Об актуальных проблемах применения новых строительных технологий. Пенополистирол в строительстве: за и против

От редакции
В СиН от 20 января 2004 г. были опубликованы две статьи о натурных пожарных испытаниях минеральной ваты и пенополистирола, проведенных в Литве в конце 2001 г. ("Пожарные испытания: конкурентная борьба или безопасность потребителей?" и "От редакции журнала Nauja statyba"). Интерес к проблемам применения указанных материалов при утеплении зданий в Беларуси особенно возрос после появления двух документов. Первый — Постановление Совета Министров №45 от 17 января 2003 г. "О мерах по повышению эффективности эксплуатации жилищного фонда, объектов коммунального и социально-культурного назначения и защите прав потребителей коммунальных услуг", согласно которому в нашей стране до 2016 г. решено провести тепловую модернизацию около 2 тысяч крупнопанельных жилых домов первых массовых серий. Второй — Изменение №1 пособия "Проектирование и устройство тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений" (П3-2000 к СНиП 3.03.01-87), в соответствии с которым легкие штукатурные системы утепления с теплоизоляцией из пенополистирола допускается, в частности, применять в зданиях высотой до 12 этажей включительно (в т.ч. с мансардами) для областных центров республики и г. Минска и до 9 этажей включительно (в т.ч. с мансардами) для городов областного подчинения и районных центров. Однако среди специалистов существуют разные мнения, касающиеся многообразных аспектов использования пенополистирола при утеплении зданий. Сегодня мы публикуем статью критически относящегося к этому строительному материалу автора, который оперативно отреагировал на вышеупомянутые наши публикации. Надеемся, что вскоре свои соображения выскажут и его оппоненты — сторонники применения пенополистирола, а также все те специалисты, которым небезразлична затронутая нами тема. Ведь, в конце концов, именно в споре рождается истина. А она нужна, прежде всего, потребителям строительной продукции.

В последнее время появилось много публикаций, ратующих за применение пенополистирола в качестве утеплителя в строительстве как для малоэтажной застройки, так и для многоэтажной — до 9 этажей. Главный аргумент — экономичность: пенополистирол почти в 5 раз дешевле, чем каменная вата. Казалось бы, все просто: материал более дешевый, вопрос экономии в строительстве весьма актуален, особенно в Беларуси. Однако необходимо рассмотреть все "за" и "против", чтобы использовать этот материал действительно эффективно и ненароком не наступить на грабли…

Итак, что является аргументами "за"? Прежде всего, стоимость — материал действительно недорогой, в 4,9-5,2 раза дешевле каменной или минеральной ваты с аналогичными показателями. Материал производится в Беларуси, а вопросам "импортозамещения" сегодня уделяется большое внимание. В Беларуси головным институтом — НИПТИС — разработаны и официально приняты и сертифицированы компетентными ведомствами — Минстройархитектуры, МЧС, государственной сангигиенслужбой и др. — конструктивные схемы использования пенополистирольных плит для наружного утепления зданий до 12 этажей в Минске и областных центрах и до 9 этажей в остальных городах. Одной из главных причин, сдерживающих широкое применение пенополистирола при утеплении жилых зданий большей этажности, с официальной точки зрения органов пожарного надзора МЧС РБ является отсутствие необходимой техники для тушения пожаров и эвакуации людей. Других "против" нет…

Рассмотрим, что является аргументами "против".
Во-первых, пожарная опасность. Во-вторых, недолговечность. И в-третьих, экологическая небезопасность. Эти свойства требуют дополнительных исследований. Они не требуют запрещения материала, но они требуют дополнительного — внимательного — к нему отношения и дополнительных исследований.
Начнем с экологической небезопасности пенополистирола.

