Пенополистирол свойства и противопоказания
Пенополистирол и материалы на его основе достаточно популярны в строительстве и пищевой промышленности. Но действительно ли полистирол вреден для здоровья и в каких случаях он может быть опасен для человека? Производители заявляют, что этот материал абсолютно безопасен во всех его разновидностях: начиная от одноразовых вилок и ложек со стаканчиками, заканчивая теплоизоляцией для частной и коммерческой недвижимости. Разберёмся, действительно ли безвредно его использование и можно ли обезопасить себя от его воздействия.
Из чего состоит полистирол
Прежде чем решить, насколько он токсичный, стоит разобраться, из чего состоит полистирольный материал. Пенополистирол и все его разновидности относится к категории термопластов, в основе которых лежит аналогичное вещество — стирол.
Помимо него, в состав входят:
- антипирены. Они необходимы для обеспечения огнестойкости материала, в чистом виде подверженного горению и плавлению даже при относительно небольшом воздействии пламени;
- пластификаторы. Они придают монолитность получаемому изделию, делая его прочнее и устойчивее к деформации, разрушению;
- наполнители. Таких вещество может быть множество, и все они предназначены для придания материалу определённых качеств: гибкости, гидрофобности, теплоизоляционной способности. Состав и перечень наполнителей напрямую зависит от назначения конечного изделия;
- красители. Используются для придания материалу эстетических качеств. В их роли выступают безопасные и нетоксичные пигменты.
Но в чём же вред полистирола для здоровья? Практически все включённые в его состав компоненты, вне зависимости от конкретного типа полистирольного материала: от газонаполненного (пенополистирола) до экструдированного полистирола и пенопласта относительно безопасны при эксплуатации.
За исключением стирола. Но его концентрация, допустим, в утеплителе не превышает 0,05% от всего объёма. Притом, что требования действующих в России санитарных норм допускают эксплуатацию объектов, в том числе жилых домов, с концентрацией стирола в десятки раз больше.
Поэтому на первый взгляд, на вопрос, вреден ли полистирол для здоровья человека стоит отвечать отрицательно. Но не всё так однозначно — существует множество нюансов, в том числе и особенности эксплуатации материала.
В чём опасность стирола
Прежде чем рассматривать вредность полистирола, стоит разобраться в особенностях использования и воздействия на организм его основного компонента.
Стирол (фенилэтилен) — это токсичное бесцветное соединение, являющееся основой большинства выпускаемых полимеров. При прямом воздействии на организм человека он оказывает ярко выраженный токсикологический эффект, приводящий к расстройству функций центральной нервной системы, вегетативным расстройствам и заболеваниям крови.
Кроме того, стоит отметить следующие негативные воздействия вещества:
- накопление его в печени, что при достижении определённой концентрации может привести к патологии органа;
- ухудшение работы сердца и ослабление сердечной мышцы;
- влияние на формирование плода, здоровье беременных женщин;
- раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек.
К счастью, для появления серьёзных расстройств в работе организма человеку нужно получить значительную концентрацию вещества. Именно по этой причине возлагаемая на полистирол опасность сильно преувеличена. Даже если человек будет всю жизнь окружён утеплителем на его основе, достаточной для отравления дозы он не получит.
Это вещество обладает выраженным кумулятивным эффектом, то есть со временем накапливается в организме. По приблизительным подсчётам учёных, за 20 лет концентрация в организме стирола может увеличиться в 600 раз по сравнению с первоначальной. При неизменной концентрации вещества в окружающей среде. Однако, в чистом виде для высвобождения стирола в окружающую среду необходим температурный режим от 25 градусов. Это вещество становится гораздо токсичнее при воздействии на него высоких температур, поскольку его высвобождение возрастает многократно.
Но важно учитывать, что изготавливаемый на его основе полистирол вреден лишь только при пожаре. Объясняется это спецификой его производства.
Почему полистирол не опасен?
