Утепление: минеральная вата или пенополистирол?

Верхние позиции рейтинга популярных утеплителей, безусловно, принадлежат минеральной вате и пенополистиролу. Частные застройщики сегодня в основном делают выбор между этими двумя материалами. Однако выбор этот зачастую дается не просто, поэтому в этой статье будем проводить объективное сравнение и определять специализацию этих утеплителей.

Минеральная вата образуется в результате раздува расплавленного базальта или стекла в тончайшие волокна, подобно тому, как делается сахарная вата. Из полученного волокна изготавливаются плиты, маты или рулоны. Стекловата, как правило, имеет светло-желтый цвет, но у некоторых производителей встречается также в белом или коричневом цвете. Базальтовая (каменная) вата имеет желто-коричневый либо зеленоватый оттенок.

Независимо от исходного сырья, изделия из минеральной ваты обладают схожими теплоизоляционными и звукоизоляционными параметрами. Сама по себе минеральная вата является абсолютно негорючим материалом, но также имеет и существенный недостаток – значительное водопоглощение. В то же время этот недостаток обеспечивает и такое полезное свойство, как паропроницаемость, благодаря которой влага может проходить сквозь стены и выводиться наружу.

Минераловатные утеплители используются для теплоизоляции всех видов стен, а также перекрытий, плоских кровель и мансард. Волокнистая структура минеральной ваты делает ее отличным звукоизолятором, поэтому это самый распространенный материал для изоляции внутренних перегородок.

Пенополистирол получают из вспученных под термоударом (резким температурным воздействием) пенополистирольных гранул. В результате из этих гранул получается вспененный материал с закрытыми порами, заполненных воздухом. Как и все вспененные теплоизоляторы, пенополистирол не отличается хорошими звукоизоляционными качествами, и в этом проигрывает минеральной вате. Он гораздо хуже впитывает воду, но также и является паробарьером, практически не позволяя стенам «дышать». Контакт с огнем для пенополистирола крайне опасен, причем не только для самого материала, но и для людей, которые могут вдохнуть продукты его горения.

Пенополистирол используют для утепления ограждающих конструкций любых типов, но специалисты рекомендуют его в первую очередь для утепления фундаментов, плоских крыш, стен из кладочных материалов, перекрытий. По сравнению с минеральной ватой полистирол более легкий, а также и более дешевый утеплитель.

Параметры теплопроводности

Теплоизоляционные свойства материалов определяются коэффициентом λ. Чем его значение ниже, тем эффективнее утеплитель. Большинство производителей указывают значение λd', полученное в лабораторных условиях. У самых лучших минераловатных и пенополистирольных утеплителей коэффициент теплопроводности приближается к 0,035 Вт/м•К.

В то же время теплоизоляционные свойства с учетом толщины материала может выразить значение сопротивления теплопередаче R. Данный параметр применим не только к утеплителям, но и к ограждающим конструкциям вцелом. Значение R буквально не является обратным коэффициенту λ, как некоторые по ошибке считают, однако увеличивается с улучшением теплоизоляционных качеств материала или конструкции. Сопротивление теплопередаче рассчитывается по следующей формуле:

R = d/λ (м²• К/Вт), где d – толщина материала в метрах.

Для выражения сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции применяется коэффициент К, который показывает количество тепла, проходящее через 1 м² стены (перекрытия, крыши, окна и т.д.) за 1 с времени при разнице температур на противоположных концах равной 1°С. Соответственно, чем выше коэффициент K, тем лучше конструкция проводит тепло и, следовательно, обладает меньшим сопротивлением теплопроводности или, проще говоря, хуже удерживает тепло в доме.

Итак, коэффициент λ характеризует сам материал, R – показывает сопротивление теплопередаче, а К является коэффициентом теплопередачи. Кстати, в Европе коэффициент К обозначается буквой U, причем как характеристики самого утеплителя, так и всей ограждающей конструкции.

