ВЫБОР УТЕПЛИТЕЛЯ. КАКОЙ ЛУЧШЕ? РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ.
Советы архитектора
LitinskyandLitinsky. com

 

Это четвертая  статья из цикла моих статей  "Советы архитектора" посвященных теме строительных материалов и конструкций тем людям, которые озадачены вопросами строительства, но не могут определиться с выбором материала.
В данной статье речь пойдет об утеплителях для ограждающих конструкций.  Вокруг них уже собралось достаточно большое количество ложной информации, которая может значительно исказить реальное положение вещей для  неискушенного человека. Тепло в большинстве строительных конструкций предыдущих эпох передавалось легко, снижая качество внутреннего микроклимата  зданий и только в прошлом  и нынешнем столетии стали уделять большое внимание удерживанию определенного температурного режима во внутренней среде, используя определенные материалы с высокими теплоизоляционными свойствами, как слои  конструкции стен и покрытий.
Так, теплоизоляция  в строительных конструкциях  зачастую уменьшает передачу тепла между внутренней и внешней средами, хотя бывают случаи когда необходимо размежевать внутренние среды по температурным режимам.
Рассматривать буду  лишь самые популярные виды утеплителей, которые получили широкое распространение в строительстве.
Актуальные критерии , по которым можно будет проанализировать утеплитель следующие: 
-Химический состав; 
-Теплотехнические характеристики ;
-Практика применения ;
- Долговечность материалов; 
-Рекомендуемые области применения; 
Итак, перед началом рассмотрения материалов считаю  необходимым напомнить некоторые аксиомы, касающиеся тепла  и его движения сквозь толщу конструкции. 
 Что подразумевают, когда говорят, что тепло нагревает некоторую среду или предметы?
Ответ прост, тепло-это энергия которая передается предметам или газам нагревая их (в данном случаи будем говорить о воздухе) .

Тепло всегда будет двигаться в направлении его отсутствия, то есть, тепло двигается в сторону холода, а не наоборот.

Выделяют три способа передачи тепла, на которых основаны исследовательские показатели и расчеты:
-теплопроводностью, этот способ передачи тепла осуществляется в твердой, жидкой и газообразной средах, однако в чистом виде он наблюдается только в сплошных материалах. В твердых телах (диэлектриках) и в жидкостях энергия переносится упругими волнами, в газах — диффузией атомов или молекул, а в металлах — диффузией электронов;
- конвекция,
передача теплоты с движением газовых масс, а так же жидкости;
- излучение,
то есть, передача энергии электромагнитными волнами( в основном в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре) между поверхностями материалов.
Все эти виды передачи присутствуют в каждом материале в большей или меньшей степени. Передача теплоты в пустотных материалах  происходит иначе чем в полнотелых сплошных материалах, где в основном тепло передается теплопроводностью. В материалах с пустотами передача тепла излучением и конвекцией начинает отыгрывать более значительную роль.

Характеристика энергоэффективности материала прежде всего определяется теплоизоляционными свойствами материала и отображается коэффициентом теплопроводности "λ"( лямбда) ,размерность (Вт/(м*°С)). Этот коэффициент обратно пропорционален.

то есть, чем меньше значение "λ", тем лучше теплоизоляционные свойства материала.


В статье рассмотрены шесть видов утеплителей. Представлен сжато достаточно большой объем информации и за один раз качественно ознакомиться со статьей не представляется возможным. Так что рекомендую сконцентрировать ваши усилия на усвоении информации об интересующем вас типе утеплителя и на общих выводах в конце статьи.

Начнем по порядку...

минераловатный утеплитель

МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА

Минеральная вата - один из самых распространенных утеплителей. Принцип ее строения аналогичен обычной хлопковой вате, то есть  материал состоит из тонких волокон переплетенных между собою, так что можно сказать, что в основе  этого утеплителя лежит  природный или естественный  принцип устройства. Впервые такое изделие начало выпускаться в  Уэльсе в Великобритании в 1840 году и до сих пор остается популярным среди новых утеплителей, поэтому можно говорить о том, что данный материал прошел испытание временем и стал классическим строительным материалом, таким как кирпич например. Принципиально, изделия из минеральной ваты можно разделить на три типа:
-маты это изделия из минеральной ваты которые при укладке могут изгибаться;
-плиты это плотные изделия из минеральной ваты которые практически  не изгибаются и поддаются только обрезке;
-формованные изделия  это  изделия как и плиты не поддаются значительным деформациям и предназначены для утепления конкретных геометрических форм (конус , цилиндр, и т. п.). Предназначены такие изделия для утепления  дымоходных труб, труб теплосетей, вентиляционного оборудования и многого другого.

СЫРЬЕ

Сейчас данный вид утеплителя изготавливается в основном из базальтов и габбра ( плутонического аналога базальтов) в смеси с небольшим количеством доломита, известняка или так называемого "основного шлака". Раньше, проводили поиски возможности использования других горных пород, а так же оптимизации производства строй материалов и использования вторсырья (боя стекла и кирпича ) с добавлением корректирующих добавок для получения минеральной ваты.

Но в процессе эксплуатации было замечено, что наилучшие эксплуатационные характеристики были именно у ваты где в основе сырья была габбро-базальтовая группа. Волокно из такого сырья обладает повышенной химической устойчивостью оно превосходит стекловолокно, а так же минеральное волокно на основе других горных пород по кислото-, щелоче- и пароустойчивости .

Несмотря на вышесказанное, как основное сырье, в разных странах до сих пор используют мергель, диабаз и прочие горные породы, шлаки, отходы асбестоценентного производства.
Химический состав Базальтов это в основном оксиды ( SiO2 42-58%, Al2O3 10-20% , Fe2О3+CaO+MgO 15-25%) ,с малой частью щелочей.
Все эти соединения устойчивы и не оказывают негативного воздействия на здоровье человека.

ПРОИЗВОДСТВО

Сырье под действием высоких температур превращают в расплав. Вата из  расплава производиться следующими способами:
-путем раздувки сжатым воздухом или паром;
- центробежным способом;
-центробежно-валковым способом ;
-центробежно-дутьевым  способом;
 и многими другими...
На стандартном производстве дальше полученное волокно  обрабатывают связующим, то есть проще говоря клеящим составом, и  фиксируют связующее путем обработки  при не очень высоких температурах. Иногда  используют иной, нестандартный метод с высокотемпературной  термообработкой волокна без связующего.
Полученный продукт обрезают  и нарезают на изделия.
В зависимости от способа производства ваты,  указанного выше, волокно может быть толщиной от  0,6мкм (микротонкое) до 500мкм (грубое).

Толщина волокна влияет на теплофизические свойства - чем тоньше волокно, тем теплее изделие из него будет .(Рис.1)

толстое и тонкое минеральное волокно

Рис.1

На фотографиях выше вы видите волокна с разной толщиной но при этом плотность изделия из них одинаковая. Более тонкие волокна в такой концентрации лучше препятствуют передачи тепла излучением чем более грубые волокна.

СВЯЗУЮЩЕЕ

Минераловатный утеплитель на синтетическом связующем

Неоднократно были осуществлены попытки создать биосвязующее на основе природных органических смол, например янтарной кислоты. Но в большинстве случаев в роли связующего на данный момент используют синтетические соединения. Детальнее читайте тут.

Так некоторые производители не указывают связующие, а лишь отписываются: " фенол в связующем полностью связан", или пишут: " без нефтесодержащих веществ " и тому подобное. Хотя это не совсем правильно, ведь засекреченный компонент может быть токсичным.

Наиболее распространенные синтетические связующие смолы которые используют, не скрывая их состав, это: фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные (или как их еще называют карбамидные), а так же акриловые смолы. Так вот, следует отметить одну важную деталь, указанные выше смолы это продукты поликонденсации. И сами смолы и некоторые компоненты, из которых они получены, достаточно токсичны, кроме акриловой смолы. Надеюсь все помнят из школьного курса химии, что формальдегиды и фенолы весьма ядовиты для человека. Но данные смолы все же широко используют, в малых количествах, в производстве ДВП, ДСП, клея для фанеры, лаков. Использование этих соединений в допустимых концентрациях не наносит вреда здоровью человека. Так что прежде чем перечитывать страницы интернета о вреде фенолформальдегидных и прочих смол, прошу вспомните из чего сделана корпусная мебель в ваших квартирах... Так же отмечу, что для утепления стен внутри помещений принято использовать утеплители с потенциально нетоксичным связующим, например с акриловой смолой.

В минераловатном изделии концентрация смол составляет весьма малое значение, а именно от 1 до 5 % и в особо плотных до 8% .

Количество связующего косвенно негативно влияет на коэффициент теплопроводности λ изделия. 

Чем больше связующего в изделии, тем хуже теплозащитные свойства утеплителя.

Среди минераловатных утеплителей производятся так называемые "прошивные" маты, которые в своем составе не имеют, или имеют пониженную концентрацию связующего, которая составляет от 1 до 2%, необходимую для обеспыливания волокон.

Минераловатный утеплитель без связующего

Изделия из минерального волокна где нет вредных для человека химических соединений можно отнести к эко изделиям.
Одно из таких изделий,  это маты/плиты на основе базальтового волокна прошедшие высокотемпературную термообработку. Они имеют достаточно широкий спектр использования, в том числе и в  конструкциях с высокотемпературным режимом работы (до +700°С ). И в этих изделиях действительно нет связующих смол.  Связывание волокон  в таких изделиях  происходит  методом "спекания".
 Это процесс происходит при интервале температур  +750...+900°С.  Материал, имея в исходном состоянии стекловидную структуру, благодаря наличию оксидов железа и титана, подвергается кристаллизации.  Под воздействием высокой температуры и нагрузки  так называемая "стекловидная фаза" начинает размягчатся  обволакивая кристаллы волокна и как бы склеивает их, таким образом выполняя роль связующего . Такие изделия в виду специфики связывания волокон обладают очень маленькой гигроскопичностью ( то есть способностью впитывать влагу из воздуха ) -0,05....0,01% , но из-за затрат, необходимых для производства такого рода изделий,  они дорогие и поэтому используются в основном  в энергетике.