Чтобы полностью разобраться, полистирол вреден ли для человека, следует хотя бы поверхностно изучить технологию его производства. В ходе изготовления конечного продукта происходит процесс полимеризации, за счёт которого стирол надёжно удерживается в толще материала. Даже если учитывать, что полимеризация на производстве затрагивает всего 97% основы, оставшихся 3% бесчисленно мало для отравления человека и окружающей среды.
Именно не полимеризованные остатки стирола и стали причиной многочисленных мифов о том, что полистирол вред и использовать его не стоит.
Но также стоит учитывать, что в процессе использования материала происходит постепенный, но неотвратимый процесс обратной деполимеризации, приводящий к высвобождению стирола. Он может как ускоряться, так и замедляться под воздействием следующих факторов:
- температуры, особенно высокой;
- ультрафиолетового и инфракрасного излучения;
- кислорода;
- влаги.
Именно по этим причинам утеплитель на основе этого материала следует укрывать при строительстве и использовать только для внешней отделки помещений.
Однако, даже с учётом явной токсичности стирола, на вопрос, полистирол опасен ли для здоровья, однозначного ответа нет. Можно выделить несколько причин, сделавших его безопасным:
- многочисленные компоненты и добавки, используемые на производстве. Они снижают токсичность и летучесть стирола, в результате чего стройматериал становится не так вреден;
- ламинация изделий. Наносимый на всю поверхность изделия ламинат препятствует процессу деполимеризации и высвобождению токсичных веществ.
Именно по этой причине у материала ламинированный полистирол экологичность на высоте — на данный момент это один из наиболее безопасных термопластов.
Но подложка из полистирола вредная ли? Нисколько. Её производство выполняется по изменённой технологии, к тому же сверху материал полностью закрывается напольным покрытием — ламинатом. И вреда от такой подложки нет абсолютно.
Нелишним будет рассмотреть, что безвреднее: пенопласт или полистирол. Как показали исследования, токсичность обоих материалов находится на минимальном уровне и при соблюдении условий эксплуатации такие материалы не могут вредить человеку и окружающей среде. Конечно, как и все термопласты, назвать их экологически чистыми нельзя, но и существенного вреда от них нет.
Как безопасно использовать полистирол
Чтобы приписываемая материалу полистирол токсичность не стала для вас поводом для постоянного ожидания отравления, соблюдаете следующие условия его эксплуатации:
- используйте его только для наружного утепления зданий и сооружений;
- устанавливайте в местах с минимальным риском возгорания или воздействия высокой температуры на материал;
- использовать его для утепления кровли допустимо только при нежилом чердаке и обеспечении хорошей вентиляции;
- ограничиться в использовании повреждённого материала.
Также важно исключить воздействие на него растворителей. Что будет, смотрите на видео.
С учётом вышесказанного, при соблюдении всех условий и рекомендаций по монтажу такого материала, как полистирол безопасность для человека будет гарантирована. За исключением пожаров. Но в этом случае источником токсикологической опасности становится любой предмет интерьера, стройматериал и даже бытовая техника.
Пенополистирол является изоляционным материалом белого цвета, который на 98% состоит из воздуха, находящегося в миллиардах микроскопических клеток с тончайшими стенками из вспененного полистирола. Сделанные из пенополистирола изделия экологически безопасны, они применяются даже для упаковки продуктов питания. Пенополистирол довольно устойчив к воздействиям влаги, имеет долгий срок службы, не подвергается воздействию микроорганизмов. Изоляционные материалы из пенополистирола более тридцати лет используются для теплоизоляции стен, потолков, полов и кровли в жилых домах и административных зданиях и считается весьма эффективным в этом вопросе. Обрабатывать пенополистирол очень легко, для этого достаточно воспользоваться острым ножом или ручной пилой, к тому же он имеет крайне малый вес, отличается возможностью склеивания с разнообразными строительными материалами и простотой механического крепления. Это все, безусловно, можно назвать существенными преимуществами пенополистирола.
