Пенополистирол: доводы против
Страшный пожар в ночь на 5 декабря 2009 года в пермском клубе «Хромая лошадь», унесший жизни 155 человек, заставил в очередной раз крепко задуматься о цене применения сравнительно дешевого и технологичного, но весьма опасного с пожарно-технической и экологической точки зрения полистирольного пенопласта, или пенополистирола.
Поскольку упомянутая трагедия, во многом обусловленная горением названного пластика, случилась в России, то заинтересованные специалисты со всего мира ждали по этому поводу реакции в первую очередь российской стороны. Причем специалисты из двух лагерей: условно говоря, сторонников и противников указанного теплозвукоизоляционного материала. Что касается автора настоящей публикации, то он причисляет себя к тем, кто убежден: применение пенополистирола в ограждающих конструкциях прежде всего жилых зданий должно быть сведено к минимуму, а в перспективе и вовсе прекращено. К слову, эта ремарка призвана облегчить понимание статьи.
Российские настроения по пожару в Перми емко отразила газета «Коммерсантъ» от 3 февраля 2010-го. С одной стороны, уже в первых строках соответствующей публикации сказано о том, что пермский пожар может существенно отразиться на российском химическом рынке. Ведь ряд регионов России решил ограничить или запретить использование пенополистирола. Более того, не исключен его всероссийский запрет. А годовой объем означенного рынка оценивается в немалую сумму – примерно в 6,5 миллиардов российских рублей. Газета привела типичное утверждение сторонников пенополистирола: «Это абсолютно безопасный энергоэффективный строительный материал при условии соблюдения правил установки, пожарной безопасности, контроля производства и качества сырья».
С другой стороны, «Коммерсантъ» дал слово одному из высокопоставленных противников пенополистирола, работающего в московском подразделении МЧС России: «Мы отрицательно относимся к использованию данного материала при строительстве зданий, так как продукты его горения очень опасны. Эта проблема существует давно». Словом, нашла коса на камень: одни впечатлены последствиями пожара и не хотят повторения подобных ужасов, другие рьяно защищают свой бизнес. Схожая ситуация и в Беларуси. Здесь тоже немало специалистов, которые преподносят пенополистирол как «абсолютно безопасный» материал. Стало быть, есть резон в очередной раз пройтись по основным моментам, касающимся данного полимера.
Справедливости ради следует заметить, что в «Хромой лошади» додумались пенополистиролом звукоизолировать перекрытие, расположив его за подвесным потолком. То есть сотворили то, чего ни при каких обстоятельствах допускать было нельзя. Однако и «легитимное» присутствие в теле здания этого полимера не очень-то спасает от проявления его вредных особенностей. И это притом, что особенно широкую популярность он получил в таких физически близко расположенных к человеку конструкциях, как наружные стены. Кстати сказать, в них пенополистирол чаще всего является компонентом легких штукатурных систем утепления или средним слоем крупных бетонных панелей.
Вот что показывает опыт Польши. Там в 1999-2003 годах произошло 175 пожаров, когда утеплитель в крышах и наружных стенах оказал влияние на распространение пламени. Одна треть этих пожаров случилась при наличии в ограждениях минеральной и/или стеклянной ваты, две трети – пенополистирола. Причем в большинстве случаев при нагревании пенополистирол плавился, что сильно способствовало распространению пламени. А горение плит из этого материала вызвало немалые трудности при спасении людей, тем более что горючая наружная облицовка помогала огню переходить по наружным стенам с одного этажа на другой. В тринадцати процентах пожаров огонь перекинулся еще и с наружных стен на крышу.
Примечателен ставший классическим пожар в жилом семиэтажном доме не где-нибудь вдалеке от цивилизации, а в сугубо европейском Берлине в 2005 году. Пожар этот начался в квартире на третьем этаже вследствие загорания телевизора и примерно за 20 минут распространился по наружной поверхности фасада до шестого этажа. Отметим следующее. Во-первых, указанный дом в 2004-м реконструировали, в том числе смонтировав легкую штукатурную систему с пенополистиролом толщиной 80 миллиметров. Во-вторых, в эту конструкцию утепления не были введены горизонтальные противопожарные рассечки и окантовка оконных проемов из негорючей минеральной ваты. Как раз наличие пенополистирола при отсутствии защитных включений из негорючего материала и привело, наряду с другими обстоятельствами, к быстрому распространению пожара.