 Есть еще один вид экологически чистого утеплителя. В последнее время  появилась вата с ремаркой "Sаfe", в тюках . Похоже, что это минеральная вата  не обработанная связующими смолами.  Она не сформована в какие либо изделия и похожа на пух набитый в подушку. Это "новое",  ничто иное как   всего лишь  хорошо забытое "старое",  поскольку опыт использования такого утепления уже известен из  советской эпохи. При использовании такая вата, в вертикальных полостях, со временем дает усадку. Она не пригодна для утепления междуэтажных перекрытий , так как под действием сжимающих нагрузок уплотняется неравномерно.

Конечно же,  не возможно перечесть все типы изделий из минерального волокна,  но я постарался  перечислить и описать основные.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УТЕПЛИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА:

Горючесть

Минеральная  вата по классу горючести  относится к "НГ", то есть не горючая.

Температурный режим

Сама вата на основе базальтов выдерживает нагрев до 1000°С.
Температурный интервал применения минераловатного волокна на основе базальтов достаточно велик, от -269°С  до +700...900°С.
Связки же из фенолформальдегидных смол в интервале температур  +300...350°С попросту  разрушаются. При нагреве до температур приближенных к указанному порогу, в течении длительного времени, связка из смол начинает стареть.  Замечено, что наибольшая  "постоянная"  температура  применения у  фенолформальдегидных смол, при которых связующее ведет себя достаточно стабильно, ~ 100°С,  а  у  карбамидных смол ~ 60°С.

Влагопоглощение

 Гигроскопичность  базальтовых волокон по разным сведениям от менее 1% , а по другим до 3%.
При даже самом незначительном  увлажнении минераловатного изделия   его теплоизолирующие свойства ухудшаются, и что бы  ограничить водопоглощение волокна, многие производители используют  гидрофобизирующие( то есть водоотталкивающие) пропитки, такие как силан, аминопропилтриметроксилан и другие, в очень малых количествах. Порой это значение составляет  0,05%. Эти пропитки не дают возможности волокну абсорбировать влагу выше определенного порога.
Гидрофобизированные минераловатные плиты на данный момент   широко используют для устройства "мокрых фасадов" , поскольку нанесение  штукатурки происходит непосредственно на поверхность утеплителя и нет возможности организовать воздушную прослойку для подсушивания самой ваты.

Теплопроводность и Плотность

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты   λБ =0,040.....0,087 Вт/(м*°C) в условиях эксплуатации "Б". Не стоит  обращать особого внимания на заниженные показатели на упаковках утеплителя, где например указываются коэффициенты  теплопроводности  λ =0,035.....0,038 Вт/(м*°С).  Изготовители, что бы разрекламировать свой товар, пишут эти показатели большими буквами. В принципе они не врут. Такие показатели возможны для данного утеплителя, но лишь в условиях очень низкой  влажности воздуха ( в лаборатории ) и для абсолютно высушенных образцов. В реальности  утеплитель будет эксплуатироваться   в среде, где влажность воздуха достаточно велика, так что, если вы выбираете утеплитель, то ищите на упаковке  теплотехнические  характеристики значения: "λБ  в условия эксплуатации Б", то есть во влажных условиях внешней среды.
 Значение плотности базальтовой ваты составляет в среднем  20-150 кг/м3. Есть также  плиты с плотностью достигающей  225 кг/м3 .
Плотность косвенно  влияет на коэффициент теплопроводности λ . Согласно  ДСТУ Б В.2.7-167:2008, наиболее оптимальные показатели коэффициента теплопроводности у изделий с плотностью от 40 до 80 кг/м3   . При плотности  50-70 кг/м3  и   при наименьших показателях количества связующего 3,5-4,2% они наилучшие.
Но не стоит думать, что если вы купите минеральную вату с вышеуказанной  плотностью это будет оправданный выбор для всех случаев.
 Так к примеру,  для стен с  утеплением  под штукатурку нужно  использовать вату с  довольно большой плотность 100...150кг/м3.  Для  стен с  вентилируемой прослойкой это значение может быть меньшим 45...110 кг/м3 (Рис. 2) и  для утепления перекрытий, где вата подвержена сдавливанию (под стяжку) , ее  плотность должна быть наибольшей 140...225 кг/м3  .
Ниже в таблице приведены основные показатели  коэффициента теплопроводности, которые определены нормативно для разных плотностей материала.
На практике могут производиться маты/плиты  из более тонкого волокна и они будут иметь более высокие теплоизоляционные характеристики  чем заявленные в таблице ниже, но лучше субъективно занижать эти показатели, ведь по факту не известно отвечают ли они заявленным характеристикам или нет.

.

ρ,кг/м3

λБ Вт/(м*°C)

Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем
(содержание связующего по массе от 3,5% до 4,2%)

30

0,045

50

0,042

70

0,040

110

0,044

140

0,045

180

0,048

220

0,050

Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем
(содержание связующего по массе от 4,0% до 5,0%)

20

0,049

30

0,047

50

0,046

80

0,045

110

0,047

190

0,052

Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем
негофрированные структуры

75

0,062

125

0,070

150

0,066

175

0,072

200

0,081

Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем
гофрированной структуры

175

0,079

200

0,087

Плиты негорючие теплоизоляционные базальтовые-волокнистые

40

0,059

90

0,054

Маты прошивные из минеральной ваты теплоизоляционные

50

0,048

70

0,064

95

0,070

Достоинства

Помимо хороших теплоизолирующих свойств изделия из минеральной ваты имеют также высокие звукоизолирующие свойства. Они химически стабильны, долговечны, не подвержены гниению и воздействию грибков. Преимуществом в монтаже является гибкость и податливость сжатию, что дает возможность хорошо уплотнять стыки. Некоторые материалы могут использоваться для конструкций с достаточно высокой температурой эксплуатации .

Недостатки

Материал подвержен конвекции, паропроницаем и гигроскопичен. При неправильном монтаже и эксплуатации он будет накапливать влагу и терять свои теплоизолирующие свойства. Так же он требует защиты от внешних атмосферных воздействий.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ

В наших проектах мы достаточно часто используем именно минераловатный утеплитель на основе базальтовых волокон. Он не подвержен интенсивному термостарению, ведь в его основе минеральное волокно. Материал ведет себя предсказуемо, в отличии от полимерных утеплителей. Благодаря этим качествам , он часто используется в так называемой "Устойчивой архитектуре"( sustainable architecture ).

СРОК СЛУЖБЫ

Самым уязвимым компонентом при старении неорганического базальтового волокна является связующее ( ведь оно на органической  основе ). Чем связующее стабильней тем больше срок службы изделия.
Срок эффективной эксплуатации изделий на основе базальтов  заявлен многими производителями  не менее  50 лет. Я думаю, что такой термин эксплуатации  привязан скорее всего к табличному значению ДСТУ Б В.2.6-189:2013 " Методы выбора теплоизоляционного материала для утепления зданий",   нежели к каким-то другим объективным причинам. В упомянутом ДСТУ минимальный срок эффективной эксплуатации  данного материала  указан не менее 50 лет. По истечению данного срока, нет никаких гарантий что он будет и дальше сохранять свои первоначальные теплотехнические  показатели, однако,  так же нет и причин думать, что он их начнет терять. Стоит упомянуть, что такой срок эксплуатации заявлен для конструкции стены с вентилируемой прослойкой( более подробно, об этом типе  конструкции можно прочитать в моей предыдущей статье. )

Ниже, на рисунке 2, приведена схема использования основных плотностей минераловатного утеплителя.

Схема размещения минеральной / стекловолоконной ваты в конструкции дома

Рис.2

Cтекловата

СТЕКЛОВОЛОКОННАЯ ВАТА (СТЕКЛОВАТА)

Стекловолоконная вата в Украине не получила такого широкого распространения как вата на основе базальтов.  Она появилась почти на 100 лет позже ваты на базальтовом волокне. Первые изделия связывают с компанией Saint Gobain  (создатель  бренда "ISOVER"), выпущенные в 1930г. Причины низкой популярности могут быть разные, но в основном, я думаю, это ее физико-технические характеристики. Они не настолько хороши как у минеральной ваты на основе базальтов.
Изделия здесь можно разделить на две группы:
-маты это изделия из ваты которые при укладке могут изгибаться ;
-плиты это плотные изделия из ваты которые практически  не изгибаются и поддаются только обрезке.

СЫРЬЕ

Сырьем для изготовления стекловолокна служит шихта( смесь компонентов), состоящая из кварцевого писка ( В основном это оксид кремния SiO2 -95%,) известняка (CaCO3) или доломита (CaCO3 • MgCO3) и карбоната натрия (Na2CO3) в определенных пропорциях.
Все эти соединения  химически устойчивы и не оказывают негативного воздействия на здоровье человека.

ПРОИЗВОДСТВО

Шихту расплавляют в специальных печах и после перерабатывают в стекловолокно способом подобным тому, который используют для создания минерального волокна. Затем изделие обрабатывают связующим формуют и обрезают.

СВЯЗУЮЩЕЕ

В большинстве случаев в роли связующего, как и в минеральной вате, используют те же  фенолформальдегидные смолы.  Производители так же порой засекречивают само связующее. Концентрация  этих смол идентична минеральной вате, от 1 до 5 %  .
Однако в последнее время появляются эко варианты изделий. Так например, в 2017 уже упомянутый выше бренд"ISOVER"  запустил линейку изделий на биосвязующем без каких либо фенолформальдегидных смол. Согласно Французскому "VOC Emissions from construction products" такой утеплитель относят к максимально безвредным для  интерьерных работ материалам (класс A+). Единственное, что мне неизвестно, это долговечность такого утеплителя.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УТЕПЛИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ СТЕКЛОВОЛОКНА

Горючесть

Стекловата  по классу горючести  классифицируется  как "НГ" то есть не горючая.

