основе цемента. В таком случае он прослужит весь заявленный срок эксплуатации.