Необходимость и преимущества применения пенополистирола (пенопласта) в строительстве
С введением новых строительных нормативов по теплозащите зданий в России возникает необходимость перехода строительной отрасли на новые принципы решения задач. При этом архитекторы и проектировщики все чаще обращаются к новым материалам и конструкциям, способным эффективно обеспечивать заданные требования.
Пенополистирол - один из этих материалов. Теплоизоляционные свойства пенополистирола (пенопласта) в сравнении с другими материалами, показаны в таблице 1.
По действующим российским строительным нормам толщина стен, одинаково препятствующих теплопотерям в здании, должна быть примерно: | |
Железобетон Кирпич Керамзитобетон Дерево Минеральная вата Пенополистирол | 4 м 20 см; 2 м 10 см; 90 см; 45 см; 18 см; 12 см; |
Расчет теплоизоляции пенопластом
Требуемая толщина теплоизоляции определяется в зависимости от климатических условий эксплуатации и назначения здания, кроме того следует учитывать мероприятия по защите от конденсации влаги и энергосбережение. Показатели теплоизоляции из пенополистирола (пенопласта) приведены в таблице
Толщина теплоизоляции мм | Сопротивление теплопередаче кв.м · °С/Вт | Коэффициент теплопередачи Вт/кв.м · °С |
40 50 60 70 80 100 120 130 140 | 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,50 3,00 3,25 3,50 | 0,83 0,68 0,58 0,51 0,45 0,37 0,31 0,39 0,27 |
Например для обеспечения минимальной теплоизоляции промышленных помещений при отоплении 2000 °С · сут. толщина пенополистирола составляет: для крыши - 80 мм, для стен - 60 мм, а с учетом экономии на отоплении
Характеристики пенопласта
БЕЗВРЕДНОСТЬ
Заключение Московского НИИ Гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана № 03/ПМ8 подтверждает, что при исследовании рекомендованных для строительства конструкций с применением пенополистирола, в пробах воздуха стирола не обнаружено. Во всем мире ПСБ-С разрешено применять как при строительстве, так и в контейнерах для пищевых продуктов.
ОТНОШЕНИЕ К ТЕМПЕРАТУРЕ
В течение непродолжительных промежутков времени ПСБ-С выдерживает температуру 110°С позволяя, например, кратковременный контакт с горячим битумом. В случаях постоянного воздействия повышенных температур рекомендуется не превышать 80 °С во избежание деформаций и усадки. Нижний предел температуры для пенополистирола составляет 180°С.
ОТНОШЕНИЕ К ХИМИЧЕСКИМ СРЕДАМ И БИОЛОГИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
Пенополистирол обладает высокой стойкостью к различным веществам, включая морскую воду, солевые растворы, известь, цемент, гипс, ангидрид, щелочи, разведенные и слабые кислоты, мыла, соли, удобрения, битум, силиконовые масла, спирты, клеящие, водорастворимые краски.
ПСБ-С не растворяется и не набухает в воде, практически не впитывает влагу, долговечен и стоек к гниению. Он не усваивается животными и микроорганизмами, поэтому не используется ими в качестве корма и не создает питательной среды для грибков и бактерий.
ОГНЕСТОЙКОСТЬ
Пенополистирол относится к группе сгораемых материалов. Все марки производимого нашим предприятием ПСБ-С содержат антипирен, придающий материалу свойство самозатухания.
Теплопроводность
Проводимые испытания на теплопроводность пенопласта в соответствии с требованием ГОСТ 15588-86 подтверждают, что вне зависимости от марки используемого сырья и предприятия-изготовителя пенополистирола (пенопласт) обладает теплопроводностью в пределах 0,037- 0,041 Вт/(м·К).
Применение пенополистирола (пенопласта) в строительстве позволяет:
- Сократить расходы на материалы - ни один из подобных изоляционных материалов не имеет такой приемлемой стоимости. Например при сравнительно равных ценах за куб.м. минеральной ваты требуется в 1,5 раза больше, чем пенополистирола.
- Сократить расходы на монтаж - работа с пенополистиролом не представляет трудностей, плиты легки, приятны на ощупь и не загрязняют окружающую среду.
- Сократить расходы на отопление - деньги, потраченные на теплоизоляцию (в среднем от 0,5 до 3% от стоимости нового здания) окупаются за очень короткий срок.