Температурный режим

Само стекловолокно выдерживает нагрев до 650°С.
Температурный интервал применения от -60  до +450°С.
Связки же из фенолформальдегидных смол в интервале температур  +300...350°С попросту  разрушаются. При нагреве до температур приближенных к указанному порогу, в течении длительного времени, связка из смол начинает стареть.  Так что наибольшая  "постоянная"  температура  применения у  фенолформальдегидных смол, при которой связующее ведет себя достаточно стабильно, ~ 100°С,  а  у  карбамидных смол ~ 60°С.

Влагопоглощение

Гигроскопичность стекловолокна  достигает до 20%  , в виду этого у такого материала тоже есть линейки изделий, которые выполняются с использованием гидрофобизаторов ( веществ препятствующих влагонакоплению выше определенного порога). Они идентичны тем которые используются в минеральной вате.

Теплопроводность и Плотность

Коэффициент теплопроводности стекловолоконной  ваты   λБ =0,047.....0,065 Вт/(м*°С) в условиях эксплуатации "Б" .
Условия эксплуатации "Б", это условия, как уже было сказано, рассчитаны на естественною влажность воздуха внешней среды.
Плотность материала составляет 10-140 кг/м3  
При наименьших показателях количества связующего (4,0-4,5%) и показателях плотности в диапазоне  20-80 кг/м3   материал имеет самый низкий, а значит и самый наилучший  коэффициент теплопроводности λ.  Но опять таки, необходимо учитывать целесообразность  применения изделий исходя из типа конструкции, так же, как и в случаи с минеральной  ватой (см. Рис. 2).
В таблице приведены основные показатели коэффициента теплопроводности которые определены нормативно для разных плотностей материала.
Так же как и в случаи с минеральной ватой, маты/плиты могут быть изготовлены  из более тонкого волокна и поэтому могут иметь характеристики выше заявленных в данной таблице. Но лучше субъективно занижать эти показатели, ведь по факту не известно отвечают ли они заявленным характеристикам или нет.

ρ,кг/м3

λБ, Вт/(м*°С)

Плиты из стеклянного штапельного волокна
(содержание связующего по массе, от 3,5% до 4,0%)

10

0,053

15

0,051

55

0,048

140

0,051

Плиты из стеклянного штапельного волокна
(содержание связующего по массе от 4,0% до 4,5%)

10

0,054

15

0,052

20

0,047

80

0,049

Маты из стеклянного штапельного волокна
(содержание связующего по массе от 5,0% до 5,5%)

25

0,065

35

0,064

50

0,065

Достоинства

Помимо хороших теплоизолирующих свойств изделия из стекловаты имеют также высокие звукоизолирующие свойства. Они химически стабильны, долговечны, не подвержены гниению и воздействию грибков. Их преимуществом в монтаже является гибкость и податливость сжатию, что дает возможность хорошо уплотнять стыки.

Недостатки

Материал подвержен конвекции, паропроницаем, и гигроскопичен. При неправильном монтаже и эксплуатации он будет накапливать влагу и терять свои теплоизолирующие свойства. Так же он требует защиты от внешних атмосферных воздействий.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ

Маты на основе стекловолокна в нашей практике были использованы как звукоизоляция. При их монтаже могут понадобиться респиратор, перчатки, и плотная спец одежда.

СРОК СЛУЖБЫ

Срок эффективной эксплуатации изделий на основе стекловолокна  заявлен многими производителями  не менее  50 лет , по аналогии с минеральной ватой.

Ниже приведена рекомендуемая схема размещения основных плотностей неорганической минеральной или стекловолоконной ваты в конструкциях дома.

Схема размещения минеральной / стекловолоконной ваты в конструкции дома

Рис.2

Материал конечно имеет определенные недостатки.

Один из них -  при размещении его на  плите перекрытия, его толщина всегда будет превышать  толщину хорошего полимерного утеплителя,  из-за более низкой теплоэффективности  (при условно одинаковой несущей способности  обеих материалов ),а значит перекрытие ( конструкция пола ) с минераловатным  утеплителем будет иметь большую толщину для обеспечения нужного уровня теплозащиты, чем с использованием  хорошего полимерного утеплителя. Это важный критерий когда идет  борьба  за высоту помещения.
Второй-  даже при  наличии гидрофобизирующих добавок ,утеплитель, на мой взгляд, не желателен к  использованию  в потенциально влажных средах, например  в   конструкции пола по грунту или на цоколях зданий . В этом случаи минераловатный утеплитель, даже имея гидрофобизирующую пропитку, всегда  будет требовать наличия качественной гидроизоляции (а в отдельных случаях и пароизоляции) для защиты от накапливания  несвязанной влаги в толще материала, так как он  паро- и  влагопроницаем. Стоит отметить, что наличие дополнительных гидроизолирующих компонентов  в результате увеличит  стоимость строительства.
Хочу так же отметить что стекловата, на мой взгляд,  является решением для утепления  конструкции когда нет возможности  приобрести качественную минеральную вату, так как материал имеет не такие высокие физико-механические свойства как минеральная вата на основе базальтов, особенно  порог влагопоглощения.

Пеностекло, Foamglass

ПЕНОСТЕКЛО

Пеностекло как строительный материал известен давно. Еще в 30-е годы прошлого века в Европе   были оформлены  первые патенты на изготовление этого материала. За границей изделия подобного типа известны под брендом"FOAMGLASS", Отечественное производство, несмотря на то что изобретение этого утеплителя приписывают научному деятелю СССР, было развернуто в 50 годы. Причины того, что материал не имеет на данный момент широкого распространения следующие:
- высокая стоимость финального продукта из-за высоких  энергозатрат при производстве;
- материал не может быть таким же теплоэффективным как современные полимерные утеплители, поскольку плотность производимых изделий не менее 100 кг/м3, в изделиях с меньшей плотностью  материал  стает очень  хрупким и повышается его порог влагопоглощения, хотя по сравнению с полимерными утеплителями пеностекло намного долговечнее.
Пеностекло производиться в трех типах изделий:
-плиты, это плотные изделия которые не изгибаются и поддаются только обрезке;
-формованные изделия, эти  изделия, как и плиты, не поддаются  деформациям и предназначены для утепления конкретных геометрических форм (конус , цилиндр, и т. п.). Предназначены такие изделия для утепления  дымоходных труб , труб теплосетей и многого другого;
-насыпная фракции, в виде бисерин, это шарообразные изделия разного диаметра.

СЫРЬЕ

Сырьем для изготовления пеностекла служит в основном измельченное стекло, а вспенивающим компонентом смесь в основном из углеродосодержащих химических соединений ( например графит, СaCO3, NaNO3) а так же соответствующие добавки для стабилизации размера пор при их образовании.
Для насыпной фракции измельченное стекло с добавлением специальных реагентов ( газообразователей) превращают в гранулы-полуфабрикаты предназначенные для дальнейшего расширения.

ПРОИЗВОДСТВО

Производство происходит следующим образом: смесь стеклянного порошка и вспенивающего компонента засыпают в формы и дальше они двигаются  через специальную печь, где под действием температуры протекает реакция окисления пенообразователя и происходит вспенивание расплавленной смеси. Далее полученные заготовки помещают в другую печь, где в течении 10-15 часов медленно снижается температура  заготовок от +600 до +50°С. Далее заготовки нарезаются на изделия .
В случае с насыпной фракцией изделия получают путем расширения  при нагреве до высоких температур гранул-полуфабрикатов в специальных печах, где так же происходит окисление газообразователя и образование пор в размягченной от температуры грануле.
Насыпная фракция может быть использована как крупный заполнитель для бетонов. Как утеплитель стен такой материал будет менее теплоэффективен  чем изделия типа плиты, хотя будет достаточно паропроницаем в виду зазоров между бисеринами фракции.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УТЕПЛИТЕЛЕЙ ИЗ ПЕНОСТЕКЛА

Горючесть

Пеностекло  по классу горючести  классифицируется  как "НГ" , то есть не горючее.

Температурный режим

Само пеностекло выдерживает нагрев приблизительно до +800°С.
Температурный интервал применения от -200..160°С  до +400...450°С. Заявленный температурный интервал у разных производителей немного отличается.
По границам температурного режима эксплуатации пеностекло уступает только рассмотренной выше  минеральной вате на основе базальтов.

Влагопоглощение и Плотность

Материал имеет малую, очень малую гигроскопичность, но  при постоянном увлажнении может накапливать влагу до определенного порога. Согласно некоторым исследованиям приведенным в книге Б.К. Демидовича " Пеностекло" если утеплитель подвергнуть постоянному увлажнению в течении долгого времени , через 120 суток его влагопоглощение составит  5% по объему.  При продолжении эксперимента в   промежутке между 830-1100 сутками  влагопоглощение начнет возрастать и может достигнуть по объему 70% и более, то есть происходит плавное разрушение материала.   Чем  плотнее материал,  тем меньше порог влагопоглощения.

Теплопроводность и Плотность

Коэффициент теплопроводности λБ  в условиях эксплуатации "Б",  согласно нормативной документации,  для пеностекла обозначен лишь для самой распространенной плотности 160 кг/м3и составляет  λБ =0,061 Вт/(м*°C). Хотя по факту если структура будет более мелкоячеистой, то  материал может быть более теплоэффективным.  Условия эксплуатации "Б" рассчитаны на учет влажности внешней среды . Они близки к естественным.
Материалы внутренних конструкций зданий (например пол внутри помещения) с нормальным режимом эксплуатации рассчитываются для условий эксплуатации "А". Коэффициент теплопроводности λA  в условиях эксплуатации "А" ,  согласно нормативной документации ,  для плотности 160 кг/м3  составляет  λA =0,060 Вт/(м*°C).

Достоинства

Имеет очень-очень низкую паропроницаемость а некоторые бренды указывают, что она попросту отсутствует. Имеет очень малую гигроскопичность, не подвержен гниению. Материал легко обрабатывается, очень долговечен и  химически стабилен, не горюч.