Белорусские пожарные предупреждают, что главная опасность легких штукатурных систем с пенополистирольными плитами – их способность содействовать распространению огня на вышерасположенные этажи здания, когда пламя вырывается на его фасад. Особенно опасно выделение газообразных веществ, которые образуются при термическом разложении полистирола. Часть газов, диффундируя через штукатурку, оказывается в факеле пламени и сгорает. Это заметно усиливает тепловой поток. Повышает пожарную опасность систем утепления и образование трещин в штукатурке. Ослабление ее трещиностойкости влечет за собой рост количества горючих продуктов термического разложения пенополистирола, поступающих из внутреннего объема системы утепления в факел пламени. К слову, правильные решения легких штукатурных систем утепления были известны в Беларуси еще до их тут внедрения. И горючесть пенополистирола ни для кого не была и не является секретом. Между тем в современной реальности даже в просвещенном Минске можно видеть на стенах жилых домов – даже подвергаемых тепловой модернизации без выселения жильцов, – обилие «голого» пенополистирола без рассечек и окантовки (на фото).
Подчеркнем, что в среднем только около двадцати процентов людей гибнет при пожарах от ожогов, остальные – от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и прочего. Испытания на пожарную опасность пенополистирола, проведенные во Всероссийском НИИ противопожарной обороны, показали: значение показателя токсичности образцов этого материала близко к граничному значению класса высокоопасных материалов. Эти и другие научные факты периодически подтверждаются на практике. Однажды во время пожара в одном из пермских жилых домов погибла женщина. Парадокс ситуации в том, что возгорание произошло в квартире, расположенной двумя этажами выше. Причиной же смерти несчастной стал токсичный дым полистирола. Вот другое показательное происшествие, зафиксированное телевидением Екатеринбурга. Во время тушения пожара были обнаружены трупы двух мужчин. Они лежали на два этажа выше источника огня с признаками удушения от дыма. А выделял его горевший пенополистирол.
Впрочем, и предельно верное строительное использование пенополистирола не является панацеей от всех вызываемых им бед. Уже ясно, что пожарная опасность ограждающих конструкций с этим материалом заметно выше, нежели в случае с негорючей теплоизоляцией. А вот примерно какие слова, в частности, произносят и пишут нынче в России: «Западным компаниям, которые производят пенополистирол, трудно сбывать то, что способно отравить множество людей. В России же изготовители этого материала толкуют о его невероятных возможностях и особой экологической чистоте. В то же время имеется официальное заключение одного из серьезных испытательных центров. В нем говорится, что пенополистирол выделяет высокотоксичный стирол в концентрациях, превышающих ПДК в двадцать раз, а формальдегид, являющийся канцерогеном, – в десять раз. При этом делается вывод, что данный материал отвечает требованиям санитарно-гигиенических норм и разрешен к применению в строительных целях. А ведь давно доказано, что постоянное вдыхание стирола – а пенополистирол исторгает его даже в спокойном состоянии – сильно вредит зародышу в чреве матери». Не все точно с научной точки зрения в этих словах, однако настроение многих россиян они отражают верно.
Казалось бы, в современных трехслойных крупных стеновых панелях вредоносность пенополистирола сведена едва ли не к нулю за счет достаточно толстых бетонных скорлуп. Но некоторые авторитетные российские ученые, основываясь на экспериментальных данных, полагают, что внутри таких панелей появляется поверхность раздела сред с разной плотностью и проницаемостью. На этой поверхности создаются условия для накопления влаги, которая неизбежно впитывается бетоном. В итоге – резкое понижение сопротивления теплопередаче стены и опасность ее промерзания. Теперь кое-что о санитарно-гигиенической стороне дела. Как показали замеры, проведенные экспертами Научного центра экологической токсикологии в Москве, содержание токсичных веществ в трехслойных панелях для жилья, содержащих теплоизоляцию из пенополистирола, превышают ПДК в десятки и сотни раз. При этом именно те же токсичные вещества, превышающие ПДК в несколько раз, присутствовали и в воздухе жилых помещений. А по данным многолетних наблюдений Пущинского научного центра Российской академии наук, среди факторов риска по раку легких, а также грудных желез отмечено и проживание в панельных домах старой застройки. К сожалению, до сих пор подобные исследования носят единичный характер.