Конструктивные особенности теплоизоляции облегченных каркасных зданий. Одной из областей применения пенополистирола является использование пенополистирольных плит в качестве теплоизоляции зданий с несущим металлическим или деревянным каркасом и влагостойкой обшивкой, что часто является оптимальным по целому ряду показателей, так как преимущества в свойствах каждого из материалов в таком сочетании используются наиболее полно.
Теплоизоляция зданий, рассматриваемых в данном случае, представляет собой конструкцию с вентилируемым пространством между крышей или стеновой обшивкой и теплоизоляционным слоем. Внешнее покрытие обеспечивает защиту от воды, падающей вниз сверху, внутренний слой обеспечивает теплоизоляцию.
Такие конструкции могут быть использованы в зданиях различного назначения и их применение должно соответствовать требованиям действующих СНИПов. При проектировании и выполнении теплоизоляции следует обратить особое внимание на:
- толщину теплоизоляции;
- вентиляцию пространства между покрытием и теплоизоляцией для предотвращения конденсации влаги в холодный период;
- систему крепления пенополистирола.
Теплоизоляция зданий
Ужесточение требований, предъявляемых к теплоизоляции зданий, обуславливает повсеместное использование в строительстве различных теплоизоляционных материалов. Одним из традиционных утеплителей является беспрессовый пенополистирол (пенопласт). В настоящее время в Европе более 60% всего производимого пенополистирола используется для целей теплоизоляции. Пенополистирол, благодаря своим свойствам, обеспечивает необходимую теплоизоляцию зданий объектов. Материал на 98 % состоит из воздуха - лучшего природного теплоизолятора. В прилагаемом информационном странице приведены основные технические характеристики пенополистирола, выпускаемого фирмой "Север-полимер". Пенополистирол устойчив к воздействию растворов кислот и щелочей, спиртов. Инертен по отношению к неорганическим строительным материалам - бетону, извести, цементу, песку и др. Разлагается органическими растворителями, смолами, битумными растворами. Продукция фирмы отвечает высоким требованиям мировых стандартов. Одним из основных преимуществ пенополистирола является способность нести относительно высокую механическую нагрузку при минимальной плотности. Это в значительной степени определяет возможности его использования в строительстве. На рисунке показаны варианты применения пенополистирола в малоэтажном строительстве. В последнее время особое значение приобретает использование пенополистирола в качестве внутренней теплоизоляции при изготовлении трехслойных панелей для крупнопанельного домостроения, а также при монолитном строительстве. Особо следует подчеркнуть возможность использования пенополистирола, который благодаря низкой средней плотности практически не изменяет нагрузку на несущие конструкции и фундамент, для реконструкции старых домов. Используя нашу продукцию вы получите добротный теплый дом. Рассмотрим подробнее некоторые возможности применения пенополистирола фирмы "Север-полимер".
Теплоизоляция стен
Пенополистирол (пенопласт) можно применять как для наружней, так и для внутренней теплоизоляции стен. К внешней стороне стены теплоизоляционные плиты крепятся с помощью монтажных приспособлений или приклеиваются мастикой, клеем, цементным раствором. Пенополистирол обязательно нужно защищать от прямого воздействия открытого пламени. Для этого используют различные негорючие материалы: кирпич, керамическую плитку, стальной или алюминиевый профиль, различные штукатурки и др. Прекрасный теплоизолирующий эффект достигается при использовании пенополистирола для теплоизоляция стен и внутренних помещений. В этом случае материал проявляет свои шумозащитные свойства. Ощутимо повышается комфортность помещений. Однако и в этом случае пенополистирол необходимо защищать от открытого пламени. Для этих целей прекрасно подходят гипсокартонные листы. Для стен предпочтительный метод изоляции - установка плит пенополистирола толщиной около 40 мм в полость стены на поверхность внутренней ее части с небольшим зазором между наружной частью стены для предотвращения мостика, по которому может передаваться влага. Плиты по размеру и форме легко нарезаются ножом или пилой с мелким зубом и крепятся простыми стеновыми анкерами с шагом 400 -450 мм по вертикали и 900 мм по горизонтали. Другой вариант теплоизоляции заключается в креплении плиты пенополистирола непосредственно к наружной или внутренней поверхности. Для наружного крепления рекомендуется плита толщиной 50 мм, для внутреннего - 30 мм. В обоих случаях плиты крепятся адгезивными, клеящими составами или механическими креплениями. В обоих случаях необходима облицовка. При внутреннем креплении плиты из пенополистирола обшиваются гипсокартонными листами или покрываются обычной штукатуркой. При наружном креплении плит - их поверхность отштукатуривается двумя слоями цементного раствора, нанесенного на прочную основу (например, металлическую сетку).