Недостатки

Не может демонстрировать наилучшие показатели по теплоизоляции в виду ограничения связанного с физико-механическими свойствами.  Материал не гнется, хрупкий.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ

На  практике мне так и не удалось использовать этот материал поскольку он достаточно дорогой, и мои заказчики предпочитали останавливать свой выбор на более дешевых и теплоэффективных материалах.

СРОК СЛУЖБЫ

Срок эффективной эксплуатации  пеностекла заявлен многими производителями  не менее  100 лет .

Ниже приведена рекомендуемая мною схема размещения пеностекла основных плотностей в конструкции дома. Красным указан утеплитель типа "Foamglas perinsul".

Схема розміщення піноскла в конструкції будинку

Рис.3

Белый пенопласт, серый пенопласт

ЭКСПАНДИРОВАННЫЙ ПЕНОПОЛИСТЕРОЛ ( БЕЛЫЙ ПЕНОПЛАСТ , СЕРЫЙ ПЕРНПЛАСТ)

Заграницей этот материал имеет аббревиатуру EPS (Expanded Poly Styrene ),то есть экспандированный ( расширенный)  пенополистирол.  У нас его чаще всего называют "белый пенопласт". EPS был изобретен в начале 20-го столетия, но  в Европе запатентован компанией "BASF" только в 1951 году . В СССР этот материал имел параллельную историю развития и в строительстве стал применятся намного раньше (в 1939 году), чем это стали делать в странах Европы.  В настоящее время на Европейском  рынке этот материал известен как  "Styropor" и его модификация  "Neopor"
Изделия из экспандированного  пенополистирола  отечественного производства можно разделить на два типа :
-плиты ПСБ и ПСБ-С ( Пенополистирол суспензионный беспрессовый.  Литера "С"  в конце означает самозатухающий, то есть с антипиренами .), это  изделия с малой и средней плотностью в виде плит;
-формованные изделия  выполнены в виде сложных геометрических форм (блоки для теплых полов, системы "Термодом" и т.п.).

СЫРЬЕ

Основой для этого полимерного утеплителя служит суспензированный  бисерный полистирол.
Суспензированный  бисерный полистирол изготавливается как полуфабрикат в виде маленьких гранул, путем суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразующего компонента, стабилизатора, инициатора, эмульгатора.  Для придания полимеру негорючести в него добавляют 3-5% антипиренов (бром и хлорсодержащие органические соединения,  например гексабромциклододекан) или сополимеризуют его например с  бромистым винилом ( в этом случае финальный продукт имеет другое название). Это сложные химические реакции, так что я не буду описывать, что за чем происходит. Единственное на чем я хочу заострить внимание это то, что как порообразующий компонент зачастую используются газы  пентан или гексан . Отмечу что газы пентан и гексан только в очень больших концентрациях могут причинить вред здоровью человека. Так же в новых изделиях серого цвета (Neopor) в полимер добавляют  углеродосодержащие соединения  для улучшения эксплуатационных и  теплофизических свойств.

ПРОИЗВОДСТВО

Полуфабрикат в виде маленьких гранул, в которых уже присутствует пентан (гексан), попадает  в производство. Под действием температуры и давления гранулы вспенивают (запаривают).То есть пентан  или( гексан ) под  действием температуры начинает испарятся и расширять гранулы где-то на 50%,  всю остальную работу по расширению продолжает делать пар или теплый воздух.  Попадая в гранулу, он расширяет  ее  в несколько раз преобразуя гранулу  в воздухонаполненную бисерину (Рис. 4).  В финальном продукте доля  пентана  ( гексана )  очень-очень маленькая  3,5-4,5 % , эта концентрация абсолютно безвредна для человека.

гранулы и бисерины пенополистирол

Рис.4

Полученные бисерины вылеживают, из них  формуют изделие беспрессовым способом  после его разрезают на плиты.
Изделия из пенополистирола имеют высокую стойкость к воздействию минеральных агрессивных сред.  Материал устойчивый к действию слабых и сильных кислот ( за исключением азотной).
 Пенопласты подвержены слабому воздействию грибков  ( чем плотнее материал, тем меньше воздействие грибков). Так, в исследованиях на образцах с  плотностью 98 кг/м3  и выше грибки не развивались вовсе. Материал так же подвержен воздействию грызунов, насекомых. 
 Пенополистирол разрушается под действием  некоторых битумных полимеров( праймер, битумно-полимерная гидроизоляция и т.п.), эфиров, кетонов, хлорированных и ароматических углеводов, при прямом воздействии ультрафиолета( то есть, от прямого воздействия солнечных лучей).

Таким образом можно уверенно сказать, что по устойчивости к разного типа химическим воздействиям пенополистирол уступает неорганическим утеплителям.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСПАНДИРОВАНОГО ПЕНОПОЛИСТЕРОЛА (БЕЛОГО ПЕНОПЛАСТА, СЕРОГО ПЕНОПЛАСТА)

Горючесть

Пенопласт  имеет  классы горючести  от "Г1" до "Г4",
Ниже я постарался упростить сложное описание группы горючести,  приведенное  в ДСТУ Б В.2.7-19, упустив, на мой взгляд, второстепенные для потребителя показатели.
Г1-это класс низкой горючести,  то есть при наличии открытого огня материал поддерживает горение, но если источник огня убрать, материал сразу затухает.
 Г4- это класс повышенной горючести, здесь по аналогии с Г1, материал поддерживает горение при наличии открытого огня и если источник огня убрать материал будет продолжать гореть более  60 сек., согласно ДСТУ Б В.2.7-19 (то есть  60 сек. это не придел, фактически он может и не затухать).

Температурный режим

 Пенопласт выдерживает нагрев, без оплавления, приблизительно  до 180-200°С, но температура  может быть выше или ниже указанной,  в  зависимости от состава материала. 
Температурный интервал применения приблизительно от  -80°С до  +70°С, но стоит упомянуть, что состав материала влияет на температуру применения,  так что интервал может быть как шире, так и уже.

Влагопоглощение и Плотность

Материал имеет малую гигроскопичность в виду  небольшого количества открытых пор, но  при постоянном увлажнении может накапливать влагу до определенного порога. Если утеплитель подвергнуть постоянному увлажнению то при  плотности  23.5 кг/м3  влажность по объему  через  одни сутки составит 2,4% , а через 28 дней  15,9% .
У изделия с плотностью  31.6 кг/м3  влажность по объему  через  одни сутки составит  1,4%  , а через 28 дней 9,6% .
Причиной тому является наличие небольшого количества открытых пор, главным образом между бисеринами .
Плотность материала влияет на его  способность  впитывать влагу, так водопоглощение изделия с плотностью 20-25 кг/м3   в 4-6 раз больше чем у изделия с  плотностью 60 кг/м3 .

Теплопроводность и Плотность

Коэффициент теплопроводности λБ в условиях эксплуатации "Б" в соответствии с нормативной документацией для пенопласта, в зависимости от плотности, составляет λБ= 0,46 .... 0,055 Вт / (м * °С). Условия эксплуатации "Б" рассчитаны на влажность внешней среды. Они близки к естественным.
Материалы внутренних конструкций зданий (например пол внутри помещения) с нормальным режимом эксплуатации рассчитываются для условий эксплуатации "А".
Коэффициент теплопроводности λA в условиях эксплуатации "А" в соответствии с нормативной документацией для пенопласта, в зависимости от плотности, составляет λA = 0,45 .... 0,036 Вт / (м * °С).
Ниже в таблице приведены показатели коэффициента теплопроводности λ для основной линейки изделий.

ρ,кг/м3

λБ Вт/(м*°С)

λA Вт/(м*°С)

Плиты пенополистирольные экструдированные

15

0,055

0,045

25

0,053

0,043

35

0,050

0,041

50

0,045

0,040

Полистирол с использованием углеродной сажи или мелкодисперсного графита

15

0,047

0,037

25

0,046

0,036

Достоинства

Имеет низкую паро- и воздухопроницаемость, не подвержен гниению. Легко обрабатывается. В безвоздушных пространствах (например в стяжке или залитый бетоном) имеет не вероятно долгий срок эксплуатации.

Недостатки

Материал крошится. Практически не гнется. Не может отводить излишки капиллярной влаги в стеновой конструкции. Подвержен воздействию некоторых химических соединений, грибков. Полимер со временем стареет и начинает разрушаться. При продолжительном увлажнении накапливает влагу, требует изоляции от атмосферного воздействия и солнечных лучей. Материал очень токсичен при горении. Также материал имеет значительный коэффициент линейного расширения, превышающий например показатели стали в 5 раз. То есть, от нагрева и охлаждения он увеличивается и уменьшается в размерах. Такая подвижность со временем приводит к усадочной деформации материала, и этот процесс необратим. Высокая подвижность материала может привести к повышенному трещинообразованию настилающей тонкой штукатурки, при использовании его на фасаде, в местах стыков плит утеплителя.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ

