Пенная и ватная изоляция

Загородний Г. Пенная и ватная изоляция // Будмайстер. 2002 . №20. C. 26-27

Необходимость использования теплоизоляционных материалов в современном строительстве уже ни у кого сомнений не вызывает, да и существующее строительное законодательство в этом вопросе также весьма категорично. Предложение утеплителей сегодня достаточно велико, однако ограничения в применении, в каких случаях какие материалы следует использовать, знают, к сожалению, далеко не все специалисты. Более того, сейчас в обиходе у строителей существует целый ряд мифов, созданных (умышленно или по неосведомленности) некоторыми операторами рынка. К слову, в так называемых высокоразвитых странах уже давно поняли, что широко распространенные вспененные пластмассы, изготовленные традиционным способом, обладают массой недостатков, и активно занялись разработкой их заменителей. Но так как процесс замены материалов по уже ?обкатанной? технологии довольно сложный, длительный и мучительный, то вся эта масса продуктов буквально ?хлынула? на рынки постсоветских государств, в том числе и Украины. Этот массовый ?выброс? сопровождается активной информационной (точнее ? дезинформационной) поддержкой, поэтому, наверное, уместно вспомнить классика и его бессмертное выражение: ?Подвергай все сомнению!?



Очень грубо всю гамму утеплителей, предлагаемых сегодня на отечественном рынке, можно разделить на две группы:

- волокнистые материалы (минераловатные и стекловолоконные);

- вспененные пластмассы (пенополистирол, пенополиэтилен, пенополипропилен, пенополиуретан и ряд других).

При принятии решения об использовании того или иного утеплителя их оценивают, в первую очередь, на соответствие главному назначению, учитывая при этом ряд показателей, из которых основной - теплопроводность. Большинство утеплителей из вспененных пластмасс, как правило, имеют коэффициент теплопроводности от 0.035 Вт/м-К до 0.048 Вт/м-К. Однако в последнее время отдельные производители заявляют, что у их материалов этот показатель достигает значений 0.020 Вт/м-К и даже 0.018 Вт/м-К, но они при этом, видимо, ?забывают? указать, при каких условиях и какими методами получены такие исключительные результаты (коэффициент теплопроводности статичного воздуха при 10?С -0.026 Вт/м-К).

Практически все представленные на рынке изделия из минераловатных и стекловолоконных материалов имеют приблизительно такие же значения теплопроводности. Отличие заключается в том, что верхняя граница значений этого показателя для минераловатных и стекловолоконных материалов несколько выше (0.05-0.054 Вт/м-К), так как теплопроводность в значительной степени определяется плотностью материала и замкнутостью пор.

Сравнение значений теплопроводности различных материалов позволяет сделать вывод, что, с точки зрения теплоизоляционных качеств, свойства этих групп материалов практически адекватны. Поэтому одним из главных аргументов апологетов утеплителей из вспененных материалов является цена: вспененные пластмассы существенно дешевле, чем минераловатные или стекло-волоконные. Однако делать однозначный вывод о том, что вспененные пластмассы более пригодны для использования в качестве утеплителей, не следует, так как рассматривать данную проблему необходимо системно, учитывая при этом еще ряд немаловажных факторов. Только многомерный, многопараметрический сравнительный анализ позволит сделать заключение о соответствии декларируемой универсальности вспененных пластмасс действительности и целесообразности их применения в ряде случаев.

Экологичность материалов

Ряд исследований, проведенных в последние годы, однозначно доказали весомое влияние микроклимата на жизнедеятельность человека. Чего же в этом плане можно ожидать от применения того или иного вида теплоизоляции?