Теплоизоляция пола
Применение пенополистирольных плит в качестве теплоизоляции пола и перекрытий служит эффективным средством для их теплоизоляции и снижения передачи ударного шума (шаги, передвигаемая мебель...) и обеспечит вам теплый пол. В этом случае плиты из пенопласта (пенополистирола) толщиной до 50 мм укладываются обычно на слой материала с изолирующими свойствами. После герметизации швов наверх укладывается шпунтованная древесностружечная плита, песчано-цементная или бетонная смесь толщиной 6 см.
Теплоизоляция крыши
Теплоизоляция крыши широко используемых в зданиях коммунального назначения и квартирных домах, осуществляется следующими способами. "Невентилируемая (теплая) крыша" : крыша покрывается плитами ППС толщиной около 70 мм, на поверхность которого укладывается водостойкий битумный слой. "Вентилируемая (холодная) крыша" : плиты ППС устанавливаются на тыльную сторону крыши, при этом оставляется вентилируемая полость, предотвращающая конденсацию водяных паров. Чердачные помещения могут служить хорошими жилыми комнатами. Теплоизоляция двухскатной крыши при сравнительно небольших расходах приносит большую пользу. Для этого необходимо вмонтировать в промежутки между стропилами один или несколько слоев пенополистирольных плит общей толщиной, равной толщине стропил.
Теплоизоляция фундаментов
Фундамент - основа здания. От него зависит долговечность и в значительной мере тепловой комфорт. Поэтому вопрос по теплоизоляции фундаментов, особенно в регионах с суровым климатом, должен ставиться на одно из первых мест. Традиционно пенопласт применяют в качестве средней части трехслойных фундаментных блоков. Однако свойства материала и его качество позволили применять фундамент современной более эффективной конструкции. В современном фундаменте пенополистирол (пенопласт) используют в качестве несъемной опалубки при изготовлении и монолитного фундамента непосредственно на объекте. Это существенно снижает расход бетона, арматуры и трудозатраты. Хорошо зарекомендовал себя пенополистирол (пенопласт) при устройстве бесподвальных строений. В этом случае на подготовленную площадку укладываются плиты утеплителя в один или несколько слоев, заливаются бетоном и далее возводится строение обычным порядком. При такой конструкции бетонная стяжка одновременно является фундаментом и основанием пола. Конечно, это не исключает необходимости устройства точечного фундамента под несущие опоры. Особо отметим возможность применения пенополистирола в целях изоляции фундаментов для предотвращения промерзания. Специалистам строителям и эксплуатационникам хорошо известны последствия этого природного явления. Поэтому в северных регионах защита фундаментов от промерзания, а также возможность строительства на мерзлоте имеет важное значение. Изоляционные плиты фирмы " Север-полимер " можно применять для вертикальной и горизонтальной защиты фундаментов от промерзания. Для этой цели вдоль фундамента отрывается траншея шириной порядка 1 м и глубиной, определяемой промерзанием грунта. Плиты теплоизоляции укладываются вдоль фундамента и засыпаются. В некоторых случаях необходимо дополнительное устройство гидроизоляции.
теплоизоляция трубопроводов
Известно, что теплоизоляции инженерных коммуникаций до последнего времени не придавалось должного значения, хотя доля теплопотерь через них составляет порядка 30%. Для теплоизоляции трубопроводовхолодного водоснабжения, вентиляционных каналов, телефонных линий и заглубленных кабелей в последнее время все чаще стали применять пенополистирол. Этот материал также используют для защиты водопроводных и канализационных труб городских магистралей от замерзания. Благодаря этому, трубопроводы можно укладывать на меньшей глубине, намного сокращая объем вынутого грунта.
Несомненным достоинством применения пенополистирола для теплоизоляции трубопроводов является возможность придания материалу практически любых форм, что способствует функциональному приспособлению к конструктивным требованиям.
Использование пенополистирола (пенопласта) в холодильном оборудовании.