При проектировании домов я старался крайне мало использовать "белый пенопласт"  размещая его только в толще перекрытия, там, где он защищен от воздействия внешней среды и  не подвержен постоянному увлажнению или критическому термическому воздействию. На мой взгляд, его можно использовать крайне ограниченно, даже  при условии, что материал  будет очень хорошего качества.
В моей практике была возможность понаблюдать за его эксплуатационными характеристиками (описанными  ниже),  и думается, что предварительно мною был сделан правильный вывод об области его применения.
Так осматривая  фасады одного здания,  на тот момент уже утепленного "белым пенопластом" и оштукатуренные более года, я обнаружил следующее: когда сняли часть штукатурки, бисерины пенополистирола просто начали выкатываться из образовавшегося отверстия. То есть, даже при отсутствии непосредственного  воздействия ультрафиолета на утеплитель химические связи между бисеринами все равно  нарушились в процессе эксплуатации. Это было замечено мною в последствии и на других здания утепленных подобным материалом, хотя  и  не на всех.
Недавно, я ознакомился с независимыми исследованиями (статья 1, статья 2)которые показывают, что ухудшение физико-механических свойств у такого утеплителя  как "белый пенопласт" происходит именно в процессе эксплуатации.  Со временем нарушается целостность ребер ячеек а так же  развивается деформация стенок этих ячеек. При нагреве фасада  жарким летним днем даже у защищенного материала происходит так называемое  термостарение, то есть ухудшение  его эксплуатационных качеств и свойств. В виду этих и других факторов  плавно увеличивается и порог влагонакопления.
Опираясь на вышесказанное могу лишь предположить, что в случае вышеупомянутого фасада, термическое  воздействие летом  с  циклами  заморозки-разморозки  в холодный период года, при наличии влаги  в толще утеплителя, и привели к нарушению его целостности.
Часто в моей практике  встречались "замороженные" стройки.  На фасадах таких зданий пенополистирол порой был не защищен от внешнего воздействия в течении некоторого времени. В результате за считанные месяцы под действием ультрафиолета он превращался в мелкодисперсный порошок. То есть, происходило резкое фотостарение (фактически в полимере очень быстро протекали окислительные реакции ).
Кто живет в сельской местности знает, что экспандированный пенополистирол мыши  очень  любят,  материал, можно сказать, пришелся им по вкусу.  Многие дома утепленные таким видом утеплителя просто изъедены мышками как короедом.
Государственный стандарт по системе  блоков  "термоблок" очень долго не вводили в нормативную базу и на сколько я знаю документ так и не был введен.
Напомню, что в системе " термоблок " пенополистирол используют в виде несъемной опалубки, то есть утепление находится  и снаружи и изнутри  стены.
Основной причиной затягивания были результаты испытаний  проведенные пожарниками. Экспериментальный особняк сгорал целиком приблизительно за 15 минут, ну вроде это не  так уж и мало для особняка. Но обнаружилась главная  проблема. Даже при трехсантиметровой армированной  штукатурке стен на путях эвакуации ( этого требовал проект норматива) человек не смог бы эвакуироваться из двухэтажного особняка. Причиной этому была концентрация токсичных газов,  выделяющихся при горении пенополистирола,  вдыхая которые, в таких количествах, человек  мог бы  просто погибнуть.
К использованию  пенополистирола на фасадах пожарники предъявляют следующие требования:
Г1 и Г2. Пенопласты с более низкими классами горючести не годятся для утепления  фасадов вовсе. Иногда  в сертификатах соответствия присутствует маркировка горючести "Г2, Г3". Зачастую это маркетинговая уловка для того что бы привлечь  покупателя, но стоит знать что в испытаниях принимают всегда значения по наихудшему показателю. Поэтому всегда стоит ориентироваться на самое низкое значение горючести, в данном случаи это Г3. То есть, такой материал не пригоден для утепления фасада так же как и материал с горючестью только Г3!
Нормативная документация  регламентирует следующие ограничения. Согласно  ДБН В.2.6-33:2018 "Тепловая  изоляции  фасадов", утепление, которое относится к  группам горючести Г1, Г2 с использованием фасадной штукатурки или мелкоштучных изделий из негорючих материалов или материалов Г1, допускается в отделке  только для зданий не превышающих высоту  Н ≤ 26,5 м ( это ориентировочно до 9 этажей). При этом, обязательно должны выполнятся пояса из негорючего материала (например минеральная вата) через каждые три этажа и также  обрамления оконных и балконных проемов, высотой не менее двух толщин теплоизоляции.
Для более высоких зданий используются исключительно негорючие материалы. При условной высоте Н ≤ 9 м  пояса и прочие мероприятия  не выполняются. 
Но есть ряд типов зданий где использование этого материала попросту не допустимо ( школы, детские садики и т.п.).
Допускается использовать теплоизоляционные  материалы с горючестью Г3,Г4 в перекрытиях полов и в других конструкциях, но при этом  утеплитель такой горючести не должен соприкасаться с пустотами. Более подробно об этом можно прочесть в ДБН В.1.1.7-2016 " Пожарная безопасность объектов строительства".

СРОК СЛУЖБЫ

Исходя из виденного мною на практике, я откровенно сомневаюсь о заявленных  производителями сроках службы.
По заявлениям одного из Российских научных деятелей, официальной методики определения долговечности пенополистирола в наружных ограждающих конструкциях, с применением  его в качестве теплоизоляции, на сегодняшний день в этом государстве( РФ) не существует. И когда оперируют  информацией  например, что проведенные  исследования в лабораториях НИИСФ РААСН дают результаты в 50, 60, 80 лет, то это скорее всего манипуляция или желаемое видение вопроса. Скорее всего ничего общего с реальным положением вещей такие данные  не имеют. Многие так же ссылаются на то, что  Шведский Королевский Технологический Институт опубликовал результаты  исследований  на тему "Срок службы строительных элементов " .
В отчете речь идет о стене на которую уложен EPS ( "белый пенопласт" ) под штукатурку.  Так в документе, в таблице  №4, для позиции-"Финальное покрытие"  (в описании позиции указана " Защита штукатурки теплоизоляции") заявлен срок -60 лет. Но в данном случаи не возможно сказать о каком именно бренде пенопласта  идет речь и  идет ли речь о сроке службы пенопласта или о  сроке службы всей фасадной конструкции как таковой, с учетом полимерного утеплителя.
В научных исследованиях д. т. н. Ю. Ясина и д. т. н. А. Ли отмечается: "На практических примерах пенопластов конкретных производителей показано, что долговечность наружных ограждающих конструкций с использованием этих материалов варьируется от 13 до 43 лет".
С учетом моих практических наблюдений отмечу, что эти слова о верхней границе можно отнести лишь к очень качественному "белому пенопласту". Экспандированные пенопласты с добавлением графита имеют несколько больший срок службы и менее подвержены старению, но об этом позже.

Ниже приведена рекомендуемая мною схема размещения "белого пенопласта" основных плотностей в конструкции дома( я не рекомендовал бы использовать EPS в качестве утеплителя фасадов).

Схема размещения белого / серого пенопласта в конструкции дома

Рис.5

экструдированный пенопласт

ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛ

Во всем мире известен как XPS (eXtruded PolyStyrene ). Это разновидность пенополистирола с более эффективными теплоизоляционными свойствами чем у "белого пенопласта", XPS имеет свои технологические особенности и немного иные  физико-механические свойства.   Изобретение этого материала приписывают американской химической компании "Dow " в 1941 году. XPS , как брендовый продукт "Styrofoam"  появился на рынке в 1946году. На данный момент  этот материал под различными брендами очень широко представлен повсеместно.
Изделия из него это в основном плиты разной плотности .

СЫРЬЕ

Сырьем выступают гранулы бисерного полистирола, которые получают путем полимеризации стирола. В процессе химической реакции с мономером могут сополимеризировать различные химические соединения для предания нужных свойств ( например для замедления старения полимера и т.п.). Могут так же добавлять углеродосодержащие добавки для улучшения теплофизических свойств.

ПРОИЗВОДСТВО

В специальные емкости вносят гранулы   бисерного полистирола, красителя, антипиренов и прочих компонентов ( полный состав у многих фирм засекречен) для придания финальному продукту нужных свойств. Под действием давления и температуры полимеры начинают плавиться и в получившийся расплав вводят сжиженный газ (CO2,  так же могут использовать другие низкопроводящие  тепло газы , такие как пентан, циклопентан, изобутан , этанол и различные газовые смеси. Отмечу  так же, что чрезмерное насыщение некоторыми газами ухудшает огнестойкость материала ).
Подробнее об этом читайте здесь
Далее расплав перемещают к экструдеру. При движении расплава к головке экструдера он продолжает насыщаться газом.  На выходе из экструдера , где  более низкое (атмосферное) давление, сжиженный газ переходит в газообразное состояние,  вспенивая полимер . Потом полученный материал прокатывают и обрезают.
Изделия из экструдированного пенополистирола имеют высокую стойкость к воздействию минеральных агрессивных сред, устойчивы к действию слабых и сильных кислот ( за исключением азотной).
 Пенополистирол разрушается под действием некоторых битумных полимеров( праймер, битумно-полимерная гидроизоляция и т.п.), эфиров, кетонов, хлорированных и ароматических углеводов, при прямому воздействия ультрафиолета.

Таким образом можно уверенно сказать, что по устойчивости к разного типа химическим воздействиям пенополистирол уступает неорганическим утеплителям.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСТРУДИРОВАННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

Горючесть

Пенопласт  имеет  классы горючести  от "Г1" до "Г4",
Ниже я постарался упростить сложное описание группы горючести,  приведенное  в ДСТУ Б В.2.7-19, упустив, на мой взгляд, второстепенные для потребителя показатели.
Г1-это класс низкой горючести,  то есть при наличии открытого огня материал поддерживает горение, но если источник огня убрать, материал сразу затухает.
 Г4- это класс повышенной горючести , здесь по аналогии с Г1, материал поддерживает горение при наличии открытого огня, и если источник огня убрать материал будет продолжать гореть более  60 сек. , согласно ДСТУ Б В.2.7-19 (то есть  60 сек. это не придел, фактически он может и не затухать).

Температурный режим

Экструдированный пенополистирол выдерживает нагрев приблизительно до +180-200°С,но температура может быть выше или ниже указанной в зависимости от состава материала.
Температурный интервал применения приблизительно от -80 до + 70°С, но возможны вариации, которые зависят от наличия определенных добавок.