Для использования пенопластов из стиролора, наиболее оптимального их применения и обеспечения функциональной надежности на долговременный период необходимо как можно лучше разбираться в их свойствах. Пенополистирол отличается от обыкновенных материалов именно тем, что все качества последних уже известны в достаточной мере. Так, к примеру, известно, что дерево имеет свойство гнить, что сталь может поржаветь, картон теряет всю прочность и форму под воздействием влаги, а стекло разбивается, и многое, многое другое. Что же известно нам о пенополистироле? Как правило, намного меньше. Именно поэтому, перед тем, как использовать его, рекомендуется рассмотреть свойства и характеристики, обладающие существенным значением для применения данного материала.
Теплопроводность пенополистирола
Свойства пенополистирольных плит по сбережению тепла основываются на том, что их «начинка», а именно воздух, имеет одни из наиболее маленьких показателей теплопроводности (порядка 0,027Вт/мК), в результате этого, теплопроводность пенополистирольных плит состоит в пределах примерно от 0,037 до 0,043 Вт/мК. Это намного ниже, чем, к примеру, теплопроводность дерева, которая составляет 0,12 Вт/мК, керамзита (0,12 Вт/мК) , кирпича (0,7 Вт/мК), а также многих других строительных материалов.
Такая невысокая теплопроводность пенополистирольных плит становится залогом высокого уровня энергосбережения. В результате будет достаточно всего 12 сантиметров пенополистирола там, где (соответственно последним российским стандартам) требуемая толщина стен, построенных из кирпича должна составлять не менее 2м 10 см, а деревянных 45 сантиметров. Это дает возможность называть пенополистирол одним из максимально эффективных теплоизоляторов.
Применение пенополистирольных плит в процессе строительства дает возможность в дальнейшем (уже во время эксплуатации помещений) основательно уменьшить затраты на отопление. Высокие свойства энергосбережения пенополистирольных плит обеспечивают их использование также для защиты от промерзания трубопроводов, что способствует увеличению срока их эксплуатации.
Помимо этого, теплосберегающие качества пенополистирола применяются при строительстве различных холодильных установок, складских помещений и разнообразного холодильного оборудования.
Водонепроницаемость понополистирола
По своей структуре данный материал совершенно не гигроскопичен и не впитывает воду, он не имеет свойства растворяться, деформироваться или не разбухать при соприкосновении с влагой. Однако, тем не менее, с помощью механизма капиллярной диффузии вода имеет возможность проникать в полости между отдельными гранулами пенопласта. При этом справедливо будет отметить, что количество ее весьма незначительно (примерно 1,5 – 3% по отношению к общему весовому объему всей пенополистирольной плиты). Помимо этого, в результате того же самого диффузионного механизма вода и выводится из пенополистирола. Все качества пенополистирольных плит при этом (такие как прочность, изоляционные способности, объемы) остаются без изменений. Скорость проникновения испарений воды в пенополистирольные плиты исчисляется менее, чем 1% от скорости передвижения пара в воздухе. Пар, точно так же как и вода, выходит из пенополистирола очень легко. Полное соблюдение правил проектирования дает возможность избежать конденсации. Устойчивость к влиянию влаги позволяет пользоваться пенополистирольными плитами для утепления фундаментальных конструкций здания, когда требуется контакт утепляющего материала непосредственно с грунтом.
Устойчивость к воздействиям химических и биологических факторов
Пенополистирольные плиты отличаются высочайшей устойчивостью к воздействию разнообразных химических веществ. Например, пенополистирол полностью сберегает свои качества при длительном контакте с различными солевыми растворами (среди которых и морская вода). В сочетании с этим материалом можно пользоваться мылами и отбеливающими веществами (в том числе растворами перекиси водорода, хлорной водой, гипохлоридом). Также на пенополистирольные плиты не оказывают негативного влияния кислот (кроме уксусной и концентрированной азотной кислоты), нашатырный спирт и так далее. В процессе строительства вместе с ним можно использовать известь, битум, различные клеящие смеси и краски на водной основе, гипс, цемент и прочие строительные материалы.