Холодильные камеры.
Пенополистирол используется при строительстве холодильных помещений, витрин, морозильных установок, холодильников, вагонов-холодильников, емкостей для транспортировки сухого льда, складских помещений и т.д.
При применении пенополистирола в холодильной технике учитывается такой показатель, как коэффициент теплопроводности и влагопоглощения. И он по этим свойствам превзошел традиционные теплоизоляционные материалы, используемые в холодильной технике, например, экспанзит и мипору. Названные материалы постепенно впитывают влагу. А это отрицательно сказывается на эффективности изоляции. Поэтому конструкции должны быть выполнены таким образом, чтобы изоляция в течение длительного времени оставалась сухой. Для этой цели применяют дополнительные влагозащитные покрытия от проникновения водяных паров. Пенополистирол лишен подобных недостатков, так как водопоглощение плит не превышает 3 %. Пенополистирол имеет закрытую ячеистую структуру, что исключает капиллярное водопоглощение. Такое ценное качество предотвращает промораживание и разрушение ППС. Он не подвержен гниению. Из этого следует: срок эксплуатации теплоизоляции из ППС составляет более 100 лет, причем его изоляционные свойства не ухудшаются.
Поэтому для теплоизоляции стен, перегородок, потолков охлаждаемых помещений применяют пенополистирол, обладающий стабильными физико- техническими свойствами.
Холодильные камеры по устройству делят на два основных типа: размещенные внутри помещения и занимающие только часть его и занимающие помещение полностью. Камеры первого типа имеют двойные стены: стены здания и камеры. В камерах второго типа наружные стены здания являются и стенами камер. При двойном ограждении стены холодильных камер находятся в более благоприятных условиях, так как подвержены действию меньшего перепада температур, а следовательно и температурных деформаций. В летний период от солнечной радиации наружные поверхности крыш и стен могут нагреваться до 60-70 °С, и если температура в камере -20 °С, то перепад температур очень существенен. Это крайне нежелательно для всех несущих и ограждающих конструкций. Поэтому применение пенополистирола представляется необходимым.
В холодильных камерах, предназначенных для хранения пищевых продуктов, теплоизоляция должна выполняться (подвешиваться) и со стороны потолка камеры. В остальных случаях допускается устройство теплоизоляции сверху перекрытия.
Теплоизоляция может быть повреждена грызунами, поэтому ее защищают на высоту 1 м от перекрытия сеткой из стальной проволоки с ячейками 6х6 мм, заводя ее в перекрытие на 0,5 м. Сетки закрепляют в перекрытии и стене.
Межкамерные перегородки, так же как и стены, должны иметь дополнительную теплоизоляцию.
Холодные хранилища.
Полы холодных хранилищ подвергаются как большой статической нагрузке со стороны складируемых товаров, так и динамической от транспортных средств, например, вилочных погрузчиков. Используемая для этих полов теплоизоляция должна быть устойчивой к таким нагрузкам в течение длительного времени, не деформироваться и не протекать. Материал должен быть влагостойким и сохранять свои теплоизоляционные свойства при низких температурах. Пенополистирольные плиты отвечают этим требованиям.
В полах холодных хранилищ часто используются обогревающие кабели, встроенные прямо в бетонные плиты под теплоизоляционным слоем, с целью предотвращения промерзания залегающего ниже грунта. При этом теплоизоляционный слой должен быть защищен паронепроницаемым слоем.
Стены холодных хранилищ.
При кирпичной кладке или бетонных стенах плиты пенополистирола могут укладываться в один или несколько слоев для получения заданных теплоизоляционных характеристик. Первый слой плит крепится к паронепроницаемому слою при помощи цементного или битумного раствора, а последующие слои закрепляются клеющим материалом. Для стен высотой свыше 2,5 м рекомендуется применение механического крепления. С внутренней стороны стены холодных хранилищ могут покрываться штукатуркой или металообшивкой. Штукатурка должна подходить для использования в холодных хранилищах и не быть слишком паронепроницаемой. Для компенсации веса штукатурки следует устанавливать не реже чем через 2,5 м дополнительные горизонтальные опоры. Обшивку из металлопрофиля следует закреплять горизонтальными кронштейнами между двумя теплоизолирующими слоями с интервалом около 2 м. Этот способ может быть использован лишь при возведении новых сооружений.