Опасения из-за эксплуатационных свойств пенополистирола

Опасения из-за эксплуатационных свойств пенополистирола

Пенополистирол — это популярный строительный материал, используемый в качестве утеплителя благодаря своим отличным теплоизоляционным свойствам. Однако, несмотря на его преимущества, существуют серьезные опасения, связанные с его эксплуатационными характеристиками. В этой статье мы рассмотрим основные проблемы, связанные с использованием пенополистирола, и проанализируем возможные риски для здоровья человека и окружающей среды.

Экологические проблемы

Одним из ключевых вопросов, связанных с пенополистиролом, является его воздействие на окружающую среду. Производство пенополистиролаается с выбросом вредных веществ, таких как стирол и фреон, которые могут нанести значительный ущерб экосистеме.

Выбросы при производстве

Процесс производства пенополистирола включает использование химических веществ, которые при неправильной обработке могут попасть в воздух и воду. Это может привести к загрязнению окружающей среды и негативно отразиться на здоровье людей, проживающих вблизи производственных площадок.

Утилизация

Пенополистирол не подлежит биоразложению и может сохраняться в природе в течение сотен лет. Это приводит к засорению свалок и загрязнению почвы и грунтовых вод. Кроме того, при сжигании пенополистирола выделяются токсичные вещества, такие как диоксины и фураны, которые представляют опасность для здоровья человека.

Безопасность при использовании

Пенополистирол также вызывает опасения с точки зрения пожарной безопасности. Несмотря на то, что современные виды пенополистирола обработаны огнестойкими добавками, он может гореть при высоких температурах, выделяя токсичные газы.

Горючесть

При горении пенополистирол выделяет угарный газ, стирол и другие токсичные вещества. Это может быть особенно опасно в замкнутых пространствах, где быстроaccumulate вредные газы, что может привести к отравлению или даже гибели.

Устойчивость к химическим веществам

Пенополистирол может быть поврежден определенными химическими веществами, такими как растворители и масла. Это может привести к разрушению материала и потере его теплоизоляционных свойств.

Долговечность и эксплуатационные свойства

Хотя пенополистирол известен своими высокими теплоизоляционными свойствами, его долговечность и устойчивость к внешним факторам оставляют MUCH быть желаемым.

Усадка

Со временем пенополистирол может подвергаться усадке, что приводит к потере его теплоизоляционных свойств. Это может требовать дополнительных работ по восстановлению утепления, что увеличивает затраты на эксплуатацию здания.

Влияние влаги

Пенополистирол не устойчив к влаге, что может привести к его разрушению и появлению плесени. Это особенно актуально в влажных климатических условиях или при использовании материала в подземных конструкциях.

Повреждение грызунами

Пенополистирол может быть поврежден грызунами, которые используют его в качестве материала для гнездования. Это может привести к значительным повреждениям утепления и увеличению теплопотерь.

Как снизить риски

Хотя пенополистирол имеет свои недостатки, существуют способы минимизировать риски, связанные с его использованием. Вот некоторые рекомендации:

Выбор качественного материала

• Выбирайте пенополистирол с высоким содержанием огнестойких добавок.
• Убедитесь, что материал соответствует международным стандартам качества и безопасности.

Правильная установка

• Убедитесь, что материал установлен правильно, с учетом всех требований и норм.
• Используйте защитные покрытия и оболочки, чтобы предотвратить повреждение материала.

Утилизация

• Утилизируйте пенополистирол только через специализированные предприятия.
• Не сжигайте материал в домашних условиях, так как это может привести к выделению токсичных веществ.

Заключительные мысли

Пенополистирол — это полезный строительный материал, но его использование требует осторожности и учета всех возможных рисков. Выбирая качественный материал и следуя рекомендациям по его установке и утилизации, можно минимизировать негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Связанные вопросы и ответы:

Какие основные эксплуатационные свойства пенополистирола вызывают опасения

Часть 2 (начало см. в журнале «Кровельные и изоляционные материалы» № 4-6 2009 г.) Б.С. БАТАЛИН, доктор техн. наук, профессор кафедры строительных материалов и специальных технологий Пермского государственного технического университета, действительный член РАЕ;

Л.Д. ЕВСЕЕВ, доктор техн. наук, председатель Самарского отделения Комиссии по энергосбережению РОИС, советник РААСН, почетный строитель.