Стирол не является нейтральным веществом, он ядовит и относится примерно к тому же классу опасных веществ, что и бензол: при попадании в организм в свободном состоянии разрушительно воздействует на печень, почки, кислородный обмен. Полистирол (полимеризованный стирол) химически инертен, однако, как известно, 100-процентной полимеризации не бывает, и пенополистирол выделяет свободные радикалы, которые химически активны и ядовиты. Кроме стирола, выделяются и другие вещества включая фенол, формальдегид, этилбензол и т.д. Насколько велики риски — это вопрос исследований химиков и санитарных врачей. Вот что думает по этому поводу доктор химических наук Лев Федоров (Москва), председатель Союза "За химическую безопасность" (из интервью для радио "Свобода", ноябрь 2003 г.): "Это — работа для санитарных врачей. Санитарные врачи, естественно, интересуются "мгновенной токсичностью", т.е. "живут одним днем". Когда им приносят на проверку, скажем, пенополистирол той или иной новой марки, что они делают? Они на мышах и на крысах изучают смывы водой, смывы спиртом... Но это же все — кратковременные вещи, опыт на 5-10 лет никто же не ставит... Мы будем говорить о токсичности хронической, той, которая действует на людей — не на крыс, а именно на людей — в течение десятилетий, малыми дозами, ниже критических, ниже ПДК. Опыты такие поставлены. Люди живут в обстановке, когда в жилой атмосфере есть стирол (пусть концентрации и ниже ПДК); проходит год, два, три — и дальше врачам работа находится. Стирол оказывает сильное воздействие на печень, от этих микродоз стирола достается сердцу, у женщин — особые проблемы... В общем, токсический гепатит — так или иначе, мы кружимся вокруг этого диагноза".
Это звучит очень непривычно, т.к. реклама обычно убеждает потребителя в "экологической чистоте" пенополистирола. Пенополистирол — материал в строительстве не новый, используется давно, поэтому есть ли подтверждение всему вышесказанному?

Архитектор Дмитрий Тихашин (Беларусь): "Все новое — это хорошо забытое старое… В начале 1980-х годов институт "Дальстройпроект" (г. Магадан), сотрудником которого я в то время был, разработал и внедрил в Управлении "Северовостокзолото" конструктивную систему быстровозводимых зданий и сооружений в условиях труднодоступных районов крайнего северо-востока СССР (Магаданская обл., Камчатка). В 1983 г. коллектив авторов получил за это Государственную премию в области строительства. В основе системы лежали легкие алюминиевые панели с "начинкой" — пенополистиролом толщиной 200-250 мм. Вертолет за рейс перевозил до 300 м2 ограждающих конструкций, нагрузка на вечную мерзлоту минимальна — фундаменты облегченные, сопротивление теплопередаче достаточное… Для труднодоступных северных районов — идеальный вариант. Было построено много зданий: производственные цеха, золотообогатительные фабрики, дома быта и серии двухэтажных жилых домов — в поселке Билибино, на Чукотке, в других местах… Однако через 5 лет Минздравом СССР после проверки и исследований, которые носили закрытый характер, было принято решение о запрете дальнейшего строительства и проживания в таких домах. Поводом для проверки и принятия решения послужили многочисленные факты неблагополучного протекания беременности в домах этой серии. Тогда официально считалось, что виноват в этом, вероятно, формальдегид и другие выделения из пенополистирола, их высокая концентрация в жилых помещениях.

Аналогична история с хорошо известными на БАМе "балками" — мечтой молодоженов — строителей легендарной магистрали. Многие еще хорошо помнят эти металлические "бочки", утепленные пенополистиролом изнутри. Примерно та же конструктивная схема, те же последствия для беременных (семьи-то были молодые, и их заселяли в первую очередь), и тот же результат — запрет производства через 5 лет после широкомасштабного внедрения, несмотря на вручение разработчикам высоких государственных наград. Интересно, что никаких запахов или дискомфорта проживающие в этих домах не чувствовали".

Но это при использовании пенополистирола как утеплителя "внутри" ограждающих конструкций. А чем опасно использование его "снаружи"? Прежде всего, риски обусловлены тем, что при повышении температуры эмиссия вредных веществ из пенополистирола повышается, а конструктивные схемы утепления предполагают использование тонких защитных слоев — "клея или штукатурки по армирующей сетке".
В жаркий летний день на южном фасаде здания температура тонкого защитного слоя под воздействием солнечной радиации может существенно повышаться, т.к. он непосредственно "теплоизолирован" пенополистирольной плитой, что увеличивает эмиссию вредных веществ из пенополистирола, потенциально проникающих через неплотности в жилое помещение (например, в местах установки подоконников, отливов) или в окружающую среду, а оттуда — в окна жилых помещений, которые в жаркую погоду обычно открыты…

Другая опасная ситуация — эмиссия при техногенном нагреве, поджоге или пожаре — вышерасположенные жилые помещения в этом случае находятся в зоне риска поражения ядовитыми продуктами эмиссии. Известны случаи отравления с летальным исходом продуктами эмиссии пенополистирольного утеплителя при его нагреве до 80°С высокочастотным кабелем без возникновения очага возгорания. Поэтому Госстроем России предписано первые этажи утеплять только минеральной ватой, а последующие допускается утеплять пенополистиролом, но с противопожарными рассечками через 3 этажа. Это предписание достаточно новое, большой практики утепления пенополистиролом многоэтажных жилых домов в России нет, но имеющиеся данные, полученные российскими учеными, заставляют задуматься...