Влагопоглощение

В отличии от "белого пенопласта", XPS имеет совсем не большую гигроскопичность из-за  очень маленького количества открытых пор. Постоянное намокание утеплителя не приводит к значительному водопоглощению.
Так у брендовых зарубежных образцов при постоянном увлажнении утеплителя  плотностью 33.75 кг/м3  влажность по объему  через  одни сутки составит 0,75% , а через 28 дней как не странно  0,70 % .
У отечественного изделия  при плотностью  34,4 кг/м3  влажность по объему  через  одни сутки составит 0,98 %, а через 28 дней 1,75 %. Так или иначе это намного меньше чем у белого пенопласта. Так что можно сделать вывод, что этот материал, благодаря низкому влагопоглощению, имеет достаточно весомое преимущество, относительно уже рассмотренных утеплителей.

Теплопроводность и Плотность

Условия эксплуатации "Б", как вы уже знаете, рассчитаны на учет влажности внешней среды, они близки к естественным. Коэффициент теплопроводности λБ , в условиях эксплуатации "Б", у экструдированного  пенополистирола  выше чем у аналога ("белого пенопласта")   и в зависимости от плотности составляет λБ =0,37.... 0,049 Вт/(м*°С).
Материалы внутренних конструкций зданий (например пол внутри помещения)  с нормальным режимом эксплуатации рассчитываются для условий эксплуатации "А".
Коэффициент теплопроводности λA, в условиях эксплуатации "А" у экструдированного  пенополистирола , в зависимости от плотности,  составляет λA А =0,37.... 0,041 Вт/(м*°С).
Известная мне на данный момент производимая плотность изделий из XPS  равна 20-80 кг/м3 .  Самые высокие показатели  в  изделиях  с плотностью в пределах от  20 кг/м3  до  50 кг/м3, причем при показателях плотности  от  30 до  40 кг/м3 теплоизоляционные  показатели  наилучшие.  Не существует абсолютно универсальной плотности материала  для всех конструкций в которых используют данный тип  утеплителя.  В большинстве случаев можно обойтись материалом с плотностью ρ= 30..40 кг/м3, но  все зависит от испытуемых при эксплуатации нагрузок.
В таблице ниже приведены основные показатели которые определены нормативно.
Иногда  могут производиться изделия  с использованием в них низко-теплопроводящего газа или газовой смеси. Но эти газы имеют свойства диффундировать сквозь структуру пор и замещаться со временем  воздухом. Так что, теплозащитные свойства таких утеплителей со временем снижаются. Так же на теплоэффективные свойства влияет размер  пор, чем они мельче и чем больше их на единицу объема материала  (до определенного предела), тем утеплитель  будет  теплоэффективнее. Субъективно желательно занижать показатели теплоэффективности предоставленные производителем на упаковках и принимать табличные данные.

ρ,кг/м3

λБ Вт/(м*°С)

λA Вт/(м*°С)

Плиты пенополистирольные экструдированные

20

0,041

0,039

25

0,040

0,038

30

0,039

0,037

39

0,037

0,037

50

0,043

0,038

80

0,049

0,041

Достоинства

Показатели паропроницаемости и воздухопроницаемости крайне малы (ничтожны). Материал не подвержен гниению и имеет высокие теплоизолирующие способности даже во влажной среде. Легко обрабатывается, сохраняя свои геометрические параметры. В безвоздушных пространствах (например в стяжке или залитый бетоном) имеет не вероятно долгий срок эксплуатации.

Недостатки

Материал практически не гнется. Подвержен воздействию некоторых химических соединений, от некоторых из них разрушается. Полимер со временем стареет, хоть и намного медленнее чем "белый пенопласт" в виду соответствующих добавок. Требует изоляции от атмосферного воздействия и длительного воздействия солнечных лучей, то есть подвержен тепло- и фотостарению как и белый пенопласт. При горении выделяет очень токсичные соединения. Также материал имеет значительный коэффициент линейного и теплового расширения, превышает например показатели стали в 5 раз.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ

При проектировании домов я стараюсь использовать его в конструкциях хорошо защищенных от внешней среды.
Этот материал  использовался мною для утепления в основном подземной части здания ( подвальных и подземных конструкций ), а так же  верхней части цоколя . Его обычно не используют для утепления надземной части стены ,  это стоит делать только в тех местах, где возможно скопление влаги, например угол примыкание стены к  плите балкона .  Этот материал хорош для  плоских кровель, террас , а так же может быть в малых количествах использован  при монтаже окон или наружных дверей.
На своем объекте я осматривал экструдированный утеплитель (толщиною 5 см), подвергавшийся воздействию прямого солнечного излучения в течении 5 лет. На поверхности утеплителя появился  слой мелкодисперсного порошка толщиною где-то 0,5-1 мм, то есть этот  поверхностный слой материала окислился, но под ним остался утеплитель, который на ощупь и визуально не подавал  признаков старения. Такие же наблюдения  я проводил и на других объектах с аналогичным результатом.  Для сравнения  XPS с  "белым пенопластом" стоит сказать, что схожие наблюдения, которые я проводил за "белым пенопластом" (толщиною 5 см),  при воздействии солнца на протяжении чуть больше полугода показали, что окисление произошло где-то на треть глубины утеплителя, то есть деградация структуры материала произошла значительно  быстрее. Отмечу, что у низкокачественного XPS  показатели старения подобны белому пенопласту.

СРОК СЛУЖБЫ

Ожидаемый срок эффективной эксплуатации экструдированного пенополистирола в конструкции  на данный момент у одной из компаний производителей заявлен 60 лет,  у другой срок службы указан 75лет.

Ниже приведена рекомендуемая схема размещения основных плотностей экструдированного пенополистирола в конструкции дома.

Схема размещения экструдованного пенопласта в конструкции дома

Рис.6

Кроме тех узлов , что указаны на схеме, экструдированный пенополистирол можно так же успешно использовать для утепления монтажных зазоров окон и дверей.

Полиизоцианурат (ПИР)

ПОЛИИЗОЦИАНУРАТ (ПИР)

Этот утеплитель заграницей  известен всем как "Polyiso"или "PIR", "IPN". Разница между IPN и  PIR в том, что IPN это улучшенная и более теплоэффективная версия  PIR . Полиизоцианурат (ПИР) на нашем рынке появился, как это не странно, довольно давно с конца 80 и начала 90 годов 20 века под названием "Изолан-9М". О практическом его использовании мне  мало что известно.
В настоящее время этот материал на рынке предоставлен под  различными  брендами . Он выполняется  в двух типах изделий:
- теплоизоляционные плиты , в обложке из  композитных многослойных материалов или плотной фольги;
- теплоизоляционные сандвич панели ( зачастую на основе IPN ) которые выпускают  в обложке из металлических листов.

СЫРЬЕ

Сырьем для данного типа материала служат химические реагенты метилендифенилдиизоцианат (MDI) и полиэфирный полиол ( это практически те же реагенты которые используются для получения пенополиуретана), а так же катализатор необходимый для протекания реакции. Как вспенивающие вещества используют изопентан, циклопентан, изобутан, этанол ,CO2 , смеси этих газов и т.п.

ПРОИЗВОДСТВО

Производство происходит путем непрерывного нанесения перемешанных реагентов на полотно-основу ( композитный фольгированный материал в виде непрерывного рулона раскручиваемый вдоль всей производственной линии). После нанесения полотно-основа движется через специальную печь где происходит экзотермическая реакция. Под температурой пена поднимается и происходит ее вулканизация,  здесь же происходит верхнее ламинирование полотном-основой.  Дальше полученный композит обрезается под определенную ширину и нарезается на изделия. Бывает, что получение и нарезка ПИР происходит без нанесения на основу, а его ламинирование полотном основой происходит после.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИИЗОЦИАНУРАТА

Горючесть

Материал соответствует классу горючести  от "Г1" до "Г3". Ниже я постарался упростить сложное описание группы горючести  приведенное  в ДСТУ Б В.2.7-19 упустив, на мой взгляд, второстепенные для потребителя показатели.
Г1-это класс низкой горючести,  то есть при наличии открытого огня материал поддерживает горение но если источник огня убрать материал сразу затухает.
Г3- это класс повышенной горючести , здесь по аналогии с Г1, материал поддерживает горение при наличии открытого огня и если источник огня убрать материал будет продолжать гореть согласно ДСТУ Б В.2.7-19  менее  60 сек.

Температурный режим

Температурный режим работы от -65 до +110°С.

Водопоглощение , теплопроводность и плотность

Благодаря закрытой пористой структуре водопоглощение невелико. Оно составляет , при постоянном увлажнении изделия, с плотностью  45,4 кг/м3  через одни сутки 2% по объему,  через 3 суток 3,65% по объему, через 10 суток 3,73% по объему. Это хорошие показатели но они хуже чем у экструдированного пенополистирола.
Плотность полиизоцианурата косвенно  влияет на коэффициент теплопроводности материала.
Так для лабораторных высушенных образцов при температуре 25°С и при  плотности материала( без обложки) 21−30 кг/м3, коэффициент теплопроводности равен   λ=0,030 Вт/(м*°С),
при ρ=31−40 кг/м3     коэффициент теплопроводности равен   λ=0,027 Вт/(м*°С),
при ρ=41−50 кг/м3   коэффициент теплопроводности равен   λ=0,035 Вт/(м*°С).
Одной из фирм производителей опубликованы результаты исследования работы материала в лабораторных условиях, а так же  в  относительно сухих условиях эксплуатации "А"  и во влажных условиях эксплуатации "Б" . Так вот разница ( дельта -∆) между лабораторным образцом и условием эксплуатации "А" составляет ∆ λА = 0,004 Вт/(м*°С),  а для  условий эксплуатации "Б" эта разница составляет ∆ λБ= 0,009 Вт/(м*°С).
Следовательно, приблизительные  расчетные коэффициенты теплопроводности материала в условиях эксплуатации "Б" можно представить как    λБ=0,039 Вт/(м*°С),
при ρ=31−40 кг/м3  приблизительный  расчетный коэффициент теплопроводности равен   λБ=0,036 Вт/(м*°С),
при ρ=41−50 кг/м3  приблизительный  расчетный  коэффициент теплопроводности равен   λБ=0,044 Вт/(м*°С).
Хочу отметить, что сам материал практически всегда  выпускается как композитная  панель, состоящая из утеплителя и обложечного материала с обеих сторон.  Материалом обложки выступают  листы металла или тонкого фольгированного компонента.
Важно знать,  что метал ( как и стекло) является абсолютной пароизоляцией. То есть, композитный полиизоцианурат эксплуатируемый в естественной среде продолжает работать так ,словно он   не находится в условиях эксплуатации "Б", ведь металлизированный материал на основных плоскостях  защищает от движения влаги сквозь его толщу. Однако стоит отметить , что  и здесь есть придел. Материал не может быть абсолютно высушенным в естественных условиях ( его хранят  и   монтируют в условиях естественной влажности) , у него есть сорбция( естественная способность впитывать влагу из воздуха). Материал как бы пытается восполнить влажность до  естественного для него уровня. Тем самым ухудшая  свои теплоизолирующие свойства .
Следовательно  приблизительные  расчетные коэффициенты теплопроводности материала даже  во влажных внешних условия  можно представить на основе условий эксплуатации "А" .
При ρ=21−30 кг/м3приблизительный  расчетный коэффициент теплопроводности равен  λА=0,034 Вт/(м*°С),
при ρ=31−40 кг/м3  приблизительный  расчетный коэффициент теплопроводности равен  λА=0,031 Вт/(м*°С),
при ρ=41−50 кг/м3 приблизительный  расчетный коэффициент теплопроводности равен  λА=0,039 Вт/(м*°С).
Эти показатели при плотности  31−40 кг/м3   заметно лучше чем у экструдированного пенополистирола той же плотности.

