Обзор способов утепления фасадов

Утепление пенополистиролом (пенопластом)

В настоящее время в строительстве неоправданно широкое распространение получил Пенополистирол (пенопласт) в качестве «самого эффективного» «универсального» «долговечного» >«экологически чистого» и «дешевого»  утеплителя. Большой проблемой, которая как правило остается неизвестной потребителю, является то что из всего этого перечня правдой является только последнее – пенополистирол дешевый материл. Но и в это утверждение необходимо внести ясность. Да пенополистирол сам по себе дешев, но утепление качественным пенополистиролом является далеко не самым дешевым способом.

Итак, потребитель планирующий использовать в качестве утеплителя пенополистирол(пенопласт) должен знать, что:

• Пенополистирол пожароопасен.
• Пенополистирол экологически опасен.
• Пенополистирол недолговечен.
• Из-за технологии применения уменьшаются заявленные теплоизоляционные свойства.
• Пенополистирол непрочен.
• У пенополистирола низкая паропропускаемость.
• Многослойная технология применения пенополистирола существенно повышает стоимость теплоизоляции.

 Разберем по порядку эти утверждения.

Пожароопасность

По классификации на пожарную опасность ВСЕ пенопласты относятся к классу «Г», то есть горючих материалов и относится к веществам легко воспламеняемым. Еще до возгорания (уже при температуре 80-90 градусов!) в пенополистироле начинают развиваться процессы деструкции с выделением вредных веществ. В отчете ВНИИПО МВД РФ говорятся, что значение показателя токсичности образцов близко к граничному значению класса высоко опасных материалов.

Поэтому согласно современным строительным нормам, при утеплении фасада пенопластом вокруг оконных проемов на расстоянии полметра необходимо сделать покрытие из негорючего материала, чтобы в случае горения ядовитый дым не затягивался в помещение.

Неэкологичность

Пеополистирол является твердой пеной полистирола, получаемой в результате полимеризации стирола в присутствии инициаторов (перекисей, гидроперекисей и азосоединений). При этом любой химик может подтвердить что 100% полимеризации не бывает  никогда, а это значит, стирол в объеме остается.   При этом известно, что длительное воздействие даже малых концентраций приводит к ухудшению  самочувствия человека. При 200° разлагается с образованием стирола и других низкомолекулярных соединений, димеров и тримеров. При нагревании до 60° в течение около месяца пенополистирола в воздухе создавались концентрации стирола от 0,017 до 0,001 мг/л . В условиях естественной эксплуатации пенополистирола (колебание температуры -30 +30°С, отсутствие света и прямого попадания осадков)  пенополистирол подвергается химическому действию кислорода воздуха. При этом в окружающую среду выделяются бензол, толуол, этилбензол, а также ацетофенон, формальдегид, метиловый спирт. Важно также понимать что если количество вредных веществ ниже  ПДК но они присутствуют! Стирол оказывает сильное воздействие на печень, от этих микродоз стирола достается сердцу, у женщин – особые проблемы.

Недолговечность

Долговечность (как и цена) пенопласта очень сильно зависит от их качества. так по разным данным пенопласты марок ПСБ, ПСБ-С не изменяют существенно свои свойства от 10 до 40 лет. Величины сами по себе не велики, а кроме того эти цифры взяты для лабораторных испытаний пенополистирола. На рисунке внизу представлена фотография типичной структуры пенополистирольного пенопласта (левая фотография). Но особенно интересно посмотреть, что случается с пенополистиролом даже после незначительного искусственного старения.  Для этого материал выдержали в термостате при 60°C всего 10 часов (правая фотография). На практике же, имеет место сложная система химического взаимодействия с основанием, гидроизоляторами, клеями, краской, штукатуркой и т.д. и все это однозначно не улучшает свойства и срок службы пенополистирена.

Укорачивают срок службы пенополистирола птицы легко разрушая защитное покрытие и въющие гнезда в пенополистироле и грызуны, проделывающие в пенополистирольных плитах целые лабиринты. На фотографиях приведенных ниже можно увидеть проведенный эксперимент, когда лабораторной мышке дали  пенополистирол. На фото виден момент аппетитного поглощения «утеплителя»

Теплоизоляционные свойства

Коэффициент теплопроводности пенополистиролом очень сильно зависит от качества и лежит в пределах от 0,035 Вт/м °С у самого лучшего (и соответственно самого дорого) до 0,05-0,06 Вт/м °С у самого часто применяемого. К сожалению в этих цифрах скрыта доля лукавства. На практике при утеплении пенопластом неизбежно возникают мостики холода в местах стыка пенопластовых плит и точках крепления гвоздями, что хорошо видно на тепловизионной фотографии (рисунок слева). Кроме того трудно достижима качественная теплоизоляция на сложных архитектурных композициях, порой вообще не возможно на откосах окон, в местах ввода коммуникаций (рисунок справа).