Как известно, в течение часа человек выделяет около 100 грамм влаги. Если это жилое помещение, то к этому количеству необходимо добавить влагу, появляющуюся при приготовлении пищи, стирке и т.д., в результате чего влажность увеличивается многократно. Поэтому для создания комфортного и здорового микроклимата наружные стены должны ?дышать?, то есть обладать хорошей паропроницаемостью. Однако паропроницаемость абсолютно всех вспененных утеплительных материалов, применяемых в строительстве, на порядок меньше, чем минераловатных и стекловолоконных утеплителей. Например, коэффициент паропроницания пенополиуретана и пенополистирола равен приблизительно 0.05 мг/м-ч-Па, в то время как у минераловатных изделий -0,4-0,6 мг/м-ч-Па. Поэтому, как показывают результаты исследований, проведенных франкфуртским Институтом строительной физики и ганноверским Институтом строительной техники, применение в качестве утеплителя пенополистирольных плит уменьшает диффузию водяного пара через наружные стены в среднем на 55-57%.

Очень сходны с приведенными выше исследованиями немецких ученых и результаты эксперимента в России. Технический университет Хельсинки проводил мониторинг параметров микроклимата в санкт-петербургских домах, утепленных пенополистиролом. В этих домах старые, традиционные окна советского изготовления были заменены на новые, современные, со стеклопакетами и вентиляционными клапанами, была восстановлена вентиляция, установлена система управления температурой теплоносителя. Однако в первую же зиму относительная влажность воздуха в 70% квартир достигла 80% при температуре воздуха 18?С.

Существенным фактором, влияющим на микроклимат в помещении, является выделение вредных веществ, причем как орга-нического, так и неорганического происхождения. Большинство производителей вспененных материалов из пластмасс утверждают, что выделение вредных веществ из их продукции в процессе непосредственной эксплуатации не превышает допустимых норм. Эти заверения, как правило, подтверждены исследованиями известных и уважаемых ученых, поэтому нет оснований им не доверять. (Хотя уже установлено, что, например, такой широко применяемый утеплитель, как пенополистирол, вследствие того, что при его изготовлении используют хлорсодержащие газы, углекислый газ, даже при естественном распаде выделяет весьма опасные токсины, в частности, печально известный фосген, который относится к боевым отравляющим веществам). Но при этом как-то умалчивается тот факт, что эти материалы не используют отдельно, самостоятельно, их применяют в комплексе с другими материалами (например, мебель), которые также обладают вредными веществами, выделяющимися в окружающее пространство. Результатов же исследований, оценивающих совокупный или, так сказать, интегральный ущерб для здоровья человека, пока еще нет.

Есть и еще один немаловажный аспект. Опытные строители знают, что пенопласт достаточно хорошо перерабатывается микроорганизмами, и через 5-10 лет эксплуатации в пенопласте можно обнаружить колоссальные колонии различных грибков, которые, как известно, выделяют в окружающую атмосферу не только продукты жизнедеятельности, но и споры, вызывающие у человека тяжелые заболевания. В минераловатных и стекловолоконных тепло- и звукоизоляционных материалах такое явление пока не обнаружено. Более того, производители большинства упомянутых изделий используют при изготовлении специальные антигрибковые фунгицидные добавки.

Результаты современных исследований однозначно показали, что важной составляющей понятия ?комфортность? является звуковой комфорт. В то же время в области строительной акустики по различным причинам сложилось несколько мифов, которые, по мнению специалистов российского НИИ строительной физики, абсолютно не соответствуют действительности.

Согласно одному из наиболее широко распространенных заблуждений, для звукоизоляции стен и потолка можно успешно использовать пробку, пенополиэтилен, пенополистирол, пенополиуретан, пенополипропилен, пенополиэстер и другие аналогичные материалы. Однако истина заключается в том, что эти материалы следует применять не для звукоизоляции вообще, а только для изоляции ударного шума. Это означает, что некоторый эффект эти материалы дают в том случае, когда такое покрытие уложено под бетонной стяжкой или паркетной доской в помещении сверху, и толщина звукоизоляционных материалов при этом должна быть не менее 50 мм, в противном случае даже для защиты от ударного шума эти материалы будут бесполезны.