Пенополистирол не подвергается воздействию микроорганизмов, не становится благоприятной средой для появления различных грибков и не имеет возможности заплесневеть.
Прочность пенополистирола
Плотность пенополистирольных плит сравнительно небольшая, всего 0,015–0,05 г/см3 (плотность воды, к примеру, составляет 1,0 г/см3). Однако пенополистирол при этом отличается довольно высокой прочностью на сжатие и на изгиб. Этому примером может стать применение пенополистирольных плит в процессе ремонта и в строительстве автострад, взлетно-посадочных полос и много другого. При этом в первую очередь зависит прочность пенополистирольных плит от их толщины и того, правильно ли была произведена укладка.
Акустические свойства пенополистирола
Эффект звукоизоляции и поглощения шума определяется способностью материалов преобразовывать звуковую энергию в энергию тепловую. В связи с этим наивысшей звукоизоляционными качествами обладают, в первую очередь, пористые материалы, которые имеют низкую теплопроводность и способны пропускать воздух. Поэтому именно ячеистая структура полистирольных плит обеспечила их максимальные звукоизоляционные и поглощающие шум характеристики.
Так, к примеру, для обеспечения оптимальной звукоизоляции достаточно будет использовать пенополистирольную плиту, толщина которой составляет всего 2-3 сантиметра. Соответственно, чем больше будет толщина слоя пенополистирола, тем лучше и значительнее будут шумопоглащающие и звукоизолирующие свойства.
Долговечность пенополистирола
При оптимальном правильном использовании пенополистирольные плиты могут сохранять свои физические качества достаточно длительный срок.
В ходе исследования стало известно, пенополистирольные плиты не подвергаются необратимым изменениям, так на протяжении длительного времени они сохраняют свою форму, не утрачивают механических и теплофизических свойств. Кроме того, было установлено, что минимальный температурный предел для пенополистирола составляет –1800 градусов, а максимальный +800 градусов. Однако непродолжительной период времени (примерно несколько минут) пенополистирольные плиты могет подвергаться даже температуре аж до +950 градусов. Это дает возможность совмещать работу с пенополистирольными плитами и, к примеру, горячим битумом. Однако, когда воздействия оказывается более длительном, а температурный показатель превышает +800 градусов, пенополистирол начинает разрушаться.
Под воздействием влаги и воздуха, а точнее, кислорода, практически все природные органические материалы имеют свойство разрушаться. Относится к ним, например, резина, кожа, древесина, текстильные материалы и так далее. Пенополистирол в отличие от них гниению не подвержен.
Пожароустойчивость пенополистирола
Пенополистирол имеет очень высокую пожароустойчивость. Температура, при которой происходит самовозгорание пенополистирольных плит, составляет +4910 градуса. Это в 2,1 раза больше, в сравнении с температурой возгорания бумаги (она исчисляется +2300 градусами), и в 1,8 раза больше, чем у древесины (которая самовоспламеняется при +2600 градусах). Вне зависимости от того, что пенополистирольные плиты, как и большинство других строительных материалов, все же подвержены горению, однако при этом, горение они сами не поддерживают и если прямое соприкосновение с пламенем отсутствует, то пенополистирол затухает в течение 4 секунд. Иными словами можно сказать, что горение пенополистирольных плит может быть только в случае наличия открытого пламени, и после извлечения пенопласта из огня процесс горения тут же прекращается.
Помимо этого, на сегодняшний день производятся пенополистирольные плиты, которые обогащены антипиренами, они также носят название «самозатухающие» плиты.
Подводя итоги можно сказать, что пенополистирол, благодаря всем вышеназванным свойствам вполне заслужено считается сегодня одним из наиболее востребованных и популярных материалов, и хотя всегда можно подобрать аналоги, однако всегда следует внимательно сравнить все преимущества и недостатки.
В статье рассматриваются заявления некоторых критиков о том, что такой прекрасный утеплительный материал как пенополистирол – материал опасный, недолговечный и вообще ничего не утепляет. Так кто же прав?
