|
Пенополистирол |
|
Пенополистирол - утеплитель, эффективность
которого проверена временем. Уже
40 лет в мире широко применяется в качестве утеплителя пенополистирол.
Все свойства, которыми он обладает: технологичность, низкая теплопроводность,
водопоглощение порядка 1 %, долговечность,
характеризуют этот материал с лучшей стороны. Пенополистирол как строительный материал очень технологичен. Он легко
поддается механической обработке простыми и общедоступными инструментами -
хорошо пилится пилой и режется ножом. При больших объемах обработки пенополистирола на строительной площадке можно
использовать ручные резаки с нагревающейся металлической струной. Срез у пенополистирола четкий, прямолинейный и имеет ровную
поверхность. При необходимости на поверхность пенополистирола
легко может быть нанесен слой клеящего или связующего материала. Самая
замечательная характеристика пенополистирола - его
низкая удельная теплопроводность, в связи с чем он
признан одним из наиболее эффективных утеплителей в строительстве.
Объясняется это тем, что пенополистирол
представляет собой пористое тело, поры которого заполнены, как правило,
воздухом. А его теплопроводность в спокойном состоянии равна 0,028 Вт/(м °С).
Гранит же, например, имеет коэффициент теплопроводности в 100 раз больше -
около 3 Вт/(м °С), сталь - приблизительно 50 Вт/(м -°С), алюминий - почти 190
Вт/(м °С). Теплопроводность
для одного и того же материала не постоянна. Она может изменяться в
зависимости от его объемного веса, влажности (чем больше влажность, тем
больше теплопроводность), температуры и направления теплового потока.
Зависимости этого показателя от плотности и температуры приведены на рисунке.
Надо
иметь в виду, что на рис. А показана зависимость теплопроводности образцов
толщиной 20 мм от их плотности при температуре 10 °С,
что поставщики импортных утеплителей указывают в рекламах. Однако при другой
температуре, как видно из рис. Б, показатели
изменятся. Известно,
что в нашей стране на отопление 1 квадратного метра площади зданий
расходуется топлива в 2 раза больше, чем в Германии, и в 3 раза больше, чем в
Швеции и Финляндии. Расходуя меньше топлива на обогрев помещений, ни немцы,
ни шведы, ни финны не мерзнут, да и мы не потеем. Правда, в большей степени
воздействуем на микроклимат городов - "отапливая" улицы. По этой
причине в СНиП "Строительная
теплотехника" были внесены изменения (приказ №247 от 27.12.1993г),
которые ужесточают требования к термическому сопротивлению ограждающих
конструкций (стены, окна, покрытия и перекрытия). Для
каждого региона в зависимости от климатических условий установлены свои
величины требуемого термического сопротивления. Например, в одесском регионе,
согласно этому СНиПу, требуемое термическое
сопротивление (Ro) наружной стены должно быть около
2,2 м2 °С /Вт. Этот показатель
может быть достигнут при применении любых строительных материалов. Выбирая
тот или иной материал, нужно руководствоваться тем, что конструкция стены
должна иметь необходимую устойчивость, несущую способность и наименьшую
стоимость. При использовании материалов с большим коэффициентом
теплопроводности и для обеспечения необходимого сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции стены проектируются более толстыми.
Стена из пенополистирола толщиной 12 см и кирпичная
стена толщиной около 2 м выполняют одинаковую теплотехническую функцию, хотя пенополистирол "слабоват", чтобы быть несущей
конструкцией в здании. В тоже время расточительно делать ее только из кирпича.
Толщина наружной стены, необходимая для обеспечения
требуемого термического сопротивления
Следовательно,
современные стены должны быть многослойными, с использованием материала с
низким коэффициентом теплопроводности. Максимальная
и минимальная температуры эксплуатации, в пределах которых пенополистирол не меняет структуры и сохраняет свои
свойства утеплителя, могут быть различными в зависимости от продолжительности
их воздействия, например пенополистирол выдерживает
кратковременное воздействие температуры 110 °С и
несколько минут температуру 95 °С. В силу этого при работе с пенополистиролом можно использовать в качестве клея
расплавленный битум, но не разведенный растворителями. В
случае постоянного воздействия на пенополистирол
высокой температуры ее величина не должна превышать 80 °С. Минимальная
температура эксплуатации пенополистирола - минус
180 °С. Пенополистирол имеет маленький коэффициент
теплового расширения, в диапазоне температур 20- 80 °С он составляет в
среднем 0,00006 /°С Удлинение не является остаточным и при охлаждении до
первоначальной температуры длина плиты восстанавливается. Несмотря на
небольшой коэффициент, термическое расширение пенополистирола
нельзя игнорировать при проектировании и строительстве. От
показателя плотности зависят почти все свойства пенополистирола.