Все это приводит к тому, что реальная теплоизолированность ухудшается едва ли не в разы.

Низкая механическая прочность

Ни у кого не вызывает возражений низкая механическая прочность  пенополистирола.

 Даже после нанесения защитного штукатурного слоя он может быть легко поврежден случайным не сильным ударом или надавливанием. Только все забывают. что это теплоизоляционное покрытие не ремонтопригодно. Замена пенополистирольного утеплителя на стене практически невозможна без разрушения всей системы теплоизоляции.

Низкая паропропускаемость

Стены, утепленные пенопластом, «не дышат», а это в свою очередь ухудшает микроклимат в помещении. Следствие этого – возможные плесень и грибок внутри слабовентилируемых помещений, что  ведет к  быстрому накоплению влаги между ограждающей конструкцией и утеплителем, появлению плесневых грибов, а в дальнейшем к заболеванию проживающих в таких домах людей, промерзанию увлажнённых стен.

Нетехнологичность, стоимость

Как правило при предложении способа утепления говориться о  низкой стоимости пенополистирена. При этом не учитываются затраты на вспомогательные материалы и время (а это опять затраты) и на проведение работ.

ПЕНОИЗОЛ (жидкий пенопласт)

На сегодняшний день пеноизол самый дешевый теплоизоляционный материал единственно, чем он выигрывает. Пеноизол производится из карбомидно-формальдегидных смол и относится к классу карбомидных  пенопластов, это открыто-пористый пенопласт.

На фото показан пример заливки в полости. Да красиво, но нет ни одной фотографии что происходит после сушки пеноизола, да и как он будет сохнуть в закрытом пространстве??. Пока вода будет в пеноизоле он будет фонить выше предельно допустимых норм. А в стене он будет очень долго  сохнуть.
Многие производители пеноизола заливают пеноизол через отверстия при полном отсутствии визуального и инструментального контроля при этом дают 100% гарантию, что полости все заполнены в это очень трудно поверить.

Недостатки пеноизола

• в связи с тем, что карбамидно-формальдегидный пенопласт при повышенной влажности достаточно быстро разрушается с выделением формальдегида, карбамидно-формальдегидный пенопласт следует защищать от намокания.
• при заливке пеноизола  в стеновые полости вода, пенообразователь и ортофосфорная кислота,  которые не прореагировали, отрицательно воздействуют на металлические конструкции;
• существенным недостатком карбамидных пенопластов является их относительно высокое водопоглощение (до 18-20 % по массе);
• хрупкость, при затвердении возможна усадка до 1,5-2%(допустимый процент усадки при качественной смоле и соблюдении технологии) и образование трещин — это основные недостатки;
• нет возможности полностью заполнить полости без отсутствия щелей; В ряде штатов США и Канаде использование карбамидного пенопласта как теплоизолятора запрещено законодательно как потенциально опасного для здоровья. В Великобритании, использование карбамидного пенопласта возможно при соблюдении правил обращения с токсичными строительными материалами.

Минералватные материалы

Минералватные материалы являются более дорогим материалом, чем Пенополистирол. Основное отличие - они негорючие. Среди минеральных ват следует выделить материалы на базальтовой (каменная вата) и кварцевой основе (стекловата). На фотографиях показано два типа минералватных утеплителей

1. без связки нитей – фото слева. Материал имеет небольшой срок службы и его необходимо тщательно закреплять на конструкции, но всегда существует ряд воздействий, смещающих волокна друг относительно друга. На практике это приводит к проседанию материала и появлению участков, свободных оттеплоизоляции. 

2. минералватный материал с нитями связанными полимерными связующими. Этот материал достаточно жесткий. Однако основной его недостаток – экологическая небезопасность Фото справа.