Следовательно, далеко не случайно участники круглого стола «Развитие регионов России через инвестиции в производство строительных материалов», состоявшегося 20 октября 2009-го в рамках форума «Строительство городов. CITYBUILD-2009», поддержали инициативы руководства Татарстана, Московской области и ряда других регионов России, направленные на запрет применения в жилье трехслойных ограждающих конструкций, в том числе с использованием пенополистирола. А в середине того же года в Минске прошло совещание по вопросам проектирования и строительства энергоэффективных жилых домов. На нем решили определиться с включением в состав трехслойных стеновых панелей новых утеплителей. При этом конкретно из того нового, из чего следовало выбирать, было названо лишь четыре разновидности пенополистирола. Значит, с одной стороны, в Беларуси сохраняются трехслойные наружные стеновые панели, с другой – в качестве их теплоизоляционного содержимого не отвергается пенополистирол, в первую очередь из-за которого решились в России отказываться от трехслойных панелей. Более того, некоторые белорусские специалисты предложили использовать в подобных конструкциях экструдированный пенополистирол, обладающий куда меньшей паропроницаемостью по сравнению с популярным при массовом утеплении беспрессовым пенополистиролом.
Теперь о взаимосвязи экологических качеств и долговечности пенополистирола. Есть в Беларуси специалисты, которые полагают: экологическая чистота изделий из пенополистирола определяется в основном количеством мономера стирола, мигрирующего в окружающую среду при повышении температуры. И доказывают, что стирола в готовых изделиях либо нет, либо, если он какой-либо лабораторией и обнаружен, то в пренебрежительно малом количестве. С этим нельзя не согласиться: стирола в пенополистирольных изделиях может вообще не быть. Ведь стирол – достаточно активное вещество, поэтому в малых концентрациях он, даже оставшись в полимере, полимеризуется или окисляется. Практически же весь полистирол в пенополистирольном изделии находится в виде тонких пленок. И вся их поверхность доступна воздуху (не пентану, который лишь изначально находится внутри ячеек, образуемых пленками), а значит – кислороду. И указанные пленки естественным образом стареют, в результате чего срок службы пенополистирольных изделий оказывается не очень-то продолжительным. Так, один из российских ученых определил: долговечность выполненной без брака штукатурной системы с беспрессовым пенополистиролом составляет тринадцать лет.
Итак, пенополистирол неизбежно разрушается под действием кислорода воздуха и выделяет при этом вредные для здоровья вещества. Именно они, а не стирол, определяют экологическую опасность пенополистирола. Рассуждая о токсичности продуктов его горения, иные белорусские авторы не видят в ней особой опасности, ссылаясь на малое количество обнаруженного при соответствующих испытаниях оксида углерода. Именно этот, угарный, газ в основном, по мнению упомянутых авторов, обусловливает токсический эффект при горении пенополистирола. Однако если мала доля оксида углерода в продуктах разложения, то это совсем не означает, что нет в большом количестве других, еще более токсичных веществ. И это обстоятельство периодически получает зловещие подтверждения, в чем-то перекликаясь с таким фактом: в свое время американцы заменили нефть полистиролом в составе напалма, чтобы его нельзя было потушить.
В настоящей статье изложены далеко не все аргументы против такого популярного стройматериала, как пенополистирол. Но, думается, и приведенных достаточно, чтобы любой здравомыслящий человек, зная их, хотя бы исключительно осторожно с ним обращался. Если же мы хотим по- настоящему перейти на строительство энергоэффективных зданий, то просто обязаны понимать: энергоэффективность и экологическая чистота идут рука об руку как неотъемлемые составляющие современного строительства.