Очень популярный у нас сегодня есть утеплительный материал – пенополистирол (ППС). В основном им сегодня утепляют стены зданий, и снаружи, и изнутри, укладывают под крыши и под напольные покрытия, и даже под фундаменты. Из него производят потолочную плитку и множество других всяких разных вещей, но в основном он используется как утеплитель, и отчасти – как гидроизоляционный материал.
И всем прекрасен пенополистирол, ни одного недостатка как бы не видно, разве что цена высокая. Но на прекрасные материалы не бывает невысоких цен, так что можно считать, что это скорее не недостаток, а достоинство. Таким образом пенополистирол – материал без совершенно никаких недостатков. И это факт, потому что об этом нам говорят производители пенополистирола, а они врать не будут.
Сегодня пенополистиролом утепляется большинство жилых домов. Источник фото: Яндекс.Картинки
Но тут появляются какие-то дешевые скептики, которые порочат этот поистине гениальный продукт. Они начинают рассказывать о пенополистироле всякие кошмарные ужасы, которые просто не укладываются в голове. Во-первых, говорят, что пенополистирол ничего не утепляет, а если кому-то кажется, что утепляет, то ему это просто кажется. Во-вторых, утверждается, что этот материал недолговечный, и через несколько лет рассыпается буквально в труху. Но самые зловредные сказки крутятся вокруг экологической безопасности пенополистирола, мол, он очень вредный, и тот, кто его «нюхнёт», умирает долгой, но мучительной смертью.
В общем, нужно как-то разобраться с пенополистиролом, чтобы обуздать всех критиков этого прекрасного изоляционного материала. И начнем с главного качества – теплоизоляционных свойств.
Теплоизоляционные свойства
Итак, теплоизоляционные свойства пенополистирола очень высоки – этого не отрицают даже его критики. Но тут они начинают рассказывать о том, что у этого пластика очень низкие гидроизоляционные качества. Якобы все вспененные, гранулированные пластмассы очень активно поглощают воду, причем это не случайность, а нормативное качество материала, о котором прекрасно известно их производителям и даже потребителям. Так, тот пенополистирол, который сегодня массово используется для теплоизоляции стен зданий, по массе имеет водопоглощение более 350%, но это не предел, так как в отдельных случаях этот параметр достигал 900%! Какими в этом случае теплоизоляционными качествами может обладать пенополистирол? Совершенно никакими.
Ну не враки ли? Конечно враки! Ведь в доме, обложенном пенополистиролом, как бы вроде бы тепло! Хотя сомнение все же есть. А вдруг не враки?
Сгнивший пенополистирол через несколько лет после установки. Сахалин. Источник фото: Яндекс.Картинки
Теперь переходим к параметру долговечности.
Долговечность
Долговечность пенополистирола, особенно экструдированного – это притча во языцех. Однако и в этом деле не все так однозначно. Например, отмечено множество случаев, когда через несколько лет в результате сильно увеличившихся теплопотерь зданий был вскрыт слой утеплителя, и оказалось, что он во многих местах был поврежден, в нем образовались «пролежни», трещины и сквозные дыры, и 30-50% плит истончились и уплотнились, тем самым потеряв все свои теплоизоляционные качества. Естественно, всю теплоизоляцию пришлось заменить, но эти случаи стали поводом к исследованию качеств пенополистирола, использующегося в строительстве. В частности, ими занялись две отечественные лаборатории – в НИИ Строительной Физики в Москве, и в Государственном архитектурно-строительном университете в Нижнем Новгороде.
В результате проверок было установлено, что даже самый качественный на данный момент экструдированный пенополистирол (ЭППС), если и может использоваться для теплозащиты, то исключительно в тех местах, где на материал не оказываются серьезные внешние воздействия. В частности, он годится только для утепления полотен дорог и подвальных помещений, а вот в изоляционные пироги горизонтального расположения его укладывать нельзя – он придет в негодность через несколько лет как в силу естественного старения, так и многих других факторов.