В этом легко убедиться, ознакомившись с таблицей, в которую собраны требуемые
ГОСТ 115588-86 технические характеристики пенополистирола.
Все показатели с увеличением плотности улучшаются, кроме коэффициента
теплопроводности, который начинает увеличиваться (ухудшаться) в пределах
марки 50 из-за изменения структуры под влиянием способов теплопереноса в
ячейках пенополистирола.
Прочность на сжатие и предел прочности на изгиб пенополистирола прямо пропорционально зависят от его
плотности, т. е. чем больше плотность, тем выше его прочностные
характеристики. Воздействие
воды на строительные материалы и конструкции в процессе строительства и эксплуатации
зданий - наиболее неблагоприятный фактор. Известно, что происходящее в
процессе эксплуатации уплотнение и увлажнение минеральной ваты в трехслойных
панелях, снижает их термическое сопротивление на 25-30 %. Пенополистирол - материал, состоящий из вспученных и сплавленных между
собой гранул, внутри которых присутствует огромное количество замкнутых и
изолированных друг от друга, заполненных воздухом пор. Он почти не впитывает
воду, но она может проникать в него за счет капиллярного эффекта через
микроскопические щели в местах сплавления гранул. По этой причине водопоглощение увеличивается с уменьшением плотности пенополистирола. Часто
сравнивают показатели водопоглощения пенополистирола и минеральной ваты. Это - абсурд. Возьмем
два кубика, каждый из которых имеет размер стороны 10 см, т. е. его объем
1000 см3, или 1 л. Один вырезан из пенополистирола,
другой - из минеральной ваты. Оба весят по 50 г, имеют плотность 50 кг/м3. И
тот и другой состоят из твердого вещества и воздуха, который занимает примерно
90 % объема. Если погрузить их полностью в воду на сутки, то
пенополистирольный кубик (изготовленный нашим предприятием) будет весить
около 60 г, а кубик из минеральной ваты - почти 1 кг. По этой причине водопоглощение минеральной ваты определяется не в
результате полного погружения образца в воду, а по результатам частичного
погружения образца (прикосновения к зеркалу воды). В связи с этим указанный
показатель для пенополистирола и минеральной ваты
сравнивать некорректно. Пенополистирол не растворяется
и не разбухает в воде. Он обладает стойкостью к различным веществам, включая
растворенные кислоты и щелочи. Гипс, известь, цемент, силиконовые масла и не
содержащий растворителей битум не нарушают структуру пенополистирола.
Он также не усваивается грызунами в качестве корма и не может служить
питательной средой для грибков и бактерий. Все эти показатели позволяют
отнести пенополистирол к долговечным материалам,
срок эксплуатации которого в строительной конструкции можно соизмерять со
сроком эксплуатации основных материалов в этой конструкции. Сегодня
можно утверждать, что пенополистиролу присуща
долговечность более 40 лет, и даже возможно в несколько раз больше. Ведь пенополистирол - материал сравнительно молодой. Впервые
этот вспененный полимер получен в 1952 г. фирмой "BASF". О его
долговечности говорят результаты эксперимента, проведенного этой фирмой. Пенополистирол, уложенный под рулонную кровлю в качестве утеплителя
крыши здания в 1955 г., извлекли в 1986 г. Исследовав извлеченный образец,
специальная квалифицированная комиссия установила, что по истечении 31 года
не произошло каких-либо функциональных изменений пенополистирола,
он, как и прежде, отвечает требованиям немецких стандартов. Статья подготовлена по материалом |
|||||||||||||||||||||||||||||||