Дмитрий ЖУКОВ, канд. техн. наук
Фото автора
Российские настроения по пожару в Перми емко отразила газета «Коммерсантъ» от 3 февраля 2010-го. С одной стороны, уже в первых строках соответствующей публикации сказано о том, что пермский пожар может существенно отразиться на российском химическом рынке. Ведь ряд регионов России решил ограничить или запретить использование пенополистирола. Более того, не исключен его всероссийский запрет. А годовой объем означенного рынка оценивается в немалую сумму – примерно в 6,5 миллиардов российских рублей. Газета привела типичное утверждение сторонников пенополистирола: «Это абсолютно безопасный энергоэффективный строительный материал при условии соблюдения правил установки, пожарной безопасности, контроля производства и качества сырья».
С другой стороны, «Коммерсантъ» дал слово одному из высокопоставленных противников пенополистирола, работающего в московском подразделении МЧС России: «Мы отрицательно относимся к использованию данного материала при строительстве зданий, так как продукты его горения очень опасны. Эта проблема существует давно». Словом, нашла коса на камень: одни впечатлены последствиями пожара и не хотят повторения подобных ужасов, другие рьяно защищают свой бизнес. Схожая ситуация и в Беларуси. Здесь тоже немало специалистов, которые преподносят пенополистирол как «абсолютно безопасный» материал. Стало быть, есть резон в очередной раз пройтись по основным моментам, касающимся данного полимера.
Вот что показывает опыт Польши. Там в 1999-2003 годах произошло 175 пожаров, когда утеплитель в крышах и наружных стенах оказал влияние на распространение пламени. Одна треть этих пожаров случилась при наличии в ограждениях минеральной и/или стеклянной ваты, две трети – пенополистирола. Причем в большинстве случаев при нагревании пенополистирол плавился, что сильно способствовало распространению пламени. А горение плит из этого материала вызвало немалые трудности при спасении людей, тем более что горючая наружная облицовка помогала огню переходить по наружным стенам с одного этажа на другой. В тринадцати процентах пожаров огонь перекинулся еще и с наружных стен на крышу.
Примечателен ставший классическим пожар в жилом семиэтажном доме не где-нибудь вдалеке от цивилизации, а в сугубо европейском Берлине в 2005 году. Пожар этот начался в квартире на третьем этаже вследствие загорания телевизора и примерно за 20 минут распространился по наружной поверхности фасада до шестого этажа. Отметим следующее. Во-первых, указанный дом в 2004-м реконструировали, в том числе смонтировав легкую штукатурную систему с пенополистиролом толщиной 80 миллиметров. Во-вторых, в эту конструкцию утепления не были введены горизонтальные противопожарные рассечки и окантовка оконных проемов из негорючей минеральной ваты. Как раз наличие пенополистирола при отсутствии защитных включений из негорючего материала и привело, наряду с другими обстоятельствами, к быстрому распространению пожара.
Подчеркнем, что в среднем только около двадцати процентов людей гибнет при пожарах от ожогов, остальные – от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и прочего. Испытания на пожарную опасность пенополистирола, проведенные во Всероссийском НИИ противопожарной обороны, показали: значение показателя токсичности образцов этого материала близко к граничному значению класса высокоопасных материалов. Эти и другие научные факты периодически подтверждаются на практике. Однажды во время пожара в одном из пермских жилых домов погибла женщина. Парадокс ситуации в том, что возгорание произошло в квартире, расположенной двумя этажами выше. Причиной же смерти несчастной стал токсичный дым полистирола. Вот другое показательное происшествие, зафиксированное телевидением Екатеринбурга. Во время тушения пожара были обнаружены трупы двух мужчин. Они лежали на два этажа выше источника огня с признаками удушения от дыма. А выделял его горевший пенополистирол.
Впрочем, и предельно верное строительное использование пенополистирола не является панацеей от всех вызываемых им бед. Уже ясно, что пожарная опасность ограждающих конструкций с этим материалом заметно выше, нежели в случае с негорючей теплоизоляцией. А вот примерно какие слова, в частности, произносят и пишут нынче в России: «Западным компаниям, которые производят пенополистирол, трудно сбывать то, что способно отравить множество людей. В России же изготовители этого материала толкуют о его невероятных возможностях и особой экологической чистоте. В то же время имеется официальное заключение одного из серьезных испытательных центров. В нем говорится, что пенополистирол выделяет высокотоксичный стирол в концентрациях, превышающих ПДК в двадцать раз, а формальдегид, являющийся канцерогеном, – в десять раз. При этом делается вывод, что данный материал отвечает требованиям санитарно-гигиенических норм и разрешен к применению в строительных целях. А ведь давно доказано, что постоянное вдыхание стирола – а пенополистирол исторгает его даже в спокойном состоянии – сильно вредит зародышу в чреве матери». Не все точно с научной точки зрения в этих словах, однако настроение многих россиян они отражают верно.