Ну и как вам такое? Сущий бред! Если бы так было на самом деле, то сегодня никто бы не использовал пенополистирол в качестве утеплителя. Но его продолжают использовать, причем в массовых количествах.
Ну а вдруг все это правда? Вдруг существует заговор производителей строительных материалов, которые нам впаривают негодный продукт, сдирая огромные деньги? Настала пора сомневаться и все проверить. Вот только как?
Дом в Севастополе. Пенополистирол сгнил буквально за год. Источник фото: Яндекс.Картинки
Ну, и на закуску следует рассмотреть рассказы о вредности пенополистирола для здоровья человека.
Экологическая безопасность
Ну, если теплоизоляционные качества и долговечность пенополистирола поставлены под сомнение, то наверняка безопасность этого прекрасного материала для здоровья человека должна быть на высоте, иначе его бы не использовали в Европе и Америке.
Однако и тут что-то не так, критики пенополистирола не унимаются и по этой линии. Они утверждают, что пенополистирол любого типа, пусть даже самого качественного, очень вреден для здоровья человека в любом виде, даже если он применяется с внешней стороны стены жилого здания. Рассмотрим их доводы.
Говорят, что полимер потому и называется полимером, что все химические компоненты, которые принимают участие в его создании, в основном стирол, подвергаются полимеризации, то есть этот стирол из свободного превращается в связанный. Таким образом стирол и стает пенополистиролом, то есть совершенно безопасным веществом.
Однако критики откуда-то выкопали информацию о том, что полимеризация никогда не проходит до конца, и в любом пенополистироле находится 5-7 процентов не связанного стирола. И якобы как раз этих нескольких процентов вполне хватает для того, чтобы отравить жизнь всем, кто живет рядом с этим опасным веществом.
Мало того, они утверждают, что процесс полимеризации обратим, и если на пенополистирол воздействовать определенным образом, то он начинает превращаться обратно в несвязанный стирол со всеми вытекающими из этого последствиями. Стирол начинает выделяться из пенополистирола при малейшем нагреве материала, а так как он является теплоизолятором, то есть контактирует с теплом непосредственно, то можно понять, какую большую опасность представляет «располимеризация» пенополистирола. Свободный стирол проникает через стену в жилые помещения и начинает отравлять все жилое пространство, причем достаточно быстро, хотя и незаметно. Утверждается, что за первый год эксплуатации разлагается до 20% пенополистирола, а дальше процесс только убыстряется.
В общем, всем этим сказочкам можно было бы не верить, если бы не были проведены исследования в тех уважаемых организациях, которые были указаны выше, и к ним можно присовокупить выводы, сделанные специалистами Белорусского технического университета в Минске. В частности, испытания пенополистирола показали, что этот материал используется в жилом домостроении неправомерно, и что ущерб, приносимый им, значительно превышает выгоды его использования. Чему верить – совершенно непонятно.
Пенополистирол хорошо жрут мыши и сильно портят муравьи. Источник фото: Яндекс.Картинки
Заключение
Говорят, что часто люди слышат звон, но не знают, где он. Возможно, критики экструдированного пенополистирола просто перепутали материалы, и критикуют совершенно не тот пенополистирол? Тогда как узнать, что именно они критикуют, чтобы ненароком не начать использовать совершенно паршивый стройматериал?
Вообще-то мне не верится, что полистирол такой плохой, как многие думают. Иначе бы он не был так популярен. Но с другой стороны черт его знает, дыма без огня не бывает. Надо почитать про этот материал побольше, потому что может оказаться, что все эти беспардонные критики пенополистирола могут оказаться правы.
Другие материалы по теме утепления:
Основные затраты на эксплуатацию дома – это частый ремонт его теплоизоляции
Миф о фундаменте типа УШП. Можно ли построить такой фундамент в России?
О недолговечности утеплительного пирога и об эффективности монолитных стен
Почему утеплять плитный фундамент снизу не имеет никакого смысла?
Почему не надо утеплять кирпичные стены, и почему надо – газобетонные?