Вот информация, опубликованная в Интернете на Пермском строительном информационном портале: "Результаты обследований зданий и сооружений с наружными стенами и покрытиями, утепленными пенополистиролом, показывают, что пенополистирол имеет ряд особенностей, которые не всегда учитываются строителями. Стабильность теплофизических характеристик материала в условиях эксплуатации зависит от технологии его изготовления и его совместимости с другими строительными материалами. Нельзя не учитывать и воздействие ряда случайных факторов, ускоряющих естественный процесс разрушения пенополистирола. Согласно новым нормам, толщину пенополистирольного слоя в стенах и панелях с гибкими металлическими связями приходится увеличивать до 15 и даже 30 см. При повышенной толщине утеплителей в стенах возрастают усадочные явления и температурные деформации, что приводит к образованию трещин, разрывам контактных зон с конструкционными материалами, изменяется воздухопроницаемость, паропроницаемость, и в конечном итоге снижаются теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций. В северных регионах России, где лето короткое и холодное, стены с увеличенной толщиной теплоизоляции не успевают войти в квазистационарное влажностное состояние, что приводит к систематическому накоплению влаги и ускоренному морозному разрушению, а, следовательно, к снижению срока службы и более частым капитальным ремонтам. При воздействии бензина, ацетона, уайт-спирита и толуола (то есть веществ, входящих в состав многих красок, применяемых в строительстве и ремонте) в жидком состоянии наступает полное растворение образцов пенополистирола через 40-60 секунд. В парах полное растворение происходит через 15 суток. Кроме того, пенополистирол имеет низкую огнестойкость. Но главная опасность для конструкций стен заключается не в этом, а в низкой теплостойкости пенополистирола.
Еще до возгорания (при температуре свыше 60°С) в пенополистироле начинают развиваться процессы деструкции с изменением объема и выделением ядовитых веществ. Происходящие локальные пожары в отдельных квартирах домов в результате распространения температурной волны уничтожают утеплитель в стенах рядом расположенных квартир. Обильное выделение вредных веществ начинается при температуре 80°С, характеризующей начало процесса стеклования, и продолжается до полного расплавления пенополистирола".

Еще одно свойство пенополистирола, которое может оказать влияние на экологические условия утепленного им жилища — его низкая паропроницаемость. "В условиях отсутствия принудительной вентиляции пенополистирол препятствует отводу влаги из жилища через стену, чем ухудшает среду проживания в помещении. Этот параметр не участвует в определении строительной "себестоимости" (по данным сотрудницы НИПТИС Т. Борисик, "Белорусский строительный рынок" 15/2002), но становится весьма существенным при установлении экологической "себестоимости", особенно при тепловой санации старого фонда с установкой герметичных окон нового поколения.
Вернемся к проблеме экономии затрат при использовании пенополистирола как утеплителя. В этом качестве его свойства и срок службы зависят от технологии производства. Если, согласно западным производителям, этот срок 15 — максимум 20 лет, то в России эта цифра — всего 10 лет. То есть, если через 10 лет свойства утеплителя будут существенно ухудшаться, то это естественно, и к этому надо быть готовыми. Но "мы недостаточно богаты, чтобы покупать плохую одежду", говорят англичане. Это наводит на определенные размышления: заменяя долговечный "дорогой" утеплитель на "дешевый" недолговечный, особенно при многоэтажном строительстве, мы, естественно, хотим сделать "как лучше". А если получится "как всегда"?

Но допустим, что срок службы пенополистирола равен сроку службы здания — какова же тогда реальная экономия стоимости квадратного метра? "При замене минераловатных плит на пенополистирольные снижение стоимости 1 м2 утепления ограждающих конструкций составляет от 4,6 до 5 долларов США. Экономия денежных средств при утеплении типового пятиэтажного жилого дома в этом случае составляет до 10-11 тыс. долларов США, или около 23 млн белорусских рублей, что составляет 16-18% от общей стоимости утепления здания" (по данным Т. Борисик). Относительно стоимости квадратного метра жилья для потребителя при новом строительстве эта экономия составит от 1,5 до 2,5 долларов, или от 0,003% до 0,005% при обычной для Минска цене квадратного метра жилья в 400-500 долларов.
Стоит ли такая экономия рисков, связанных с использованием пенополистирола в новом жилищном строительстве? Как будет реагировать потребитель на такие риски? Бесплатное социальное жилье практически уже не существует, а заплатив "свои кровные", белорусы вправе требовать соответствующего экологического качества нового жилья — проблем с экологией нам хватает и без того…

Евгений ШИРОКОВ, канд. техн. наук, председатель правления Белорусского отделения Международной академии экологии