IPN, CАНДВИЧ ПАНЕЛИ

Заявлено, что IPN ( напомню что IPN это улученная версия PIR )  в сандвич панели обладает очень низким коэффициентом теплопроводности  λ=0,022 Вт/(м*°С).
Многие ссылаются  на то,  что основная причина такого высокого теплоизолирующего показателя полиизоцианурата,  который там использован,   является то, что IPN очень высокоиндексный.
Что же такое высокоиндексный ?
Сам индекс для PIR это проще говоря соотношение базовых  компонентов -  метилендифенилдиизоцианата (MDI) и  полиола. Результатом  различных  комбинаций этих двух компонентов достигается большая или меньшая жесткость материала основы, а так же  в месте с этим проявляется меньшая или большая  его хрупкость.  В одном исследовании жестких вспененных пенополиуретанов было отмечено, что повышение индекса компонентов приводит в конечном итоге к меньшим прочностным характеристикам материала, уменьшению плотности материала и вместе с тем улучшает его теплоизоляционные качества и стабильность.

индекс изоционата

Рис.7

Так, на рисунке 7 Вы видите зависимость плотности материала от индекса. То есть, чем выше индекс, тем меньше плотность. Если рассмотреть под микроскопом данный материал, то с увеличением индекса его плотность уменьшается вдоль направления образования пузырька газа ( в момент протекания химической реакции), то есть снизу вверх ( на рисунке 7 "низ","верх" ).

Распределение плотности пены в материале  обусловлено главным образом влиянием гравитацией, создающей большую компрессию внизу.
  По мере увеличения значения индекса,  растяжение стенок пузырьков  увеличивается, что приводит к  утончению этих стенок. 
В какой то момент  реакции рост  пузырьков затрудняется, что удерживает пузырек в определенном размере, но СО2  продолжает раздувать и расширять все новые и новые пузырьки. В конечном итоге протекающая реакция  придает относительно одинаковый размер пузырькам. Отмечу, что их размер при разном значении индекса   не меняется.
(Рис. 8)

Индекс изоционата, 90,110,130

Рис.8

Другими словами при повышении индекса тоньше стают только стенки пузырька а размер пузырьков не меняется.

 В исследовании, о котором говорится выше,  заявлена следующая закономерность :
-чем  выше индекс, тем меньше плотность материала и лучше теплоизоляционные свойства,  так как утончение стенок пор (ячеек) приводит к уменьшению передачи тепла в толще (скелете) материала и  увеличению передачи  тепла излучением в закрытых ячейках пор ( Рис. 9). На графике отображено снижение теплопроводности  при повышении индекса, но границы приделов плотности материала, соответствующие индексу  на графике, высоки  и не отображают плотность IPN используемого для наполнения   панели. На рисунке 10 вы видите график зависимости теплопроводности от плотности, для  малых плотностей полиизоцианурата используемых для изготовления утеплителей. Единицы измерения  теплопроводности на графике не привязаны к Калориям ,как на рисунке 9,  а к Ватам  но на суть вопроса это никак не влияет ( ккал/(м*ч*°С) = 1,163 Вт/(м*°С)). Рассмотрев график на рисунке 10 можно сделать вывод:

-чрезмерное уменьшение плотности материала приводит к ухудшению его теплопроводности.

Это происходит из за того, что при сверх низкой плотности  материал  начинает  меньше сопротивляться передаче тепла излучением.
Если  плотность рассматриваемого материала будет  меньше 20 кг/м3  ( то есть, полиизоцианурат будет очень  высокоиндексным ), то  это только  ухудшит показатели теплопроводности материала.
Согласна графика на рисунке 9    наилучшие показатели  теплопроводности  у полиизоцианурата  именно при плотности 30...40 кг/м3 , (   λ= 0,027 Вт/(м*°С)).
Эта плотность так же имеет наилучшие показатели и у  XPS, такой себе теплоизоляционный  экстремум.
Это  закономерность с плотностью касается  как органических  так и неорганических утеплителей, различие лишь в том, что у них оптимальная плотность с наилучшим показателем теплоизолирующих свойств  разная.

График зависимости теплопроводности и индекса / плотности

Рис.9

График зависимости теплопроводности и  плотности

Рис.10

1-Пенополистирол 2- Полиизоцианурат

Что же , с индексом, каким бы он не был высоким, мы уперлись в "потолок" по теплопроводности, но не достигли заявленного результата. Это значит, что индекс здесь не играет первостепенную роль. Есть еще один способ улучшить теплоизоляционные качества полиизоцианурата - увеличить количество закрытых пор на единицу объема, то есть уменьшить размер самих пор.

Поскольку чем больше количество закрытых пор на единицу объема тем лучше теплозащитные свойства материала.

Хотя и эта закономерность не бесконечна. Есть предел, после которого так же наступает ухудшение теплоизолирующих свойств материала как и при чрезмерном уменьшении плотности.
На фотографиях ниже (Рис.11), сделанных под микроскопом , вы  можете видеть разницу между обычным PIR и IPN. Здесь просто очевидна разница в размерах ячеек.  У IPN они намного меньше.

Графік залежності теплопровідності і щільності

Рис.11

Обычный PIR, и IPN

В очень похожем по химическим компонентам полиуретане уменьшение пор было достигнуто путем использования определенной порообразующей смеси газов. Подробнее читайте здесь

Итак, значение λ=0,022 Вт/(м*°С) в первую очередь достигнуто путем уменьшения размера закрытых пор, при оптимальном диапазоне плотности. Индекс здесь играет второстепенную роль. Напомню что λ=0,022 Вт/(м*°С) это коэффициент теплопроводности у материала в сухом виде а в условиях эксплуатации "А" λА=0,026 Вт/(м*°С)

Если говорить о сандвич панели как о изделии (в отличии от утеплителя, который находиться практически всегда в толще конструкции), она не соприкасаются поверхностями листов метала с жесткими телами(стяжка , плита).
Наличие листов алюминия косвенно позитивно может повлиять на улучшение теплопроводности изделия. Хотя алюминий имеет очень высокую теплопроводность в толще собственного материала, но он имеет очень низкий коэффициент передачи тепла излучением ( а это порой от 60 до 70% от общей теплопередачи), то есть, он создает некую дамбу для отдания тепловой энергии в холодное время.  При всем при этом метал имеет очень высокий коэффициент отражения  (и действует как  экран ), то есть, материал  препятствует (затормаживает возможность)  энергии солнца , которая попадает  на лист алюминия излучением в теплое время года, усваиваться. Так что, если листы алюминия с обеих сторон не окрашены краской  или имеют покрытие но на основе алюминиевой пудры, то это еще может немного снизить передачу тепла конструкцией сандвич панели

Достоинства

Обладает помимо теплоизолирующих свойств еще и звукоизолирующими свойствами. Имеет малое влагопоглощение, слабо паропроницаем.

Недостатки

Материал горюч. Полимер стареет.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ

В моей практике не было возможности использовать этот материал в конструкции.

СРОК СЛУЖБЫ

Ожидаемый срок эффективной эксплуатации полиизоцианурата в конструкции  на данный момент есть только заявленный   одной из фирм производителей  40-60 лет.

Ниже приведена рекомендуемая схема размещения полиизоцианурата в конструкции здания.

Схема размещения IPN в конструкцииСхема размещения полиизоцианурата в конструкции дома

Рис.12

НЕДОСТАТКИ ПОЛИМЕРНЫХ УТЕПЛИТЕЛЕЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ИХ РЕШЕНИЕ

Хорошо известно, что все широко используемые полимеры деградируют под воздействием солнечного света. Почти все синтетические полимеры требуют стабилизации от неблагоприятного воздействия окружающей среды таких как свет, воздух и тепло.

Фото- и термостарение это ахиллесова пята и полистирола.

То есть в полимере для достижения долговечности необходимо замедлить именно фото- и термостарение.
Фотостабильность может быть достигнута химически, за счет добавления специальных соединений, так называемых фотостабилизаторов .

Химическая фотостабилизация полимеров подразумевает под собой замедление фотохимических процессов в полимере, которые происходят во время облучения солнечным светом. Практика показывает, что когда полимер содержит фотостабилизатор, скорость окисления значительно снижается. Стабилизаторы уменьшают, но не полностью предотвращают окисление, поэтому можно ожидать, что некоторая реакция будет протекать внутри стабилизированного полимера.

Существует несколько химических методов фотостабилизации.