Рассматриваются свойства пенополистирола, широко распространенного в практике строительства. Авторы не оспаривают достоинства этого высокоэффективного теплоизоляционного материала. В то же время они дают критическую оценку его свойств, к которым следует отнести пожароопасность и экологические риски. Целью решения правительства об утеплении ограждающих конструкций зданий является экономия тепловой энергии. Но вот, после более чем десяти лет экономии (с 1996 г.), многие строители пришли к выводу, что фактически за счет некомпетент­ного применения утеплителей экономии-то как раз и не происходит. Мало того, при применении некоторых систем, в основном с использованием пенополистирола, между стеной и утеплителем находится воздушная прослойка, и стена в процессе эксплуатации становится не теплоизолирующей, а наоборот – теплопроводящей. Дело в том, что при некоторых способах утепления стена становится физически неоднородным телом. Теплоизоляционный «пирог» зачастую состоит из 7-8 различных по своей природе материалов. Внутри него появляется поверхность раздела между материалами с разной паропроницаемостью. На этой поверхности начинает накапливаться влага. Она пропитывает более плотный материал, и его теплопроводность сильно возрастает. Конденсат образуется в воздушных пустотах между стеной и теплоизоляционным материалом. Ну и какая же теплозащита при низком термическом сопротивлении? Да никакой. И вся полученная ранее экономия тепла «съедается» теперь повышенным расходом его для поддержания в помещении комфорт­ной нормативной температуры.

Как пенополистирол себя проявляет с точки зрения пожарной безопасности

В настоящее время в нормативных документах по пожарной безопасности отсутствует категорическое запрещение на применение пенополистирола в качестве утеплителя.

Вместе с тем, одним из основополагающих условий применения пенополистирола является допустимость его использования только в случае исключения попадания в соприкосновение с ним источника зажигания, а также недопущения устройства незащищенных транзитных проходок через строительные конструкции.

Утепление зданий должно выполняться в соответствии с типовыми проектами, прошедшими экспертизу в установленном порядке. В типовых проектных решениях с применением теплоизоляционных материалов должны использоваться исключительно системы, прошедшие огневые испытания и имеющие на их применение техническое свидетельство установленного образца.

Анализ крупных пожаров, в том числе причиной развития которых явилось распространение пламени по фасадным системам, показывает, что основными обстоятельствами, способствующими наступлению тяжелых последствий на таких пожарах, являются несоблюдение области применения фасадных систем при проектировании, нарушение технологии и отступление от проекта по производству работ по монтажу фасадных систем и соответствию применяемых материалов.

Одновременно сообщается, что надзор за проведением таких работ в компетенцию МЧС России не входит. В соответствии с Градостроительным Кодексом Российской Федерации функции по надзору за выполнением работ при строительстве и реконструкции возлагаются на органы государственной власти субъектов Российской Федерации.

Какие экологические риски связаны с использованием пенополистирола

Мифы и факты об экологической и пожарной безопасности пенополистирола. Горючесть материала, воздействие стирола на здоровье человека. Применение пенополистирола в пищевой промышленности

Безопасность пенополистирола: основные параметры

С экологической и пожарной безопасностью пенополистирола связано множество мифов. Тем не менее, по данным Европейской Ассоциации AFIPEB этот утеплитель  используется в более чем 80% частных домов в ЕС, а в Германии, где к экологичности и энергоэффективности стройматериалов предъявляются особенно строгие требования, его потребление достигает 4 кг на человека (для сравнения, в РФ на данный момент это значение не доходит даже до 1 кг). Насколько безопасен пенополистирол на самом деле?

Показатели горючести

Один из главных аргументов противников ППС — способность теплоизоляционного материала к возгоранию. На самом деле по данному критерию пенополистирол практически не уступает большинству альтернативных утеплителей, и при условии грамотного монтажа и эксплуатации никак не повышает риск пожара. В составе пенополистирола от нашей компании ” Евродом ” присутствуют особые добавки — антипирены, что предусмотрено ГОСТ 15588-2014, препятствующие возникновению возгораний и распространению пламени.

По степени горючести пенополистирол относится к материалам класса “Г3” — “нормальногорючие”. Это значит, что конструкции с использованием данного материала могут выдерживать воздействие пламени в течение 15-40 минут, не разрушаясь. Максимальная рекомендуемая температура эксплуатации ППС составляет около +80°С — это ограничивает применение утеплителя только при строительстве объектов типа бань, саун и теплотрасс. Проведенные нашей компанией опыты вы можете посмотреть здесь.

Экологичность

Пенополистирол является одним из наиболее экологичных теплоизоляционных материалов. Так, согласно классификации Британского рейтинга BRE ему присвоен класс А+, что указывает на соответствие высочайшим стандартам экологичности. Аналогичную оценку даёт материалу международный строительный код IRC, подтверждая безопасность и чистоту продукции из пенополистирола.

Влияние на здоровье человека

Вопреки распространённому мнению, пенополистирол не оказывает негативного воздействия на здоровье человека. Согласно ГОСТ 10003-90, ППС относится к 3-му классу (умеренно-опасные вещества) — так же, как спирт, алюминий, медь, некоторые сплавы серебра. Вред стирола может проявиться только при огромной концентрации данного соединения в воздухе (более 84 мг/куб. м). А многочисленные исследования американского центра SIRC, занимающегося изучением воздействия стирола на состояние экосистем и человека, полностью опровергли миф о канцерогенности материала.