Следовательно, далеко не случайно участники круглого стола «Развитие регионов России через инвестиции в производство строительных материалов», состоявшегося 20 октября 2009-го в рамках форума «Строительство городов. CITYBUILD-2009», поддержали инициативы руководства Татарстана, Московской области и ряда других регионов России, направленные на запрет применения в жилье трехслойных ограждающих конструкций, в том числе с использованием пенополистирола. А в середине того же года в Минске прошло совещание по вопросам проектирования и строительства энергоэффективных жилых домов. На нем решили определиться с включением в состав трехслойных стеновых панелей новых утеплителей. При этом конкретно из того нового, из чего следовало выбирать, было названо лишь четыре разновидности пенополистирола. Значит, с одной стороны, в Беларуси сохраняются трехслойные наружные стеновые панели, с другой – в качестве их теплоизоляционного содержимого не отвергается пенополистирол, в первую очередь из-за которого решились в России отказываться от трехслойных панелей. Более того, некоторые белорусские специалисты предложили использовать в подобных конструкциях экструдированный пенополистирол, обладающий куда меньшей паропроницаемостью по сравнению с популярным при массовом утеплении беспрессовым пенополистиролом.
Теперь о взаимосвязи экологических качеств и долговечности пенополистирола. Есть в Беларуси специалисты, которые полагают: экологическая чистота изделий из пенополистирола определяется в основном количеством мономера стирола, мигрирующего в окружающую среду при повышении температуры. И доказывают, что стирола в готовых изделиях либо нет, либо, если он какой-либо лабораторией и обнаружен, то в пренебрежительно малом количестве. С этим нельзя не согласиться: стирола в пенополистирольных изделиях может вообще не быть. Ведь стирол – достаточно активное вещество, поэтому в малых концентрациях он, даже оставшись в полимере, полимеризуется или окисляется. Практически же весь полистирол в пенополистирольном изделии находится в виде тонких пленок. И вся их поверхность доступна воздуху (не пентану, который лишь изначально находится внутри ячеек, образуемых пленками), а значит – кислороду. И указанные пленки естественным образом стареют, в результате чего срок службы пенополистирольных изделий оказывается не очень-то продолжительным. Так, один из российских ученых определил: долговечность выполненной без брака штукатурной системы с беспрессовым пенополистиролом составляет тринадцать лет.
Итак, пенополистирол неизбежно разрушается под действием кислорода воздуха и выделяет при этом вредные для здоровья вещества. Именно они, а не стирол, определяют экологическую опасность пенополистирола. Рассуждая о токсичности продуктов его горения, иные белорусские авторы не видят в ней особой опасности, ссылаясь на малое количество обнаруженного при соответствующих испытаниях оксида углерода. Именно этот, угарный, газ в основном, по мнению упомянутых авторов, обусловливает токсический эффект при горении пенополистирола. Однако если мала доля оксида углерода в продуктах разложения, то это совсем не означает, что нет в большом количестве других, еще более токсичных веществ. И это обстоятельство периодически получает зловещие подтверждения, в чем-то перекликаясь с таким фактом: в свое время американцы заменили нефть полистиролом в составе напалма, чтобы его нельзя было потушить.
В настоящей статье изложены далеко не все аргументы против такого популярного стройматериала, как пенополистирол. Но, думается, и приведенных достаточно, чтобы любой здравомыслящий человек, зная их, хотя бы исключительно осторожно с ним обращался. Если же мы хотим по- настоящему перейти на строительство энергоэффективных зданий, то просто обязаны понимать: энергоэффективность и экологическая чистота идут рука об руку как неотъемлемые составляющие современного строительства.
Дмитрий ЖУКОВ, канд. техн. наук
Фото автора
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 06 за 2010 год в рубрике мат. и тех.