Стекловата (URSA, ISOVER и другие)

Недостатки:

• впитывает влагу из воздуха, при утеплении ее необходимо упаковывать во влагонепроницаемые пакеты. При этом свойства пропускать пары влаги становятся как у пенопласта. Но даже при использовании влагонепроницаемых пакетов утеплитель намокает из-за образования конденсата и быстро теряет свои свойства как теплоизолятор;
• низкая механическая прочность (требует защитного покрытия);
• экологически не безопасен (при работе с этим материалом требуются индивидуальные средства защиты);
• не технологичен ( при утеплении требуются те же технологические операции что и при утеплении пенополистиролом. При этом необходимо следить за целостностью влагонепроницаемой упаковки, что в реальной жизни трудно осуществимо);
• в стекловате также заводятся грызуны...

Каменная вата (ROCKWOOL, PAROC и другие)

Это, пожалуй, самый дорогой материал среди теплоизоляционных. Материал должен быть гидрофобизирован. Без гидрофобизации материал будет впитывать влагу, но хорошие материалы гидрофобизированы и их влагопоглощение незначительно.

Недостатки:

• каменная вата является средой обитания грызунов поэтому утепление фасада должно производиться очень тщательно;
• низкая влагостойкость;
• низкая механическая прочность. Из-за этого минеральная вата дает усадку, образовывая пустоты. Для повышения прочности минвату пропитывают полимерными смолами, а это вредно для здоровья.
• Разрушение, со времением, слоя минваты сопровождается выделением волокнистой пыли в окружающую среду.
• По мнению ряда экспертов, один из самых вредных для здоровья стройматериалов – минеральная вата.  Дело в том, что  связующим материалом является фенолформальдегидная или меламино-формальдегидная смола, выделяющая свободный формальдегид, а также фенол – высокотоксичные вещества, по сути, являются для человеческого организма ядами.

Ячеистые бетоны (пено газо бетоны)

На фотографии ниже показаны структуры типичного газобетона очевидно, что структура твердого материала выглядит пористой. Помимо крупных ячеек, которые собственно и образуют «пену», сам материал пронизан большим количеством микропор размером менее 10 мкм.

Большинство производителей газобетона плотностью 600 кг/м3 указывает значение теплопроводности в пределах 0,140-0,145 Вт/(м·К), но только для сухого материала. С завода он обычно отпускается с влажностью до 20-25%. Теплопроводность такого материала не укладывается в рамки требований теплоизоляционных материалов.

Недостатки ячеистых бетонов

Структура пено- и газобетона делает неизбежной существенное значение сорбционной влажности. То есть в пено- и газобетонах обязательно в естественных условиях присутствует сконденсированная в микропорах вода, причем значительное количество микропористости предполагает и значительную конденсацию влаги. чем резко снижаются теплотехнические характеристики, возникает деформация, которая портит отделку. Чтобы избежать этого явления, необходим дорогостоящий комплекс инженерно обоснованных мероприятий по защите ячеистых бетонов от переувлажнения. Естественно, что влага, заключенная в жестком капилляре при замерзании увеличивает объем и разрушает капилляр. Поэтому морозостойкость пено и газобетонов не может быть высокой.

Вторая, не менее характерная особенность - низкая механическая прочность - хрупкость, что влечет за собой сооружение достаточно дорогостоящего ленточного фундамента.

Эти две особенности приводят к тому что прекрасные характеристики этого материала или значительно ухудшаются, или требуют значительного увеличения затрат на строительство, и кроме того накладывают ряд ограничений при строительстве и эксплуатации сооружений.

Пеностекло

Особенности использования пеностекла в России делают материал особенно перспективным в связи со специфическими климатическими условиями. В связи с высокой долей расходов на теплопотери в жилом и промышленном фонде, одним из основных направлений снижения общих затрат на эксплуатацию жилья, является трехкратное увеличение термического сопротивления ограждающих конструкций, прежде всего за счет использования теплоизоляционных материалов. В российских климатических условиях, предполагающих значительные перепады температур и высокую влажность, пеностекло является наиболее долговечным материалом, практически не имеющим ограничений по срокам эксплуатации. Кроме того, материал может быть использован для реконструкции существующего жилья по простым и доступным технологиям. В целом, вопросы энергосбережения в ЖКХ и промышленности не могут быть решены без использования эффективных теплоизоляционных материалов. При этом предлагаемый материал фактически не имеет аналогов по комплексу свойств.

Подробнее об особенностях утепления домов пеностеклом.