 

 

Чтобы получить общее сопротивление теплопередаче всей конструкции, необходимо суммировать отдельные сопротивления каждого слоя. Для того чтобы подсчитать теплоизоляционные характеристики стены или иной конструкции достаточно знать коэффициенты λ всех материалов, которые ее составляют. Нетрудно догадаться, что для достижения нормативных показателей теплопроводности необходимо либо наращивать толщину стен, либо ввести в их конструкцию утеплитель с минимальным значением λ. С экономической точки зрения последний вариант – самый выгодный, поскольку описываемые утеплители обходятся дешевле любого стенового материала. Так, например, стена из ячеистого бетона марки 400 и общей толщиной 36 см, включая двухстороннюю цементно-известковую штукатурку, имеет R = 3,45 м²•К/Вт, а стена из более плотного ячеистого бетона марки 500 толщиной 24 см с 12-сантиметровым утеплением из пенополистирола с отделкой тонкослойной штукатуркой будет иметь R = 4,35 м²•К/Вт.

Влияние свойств утеплителей на их поведение в конструкциях

При утеплении зданий выбор между минеральной ватой и пенополистиролом следует делать не только, сравнивая их стоимость, но также учитывая особенности монтажа, конструкцию стен и варианта фасадной отделки. Наиболее важным отличием минеральной ваты от пенополистирола является ее гигроскопичность и паропроницаемость. Соответственно, применив непроницаемую отделку можно не только свести преимущества минваты на нет, но и со временем полностью лишиться эффекта утепления. Дело в том, что в отапливаемых помещениях в холодное время года присутствует непрерывная диффузия паров, направленная наружу. Если стены паропроницаемы (а таковыми являются большинство стеновых материалов), то пары, в конце концов, попадут в слой минеральной ваты. Однако задерживаться они там не должны, иначе пар превратится в воду, которая пропитает волокнистый утеплитель, и резко повысит его теплопроводность. В идеале каждый последующий слой стены должен быть более паропроницаем, чем предыдущий, начиная со стороны помещения. Тогда водяные пары не будут конденсироваться, а относительно свободно проникнут сквозь ограждающую конструкцию и выведутся наружу. Именно поэтому минеральную вату лучше монтировать с вентиляционным зазором между ней и фасадной отделкой. В слоеных каменных стенах внешний слой кладется с зазором и удерживается на, заведенных в несущую кладку, гибких связях.

Минеральную вату выгоднее использовать для утепление каркасных конструкций, в т.ч. и перекрытий. Благодаря своей волокнистой упругой структуре, вата хорошо заполняет пространство между элементами каркаса. Ее монтируют немного враспор, обеспечивая плотный и надежный слой утепления. Выполнить то же самое при помощи плит пенеполистирола невозможно; разве что придется уплотнять зазоры монтажной пеной, но это уже совсем другая стоимость утепления.

Пенополистирол в отличие от минеральной ваты никогда не монтируется с вентиляционным зазором. И, прежде всего, из соображений пожарной безопасности, т.к. малейшая искра, попавшая в вентзазор может вызвать сильнейший пожар утеплительного слоя, раздуваемый мощным восходящим воздушным потоком.

В то же время защитная отделка пенополистирола обязательно должна быть пропускать пар, поскольку сам утеплитель обладает некоторой паропроницаемостью и водопоглощением. Чтобы эффективность утеплительного слоя не падала, влага не должна быть в нем напрочь закупорена.