По другой версии, в перегородках, выполненных из гипсокартона, образуемые полости для звукоизоляции следует заполнять твердыми пенопластами. Однако твердые пенопласты обладают довольно высокой динамической жесткостью. А именно этот показатель способствует резонансным явлениям, приводящим не к улучшению защиты от шума, а к ее ухудшению. Если сравнить модуль деформации для пенополистирольных плит плотностью 15-25 кг/м3 с этим же показателем для стекловолоконных или базальтовых плит плотностью 15-100 кг/м3, то окажется, что для пенополистирола он примерно в 100 раз выше и составляет 0,4-0,8 МПа против 0,005-0,008 МПа соответственно. Величина жесткости, как известно, прямо пропорциональна модулю деформации.

Долговечность материалов

Немало сомнений вызывает целесообразность применения вспененных пластмасс в качестве утеплителя в наружных ограждающих конструкциях с точки зрения долговечности. Например, широко используемый обычный пенопласт (ПСБС) состоит из гранул, между которыми в пространстве может содержаться определенное количество воды (согласно ГОСТ, ее уровень может достигать 12%). При низких температурах влага в межгранульном пространстве замерзает и раздвигает гранулы. Через 10-12 лет ПСБС расслаивается на отдельные гранулы и как теплоизоляционный материал приходит в негодность. С этой точки зрения более эффективен экструзионный пенополистирол (ЭППС), который, как показывают результаты моделирования в ВНИИстройполимер, выдерживает 50-летние циклические температурно-влажностные нагрузки, но при условии применения в земляном полотне для утепления подвальных помещений.

Рассматривая с этой точки зрения минераловатные и стекловолоконные изделия, следует отметить, что средний срок службы элементов этих изделий - стекло- или базальтовых нитей - временными рамками практически не ограничен.

Результаты исследований ряда крупнейших пожаров показали, что противопожарные свойства материалов долгое время оставались на втором или даже третьем плане совершенно незаслуженно - они требуют к себе очень пристального внимания.

Украинским научно-исследовательским институтом пожарной безопасности МВД были проведены испытания практически всей номенклатуры материалов, применяемых в качестве утеплителей: минераловатные, стекловолоконные, из вспененных пластмасс. Сопоставляя результаты испытаний, можно однозначно утверждать, что недостатки вспененных утеплителей более существенны, чем минераловатных или стекловолоконных.

В первую очередь следует отметить, что минераловатные и стекловолоконные изделия по результатам испытаний отнесены к классу негорючих, а в случае применения основы из стеклоткани - к трудногорючим.

Большинство же вспененных материалов (пенополиуретан, пенополистирол, пенополиэтилен) относятся к горючим материалам средней воспламеняемости, а некоторые изделия - даже к легкой. Например, пенополиуретан при испытаниях показал не просто быстрое распространение пламени, а очень быстрое - более чем в 10 раз выше нижней границы самого низшего класса. Под воздействием теплового потока пенополиуретан вспучивается, горение происходит по всему объему, и исследуемый образец сгорает полностью. Процесс горения пенополиуретана сопровождается обильным выделением дыма и высокотоксичных веществ.

При оценке материалов используют еще один важный показатель - температуру воспламенения и самовоспламенения. Например, пенополиуретан самовоспламеняется при температуре приблизительно 540?С, пенополистирол - при 475?С, а температура воспламенения пенополистирола еще ниже - 350?С. При горении пенополистирол плавится и продолжает гореть в расплавленном состоянии, растекаясь и образуя дополнительные очаги пожара.

От редакции

Публикуя данный материал, редакция прекрасно понимала, что он может быть истолкован по-разному, вызвать множество вопросов и возражений, особенно со стороны производителей вспененных утеплителей. Поэтому, чтобы отбросить возможные подозрения в тенденциозности, мы готовы предоставить страницы своего журнала для более широкого обсуждения затронутой проблемы. Единственное условие - наличие аргументированной позиции.