Использование в пищевой промышленности

Неоспоримым доказательством безопасности пенополистирола является факт его использования в пищевой промышленности. В частности, он применяется при изготовлении тары и упаковочных материалов. Являясь абсолютно нейтральным, данный полимер не вступает в химические реакции с продуктами и никак не влияет на вкусовые характеристики. При этом упаковка из ППС устойчива к охлаждению.

Можно ли использовать пенополистирол в строительстве без риска для здоровья

Пенополистирол (ППС) является разновидностью пенопласта, и обычно его так и называют в обиходе. Однако, несмотря на общую основу, эти два материала имеют разные характеристики. Пенополистирол выглядит как множество пузырьков воздуха, заключённых в тонкие оболочки из полистирола. Технология получения ППС основана на заполнении гранул стирола газом, растворяемым в полимерной массе. Далее происходит нагрев этой массы паром, в процессе чего исходные гранулы многократно увеличиваются в объёме, пока не заполняют собой всю блок-форму и не спекаются между собой. Газ может использоваться как природный, так и углекислый. Также распространена технология, когда газ не применяется вообще, что позволяет получить вакуумный пенополистирол.

Материал широко используется в области строительства для утепления кровли, полов, дверных и оконных откосов, стен, водопроводных труб. Также он может применяться в промышленности, при прокладке транспортных путей и производстве структурных изоляционных панелей.

Срок службы материалов для утепления, содержащих органические вещества, может составлять не более 35 лет. К этой группе относится и ППС.

Преимущества:

1. Влагостойкость (впитываемость всего до 6%).
2. Механическая прочность при растяжении более 20 МПа.
3. Долговечность и способность выдерживать до 60 циклов воздействия перепадов температуры от -40 до +40 градусов.
4. Малый вес.
5. Простота монтажа.
6. Устойчивость к воздействию эфиров и спиртов.
7. Нечувствительность к образованию биологических сред и размножению грибка и плесени.
8. Обеспечивает звукоизоляцию.

Недостатки:

1. Непереносимость солнечных лучей, под действием которых материал окисляется.
2. Разрушается при попадании на поверхность растворителей.
3. Цена.

Насколько долговечен пенополистирол в различных условиях

Чтобы выбрать оптимальный утеплитель, важно оценить ключевые характеристики напыляемого ППУ и экструдированного ППС. Рассмотрим основные параметры, которые влияют на их эффективность и применимость в разных условиях.

Теплоизоляционные свойства

• ППУ: Напыляемый пенополиуретан обладает одной из самых низких теплопроводностей среди всех утеплителей. Это делает его отличным выбором для создания надежной теплоизоляции при минимальной толщине слоя. Благодаря монолитному бесшовному покрытию, ППУ исключает "мостики холода", что значительно повышает его эффективность.
• ППС: Экструдированный пенополистирол также обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Однако, поскольку он выпускается в виде плит, важно правильно герметизировать стыки, чтобы избежать потери тепла через швы. В противном случае могут возникать "мостики холода", снижающие общую эффективность утепления.

Влагостойкость и защита от конденсата

• ППУ: Закрытоячеистая структура ППУ обеспечивает высокую степень влагозащиты, что делает его отличным выбором для помещений с повышенной влажностью или при утеплении конструкций, подверженных воздействию воды. ППУ не впитывает влагу и служит барьером против конденсата.
• ППС: Экструдированный пенополистирол также устойчив к влаге и не впитывает воду, что делает его подходящим для утепления фундаментов и цокольных этажей. Однако, при попадании воды в стыки между плитами, может возникнуть проблема с влагозащитой.

Плотность и механическая прочность

• ППУ: Плотность ППУ может варьироваться в зависимости от назначения, но он остается достаточно легким материалом. Тем не менее, при высокой механической нагрузке его жесткость может быть недостаточной по сравнению с ППС.
• ППС: ППС отличается высокой плотностью и жесткостью, что делает его идеальным для использования в конструкциях, подверженных механическим воздействиям, таких как полы, фундамент и стены. Его жесткость и прочность обеспечивают надежную защиту от механических повреждений.

Сложность монтажа и нанесения

• ППУ: Напыление ППУ требует специализированного оборудования и профессиональных навыков, но оно позволяет создать равномерное покрытие на любых поверхностях, независимо от их сложности. Процесс занимает меньше времени по сравнению с укладкой плит.
• ППС: Плиты ППС проще в монтаже, но требуют тщательной подгонки и герметизации стыков. При неправильной установке могут возникнуть щели, через которые будет происходить утечка тепла.