Наиболее распространенными методами  химической фотостабилизации являются поглощение УФ-излучения  стабилизирующими  компонентами и использование антиоксидантов.
Широко используют так же  так называемое  экранирование - покрытие полимера защитным слоем материала  для минимизации пагубного воздействия солнечного света непосредственно на полимер.
Действие УФ-поглотителя относительно простое,  он взаимодействует с первой стадией процесса фотоокисления, то есть поглощает вредное УФ-излучение до того, как оно достигнет фотоактивных частиц в  молекуле полимера. Таким образом энергия рассеивается, что приводит  к снижению УФ-чувствительности  полимера. 

Антиоксиданты  реагируют с полимерными радикалами, останавливая процесс деградации полимера путем образования неактивных продуктов.

Экранирование  действует по принципу  отражения либо поглощения излучения  экраном, размещенным на поверхности полимера.
В случае отражения, УФ- излучение отражается экраном и не достигает полимера ( такого абсолютно отражающего материала на практике не существует).
В случае поглощения УФ- излучения попадающего на поверхность экрана, он препядствует достижению разрушающего излучения до основной массы полимера и превращает  полученную таким образом энергии в менее разрушительную форму, такую ​​как тепло. Важным недостатком УФ- экрана с поглощающим действием является тот факт, что ему требуется определенная толщина поглощения (толщина изделия) для обеспечения хорошей защиты полимера.

Термостабильность  так же как и фотостабильность зачастую достигается путем введении  в полимер химических соединений, которые увеличивают порог термочувствительности полимера разными методами.  Экранирование  как метод  так же   может задерживать и термостарение полимера.

В строительных полимерных утеплителях, на данный момент, стараются использовать те стабилизаторы, которые имеют комплексные механизмы фото- и термостабилизации и положительно влияют на теплоизоляционные свойства материала.

Одним из таких стабилизаторов, в особенности для полистирола,  является  углеродная сажа " Сarbone black"  или другое углеродосодержащее соединение графит "Graphit".
Углеродная сажа является наверно одним из самых эффективных и распространенных УФ- поглотителей. Она более эффективно поглощает УФ- излучение, чем обычные цветные пигменты. Ее высокая эффективность в качестве светостабилизатора, вероятно, обусловлена ​​ способностью действовать и как фильтр для УФ- излучения,  и как поглотитель  радикалов, и как тушитель возбужденного, так называемого "синглетного" и "триплетного" состояний полимеров.   Так же углеродная сажа  затрудняет термическое старение  в полистироле (отмечу, что не во всех полимерах она может тормозить термическое старение).   Подробнее читайте здесь
Еще в 1948 году Макинтайр использовал углеродную сажу, оксид титана и алюминиевую пудру для улучшения теплоизолирующих характеристик экструдированного пенополистирола, поскольку углеродосодержащие соединения ко всему вышесказанному действуют так же, как аттенюаторы излучения, то есть, уменьшают теплопередачу излучением. Графит даже обладает немного более лучшими свойствами по снижению теплопередачи чем сажа.

Углерод в пенополистироле

Рис.13

Так что если утеплитель имеет сероватый оттенок и в его названии есть слова "Сarbone" или "Graphit" , это значит что полимерный утеплитель содержит углеродные соединения, и должен медленней терять свои теплофизические свойства под воздействием солнечного света и тепла, а так же лучше сопротивляться теплопередаче. (Рис.13)

Экранирование большинства полимеров в строительстве  обусловлено  как фотостарением   так и противопожарными нормами, так как полимеры горючи. Так что фотостарение в полимерных утеплителях благодаря экранированию часто отходит на второй план, но актуальным всегда  остается термостарение .
Для облегчения понимания сказанного выше приведу примеры использования экранирования.
Облицовку полимерсодержащей сэндвич панели алюминием  можно отнести к  экранированию  в основном с отражающим принципом действия. Коэффициент отражения алюминия очень высокий,  так что  он препятствует  усвоению солнечного излучения. (Рис.14)

Сэндвич панель

Рис.14

К экранам в основном с поглощающим действием можно отнести простое оштукатуривание поверхности пенополистирола. (Рис. 15) Это хорошее, но как показали мои практические наблюдения, описанные выше в разделе "практика применения"  экспандированного пенополистирола, это не достаточное решение при использовании обычного "белого пенопласта", актуальными вопросами остаются термостарение и пожароопасность.

Утепление стены полистиролом

Рис.15

Некоторые производители взялись решить проблему пожароопасности и минимизировать термостарение полистирольного утеплителя.
На фотографии ниже (Рис. 16) вы видите двухкомпонентные панели из пенополистирола и неорганической стекловаты. Стекловолоконная вата в первую очередь понижает пожароопасность фасада по сравнению с конструкцией на рисунке 15.  Но самое важное  это, на мой взгляд,  решения проблемы термостарения пенополистирола сразу двумя способами, то есть  использование углеродосодержащего соединения  в составе самого полимера и дополнительное  экранирование  стекловолоконной ватой, помимо штукатурки.

Двухкомпонентная панель:  стекловата, полистирол с углеродом

Рис.16

Пока вышеописанное решение не проверено долгосрочной практикой, но это, на мой взгляд, попытка наследовать защиту, используемою долгое время во многих полимерах и желание перенести ее в строительную сферу. Другими словами есть потребность увеличить срок службы полимерных утеплителей и сделать их конкурентоспособными в определенных областях применения, где неоспоримое преимущество у неорганических утеплителей.

ПОСЛЕСЛОВИЕ(ВЫВОД)

Ознакомив Вас со сферами применения утеплителей, по сути вопроса хочется, что бы читатель для себя уяснил три важные вещи:

1. Использовать органический (полимерный) утеплитель нужно там, где без него обойтись невозможно либо в процессе эксплуатации он будет более приемлемый (плоская кровля, фундамент, перекрытие) . В случае утепления надземных частей стен старайтесь использовать неорганический паропроницаемый утеплитель, несмотря даже на менее высокую теплоэффективность.

Высокие теплоизолирующие характеристики полимерных утеплителей достигаются за счет физических свойств оборотной стороной которых является низкая паро- и влагопроницаемость . Стена же для нормальных санитарно-гигиенических условий конструкции должна "дышать". В противном случае, скорее всего, вам потребуется качественная вентиляционная система с функцией удалением избытка влаги.

2.На скатных кровлях и чердаках лучше так же использовать неорганический утеплитель, поскольку материал утепления не всегда находиться в толще конструкции и может соприкасаться с воздухом, что в первую очередь запрещено пожарными требованиями для групп горючести Г3,Г4. Также материал должен быть стойким к окислению ( при постоянном соприкосновении с воздухом), чего не могут полностью обеспечить полистирольные утеплители даже при наличии химических стабилизаторов. Последнее уменьшает срок эффективной эксплуатации полистирольных утеплителей, при постоянном контакте с воздухом.

В добавок отмечу, что все  полимерные утеплители имеют минимальную группу горючести Г1 , продукты их горения в основном токсичны.

3. На качестве утеплителя лучше не экономить потому что потом бьет либо "по карману" ( в лучшем случае), либо по здоровью.

Много случаев когда некачественные минераловатные утеплители из-за неправильной пропорции компонентов связующего были токсичны ( это ощущается еще при укладке). Или при эксплуатации некачественных минераловатных утеплителей волокна просто истлевали. Так же некачественные пенопласты порой продуктами своего распада влияли на здоровье человека, особенно к последнему чувствительны дети.

Я умышленно не останавливался на  пенополиуретане который задувается по месту  и эковате.
Пенополиуретан это продукт химической реакции,  там нет температурного довершения реакции (вулканизации),  после нанесения  и компоненты смешиваются не сверх  точным дозатором компьютера а порой вручную, кто помнит задачи  из школьного курса химии на определение бесостаточной реакции  понимает что я имею ввиду. Ведь речь идет порой не о граммах а о мили граммах.
Эковата это продукт который не фиксируется в изделие с помощью связующего  а значит подвержен усадке в процессе эксплуатации.

Напомню, чем меньше значение "λ", тем лучше теплоизоляционные свойства материала.

Сводная таблица наилучших теплоизоляционных характеристик материалов

Наименование

λБ,  Вт/(м*°С)

ρ , кг/м3

Влагопоглощение
по объему , %

Огнестойкость

Минеральная вата

0,040

70

≤ 3

НГ

Стекловата

0,047

20

≤ 20

НГ

Пеностекло

0,061

160

≤ 4

НГ

STYROPOR "Белый пенопласт"
/
NEOPOR "Серый пенопласт"

0,045

 

0,046

50

 

25

≤ 4

 

≤ 15,9

Г1-Г4

 

Г1-Г4

Экструдированный пенопласт

0,037

39

≤ 1,75

Г1-Г4

Полиизоцианурат PIR

λА= 0,031

30-40

*

Г1-Г3

сандвич панели с IPN

λА= 0,026

40

*

Г1

*-Так как у материала принудительно ограничивают влагопоглощение эти показатели не уместны.

Итак, имея знания о вышеописанных утеплителях можно смело использовать их для утепления собственного дома. И не смотря на большое количество субъективной информации в сетях, надеюсь, что теперь Ваше решение о выборе материала не будет основано лишь только на рекламе и мнениях заинтересованных лиц. Мне же, как архитектору, хочется отметить, что неграмотное применение утеплителей в узлах конструкции может свести на нет все затраты и капиталовложения на утепление дома.

Дата издания: 24.01.2019
Авторы: арх.Литинский Ал.В. и арх. Литинский Ан.В.

Мы доступны для общения:

viber          whatsApp          telegram
 

Наши страницы в соцсетях:

facebook
 

Прямые контакты:

 

График работы:

Пн-Сб, 9:00 – 18:00
 

Наши партнеры:

по вопросам вентиляции и кондиционирования

Альтен система

по вопросам оснащения оконными и дверными констукциями

Укрфасадбуд
 

LitinskyandLitinsky.com
 

© Все права защищены.