Сравнение характеристик минваты и пенополистирола

Свойства/параметры материала	Поведение утеплителя	Минвата	Пенополистирол
Теплоизоляционные свойства	Чем меньше коэф. теплоповодности материала, тем эффективнее теплоизоляция; в доме сохраняется тепловая энергия и уменьшаются расходы на отопление	λ от 0,032 до 0,045 Вт/ · К	λ от 0,031 до 0,045 Вт/м·К
Паропроницаемость -- свойство материала пропускать пар. Характеризуется коэф.паропроницаемости, показывающим, какое количество пара в мг проходит через 1 м толщины материала за 1 час при разности давления в 1 Па	Влагу изнутри дома должна выводить вентиляция, но ее избыток может быть удален через стены. Для этого материалы стен, в т.ч. и теплоизолятор должны быть паропроницаемыми. Скопление влаги в толще стены и утеплителя способствует ухудшению микроклимата помещения, сырости, образованию плесени и ухудшению эффекта утепления	Высокая паропроницаемость -- в среднем 0,48 мг/м·ч·Па	Низкая паропроницаемость -- 0,05 мг/м·ч·Па
Стойкость к воздействию огня и высокой температуры	Легкоплавкие и легковоспламеняющиеся материалы снижают пожарную безопасность здания: приводят к быстрому распространению пламени и выделяют токсичные испарения. Они должны быть защищены материалами, устойчивыми к огню и высокой температуре, чтобы выиграть время для эвакуации	Негорючий материал (НГ). В Европе маркируется наивысшими классами А1 и А2 по 7-бальной системе. Температура плавления стекловаты 600°С; каменной -- более 1000°С	Горючий материал (относится к группамсильногорючим и нормальногорючим).В европейской классификации имеет класс Е. Существует пенополистирол стандартный и самозатухающий. Температура плавления стандартного ППС от 80°С, а при 450°С он может самовозгораться
Звукоизоляционные свойства (воздушные и ударные шумы)	Наружные ограждающие конструкции должны защищать дом от проникновения воздушного шума. Теплоизоляторы способны в определенной степени снижать ударный шум	Минераловатные плиты и маты с меньшей плотностью хорошо поглощают воздушные шумы, а жесткие и полужесткие плиты -- изолируют с ударные	Пенополистирол плохой изолятор воздушных шумов, но в качестве подкладок в конструкции пола способен гасить ударные шумы
Легкость обработки	Легкий в обработке материал быстрее монтируется, а также позволяет более точно подогнать элемент по месту установки	Легко обрабатывается, но пылит. Режется легко, но плохо шлифуется	Легче режется и шлифуется, однако при этом образуется большое количество мусора в виде гранул
Упругость	Данное свойство имеет значение в местах размещения утеплителя между конструктивными элементами (стойки, стропила, лаги и т.д.)	Минераловатные маты и плиты отличаются значительной упругостью	Упрогостью обладают только плиты со специальными насечками
Вес	Чем больше вес теплоизоляции, тем сильнее нагружается конструкция и тем сложнее монтаж	Тяжелее пенополистирола	Легче минваты
Водопоглощение -- указывается в % или в кг/м² в единицу времени поверхностного погружения	Впитывая воду, утеплитель теряет свои теплоизоляционные свойства	Минвата пропитывается водоотталкивающими составами, но несмотря наэто имеет значительно большее водопоглощеие по сравнению с пенополистиролом. При погружении на 24 часа минвата впитывает 1 кг воды на 1 м², а при длительном погружении (28 дней) водопоглощение увеличивается до 3 кг	Отличается небольшим водопоглощением 0,6-1,8%. После увлажнения быстро высыхает. При погружении на 24 часа впитывает до 0,008 кг воды на 1 м², а при длительном погружении на 28 дней -- до 1 кг
Устойчивость к химическим средам	Теплоизоляторам иногда приходится контактировать с другими веществами, содержащимися в строительных материалах. Некоторые из них способны разрушать утеплитель	Устойчива ко всем химическим веществам	Боится органических растворителей, вазелина, парафинного масла, моторного масла, ацетона, этилового эфира, этилацетата, нитроцелюлозных растворителей, ксилола, бензола, трихлорэтилена, бензина, циклогексана
Прочность на сжатие	Определяет устойчивость утеплителя к механическим повреждениям, а также возможность использования материала для теплоизоляции полов	От 0,5 до 70 кПа при деформации 10%	От 94 до 332 кПа при деформации 10%