Сравнив эти характеристики, можно сделать выводы о том, в каких ситуациях каждый из этих утеплителей будет наиболее эффективным.

Какие альтернативы пенополистиролу имеют лучшие эксплуатационные свойства

Конечно, такое распространение материала и его ежедневное участие в жизни человека заставляют задаться вопросом: пенопласт вреден или безопасен?

Производители объявляют одним из важнейших эксплуатационных качеств, из тех, которыми обладает пенополистирол экологичность. Но их заинтересованность вполне понятна. Вот поэтому, при определении того, приносит ли экологии пенополистирол вред на самом деле, лучше обратиться к научным исследованиям.

Пенополистирол под микроскопом

Экологичность любого материала определяется его собственным воздействием на окружающую среду, воздействием при тех или иных условиях и при взаимодействии с другими веществами.

Причем нужно рассматривать как сиюминутное воздействие, так и долгосрочное. Вот основные факторы воздействия:

• Пенополистирол практически не впитывает воду и совсем с ней не взаимодействует. Поэтому использование его, например, в отделке и утеплении фасадов, не только эффективно, но и безопасно. Из этого следует,  что потолочная плитка из пенопласта, если ее не нагревать вреда не представляет.
• Пенополистирол не окисляется по воздействием воздуха и не разлагается под действием ультрафиолета. Эти качества позволяют утилизировать пенопласт на свалке бытовых отходов, а не на специализированном химическом полигоне.
• Пенополистирол не растворяется никакими веществами, с которыми может контактировать на свалке бытовых отходов. Растворителями для него служат ацетон, исходный стирол, ароматические и хлорированные углеводороды. Эти вещества не встречаются (по крайней мере не должны встречаться) на свалке бытовых отходов.
• Пенополистирол очень долговечный материал. Цикличные испытания на устойчивость годовым температурным изменением в диапазоне от -40 °С до +40 °С с воздействием на материал ультрафиолета и воды показали, что даже после 80 циклов (что соответствует 80 годам) структура пенополистирола осталась неизменной.
• Экстремальные температуры не типичны для условий использования пенополистирола, но также были изучены. При нагревании без источника открытого пламени даже не обработанный противопожарными веществами пенополистирол начинает разрушаться лишь при 300 °С, а при открытом пламени — при 210 °С. Воздействие низких температур вообще можно не учитывать, так как разрушение наступает лишь поверхностное, да и то при -310 °С.

Как пенополистирол влияет на качество воздуха в помещении

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

В каких цветах выпускается пенопласт

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

• Паропроницаемость – составляет 0,05 мг/м·год·Па (практически паронепроницаем). В экструдированный пенополистирол пар не проникает совсем, поскольку материал не разрезают – его выпускают из экструдера уже в виде готовых плит.
• Плотность – 10-50 кг/м3. По ней определяются марки материала – по ГОСТ-15588-86 выделяют пенополистирол 15, 25, 35 и 50.
• Прочность статического изгиба – 0,02-0,2 кг/см2.
• Теплопроводность – λ = 0,028-0,038 Вт/м·К. Чем больше плотность пенопласта , тем выше степень теплоизоляции.
• Суточное водопоглощение по объему – до 2%. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии и вовсе практически не впитывает воду – он вбирает в 10 раз меньше, чем обычный пенополистирол.

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

Какие долгосрочные последствия использования пенополистирола в крупных проектах

Способ получения этого материала впервые был запатентован ещё в 1928 году. С тех пор он неоднократно модернизировался. Производство пенополистирола не отличается большой сложностью, но требует соблюдения определённой последовательности действий, а также использования специального оборудования.

Особенности производства

Рассмотрим подробно процесс изготовления PS. В числе основных этапов:

1. Подготовка полистирола. В начале производства используется полистирол в форме гранул, которые получают в результате полимеризации стирола. Эти гранулы становятся основой для дальнейшего процесса.
2. Вспенивание. Для создания пенополистирола в гранулы добавляются высококипящие жидкости, такие как изопентан или метиленхлорид. Этот этап называется вспениванием, и он проводится в специальных реакторах. В результате химических реакций образуются предвспененные гранулы.
3. Формирование блоков. После вспенивания предвспененные гранулы сушатся, чтобы удалить остаточные жидкости. Затем они подвергаются процессу спекания при высоких температурах и заданном давлении. Это приводит к расширению предвспененных гранул и формированию плотных блоков пенополистирола.
4. Резка плит. Полученные блоки пенополистирола режутся, чтобы получить плиты заданных габаритов. Эта резка выполняется с высокой точностью, чтобы обеспечить однородность и качество плит.
5. Упаковка и распределение. Готовые плиты пенополистирола упаковываются и готовятся к отправке на стройплощадки. Их использование распространено в различных областях строительства, таких как утепление зданий и создание теплоизолирующих систем.