Sandara

Polistireninį putplastį sudaro 98 % oro ir 2 % polistireno. Oras įskliaustas į uždaras 0,2–0, 5 mm skersmens akeles, kurių sienelių storis siekia 0,001 mm. Oras yra blogas šilumos laidininkas, todėl jis laiduoja puikias polistireninio putplasčio termoizoliacines savybes. Kadangi oras iš akelių nesisklaido, termozioliacinis poveikis išlieka pastovus.

Polistireninis putplastis yra termoizoliacinė medžiaga, išsiskirianti puikiu kainos ir efektyvumo santykiu.

Polistireninis puplastis gaminamas iš plėtriojo polistireno (EPS), kurį šeštajame dešimtmetyje pirmąkart susintetino Vokietijos bendrovė BASF.

Bazinė plėtriojo polistireno medžiaga yra stirolas. Polimerizacijos metu stirolo molekulės jungiasi viena su kita į grandines. Polimerizacijoje dalyvaujant pentanui, gaunama plėtriojo polistireno medžiaga. Ir stirolas, ir pentanas yra angliavandeniliai. Plėtrusis polistirenas aprūpinamas degumą slopinančiu priedu.

Stirolas

Stirolas yra neprisotintasis aromatinis angliavandenilis. Jo pasitaiko akmens anglies dervoje ir nedideliais kiekiais kai kuriuose maisto produktuose - vaisiuose, daržovėse, riešutuose, gėrimuose, mėsoje. Šiandien stirolas taip pat išgaunamas iš naftos. Stirolas plačiai naudojamas gumos, plastiko, stiklo pluošto, vamzdžių, automobilių detalių, maisto talpų ir t.t. gamyboje.

Žaliavoje, iš kurios gaminamas polistireninis putplastis, būna likę mažiau nei 0,1 proc. monomerinio stirolo, kuris gali garuoti. Tai–labai nedaug. Gaminant polistireninį putplastį vėlgi išskiriami nedideli stirolo kiekiai. Tad gatavoje izoliacinėje medžiagoje jo būna likę dar mažiau. Tyrimai Vokietijoje parodė, kad, praėjus dviem mėnesiams nuo pagaminimo, patalpoje neįmanoma aptikti iš polistireninio putplasčio sklindančių garų net jautriausia technika, gebančia fiksuoti iki 0,01 mg/m3.

Taigi polistireninis putplastis kaip izoliacinė medžiaga yra puikus tuo, kad praktiškai neskleidžia jokių stirolo garų. Dideli stirolo kiekiai, patekę į žmogaus organizmą, gali sukelti depresiją, koncentracijos problemų, raumenų silpnumą, nuovargį, pykinimą, akių, nosies ir gerklės dirginimą. Tikėtiniausias būdas, kuriuo stirolas patenka į žmogaus organizmą, yra kvėpavimas nevėdinamoje uždaroje patalpoje, kurios oras užterštas garais iš statybinių medžiagų, tabako dūmų bei vartojimo gaminių.

Pentanas

Pentanas, EPS medžiagoje naudojamas kaip plėtiklis, yra besplavis, labai lakus, vandenyje beveik netirpus skystis, kurio virimo temperatūra yra 30 laipsnių C. Pentanas yra sudėtinė naftos dalis, tačiau susidaro ir žmogaus bei gyvūnų organizmuose per natūralius biocheminius procesus ir patenka į atmosferą su iškvepiamu oru.

Vartotojus pasiekiančiame polistireniniame putplastyje pentano nebėra.

Atmosferoje pentanas greitai suardomas fotocheminių reakcijų metu ir virsta anglies dioksidu ir vandeniu. Pentanas nesikaupia atmosferoje dėl nedidelės pusėjimo trukmės – nuo 10–15 valandų iki 2–3 dienų. Pentano pusėjimo trukmės svyravimą lemia įvairūs veiksniai, tarp jų ir saulės spinduliavimo intensyvumas. Todėl pentanas greičiau irsta vasarą negu žiemą ir greičiau dieną negu naktį. Išmatuojamoji pentano dalis atmosferoje yra nykstamai mažas 2 ppb (parts per billions=1 dalis iš milijardo=1/1 000 000 000) dydis. Palyginimui, anglies dioksido koncentracija atmosferoje yra 34 600 ppb, metano – 1 700 ppb. Pentanas nedaro žalos ozono sluoksniui, nes dėl nedidelio stabilumo nepasiekia viršutinių oro sluoksnių. Vandenyje ir dirvoje pentaną į anglies dioksidą ir vandenį greitai suskaido augalai, bakterijos ir mikroorganizmai. Lyginant su kitomis į atmosferą išmetamomis svarbiausiomis šiltnamio efektą keliančiomis dujomis, pentano dalis, išmetama gaminant ir perdirbant plėtrųjį polistireną, per metus sudaro 0, 000009 procento.

Anglies dioksido kiekis, atsirandantis irstant pentanui, yra itin mažas. Jį kompensuoja nepalyginamai mažesnis anglies dioksido kiekio išmetimas dėl šildymo energijos mažesnio suvartojimo.

Pentano garai sunkesni už orą ir tam tikromis sąlygomis gamybos procese kartu su oru gali sudaryti sprogius mišinius. Be to, tam tikros pentano garų koncentracijos gali kelti pavojų sveikatai. Tokios koncentracijos gali atsirasti tik uždaroje, blogai vėdinamoje patalpoje. Todėl polistireninio putplasčio gamykloje turi būti įrengta atitinkama ventiliacijos sistema. Vartotojus pasiekiančiame polistireniniame putplastyje pentano nebėra.

Degumą slopinantis priedas

Degumą slopinantis priedas praktiškai netirpus vandenyje, atsparus hidrolizei. Polistireniniame putplastyje šios medžiagos nedaug, ji kietu pavidalu paskirstyta polimeriniame karkase tarp polimerinių grandinių. Dėl šios medžiagos cheminių savybių ir jos patvaraus įterpimo tarp polimerinių grandinių galimybė, kad degumą slopinantis priedas garuos ar kaip nors kitaip išsiskirs, atmestina.

Polistireninį putplastį sudaro 98 % oro ir 2 % polistireno. Oras įskliaustas į uždaras 0,2–0, 5 mm skersmens akeles, kurių sienelių storis siekia 0, 001 mm. Oras yra blogas šilumos laidininkas, todėl jis laiduoja puikias polistireninio putplasčio termoizoliacines savybes.

UAB "Kauno šilas" deklaruojamosios šilumos laidumo koeficiento λ_D vertės:  

Stipris

Svarbi polistireninio putplasčio savybė yra mechaninis stipris veikiant apkrovai. Skiriamas gniuždomasis įtempis, lenkiamasis stipris, statmenas paviršiui stipris tempiant.

Polistireninio putplasčio atveju svarbesnis gniuždomasis įtempis, nes taikant polistireninį putplastį dažniau tenka susidurti su gniuždomąja apkrova, pvz., grindyse, plokščiame stoge, pamatuose ir t. t. Gaminių kontrolės tikslais pasirinktas gniuždomasis įtempis esant 10% deformacijai, nors praktikoje polistireninio putplasčio deformacija apkrovos sąlygomis būna daug mažesnė. Gniuždomasis įtempis priklauso nuo tankio, taip pat bandymo temperatūros.

Didelis polistireninio putplasčio privalumas yra statmenas paviršiui stipris tempiant. Natūriniai fasadų tyrimai Vokietijoje parodė, kad, kintant garinei drėgmei bei temperatūrai, ši polistireninio putplasčio savybė nekinta.

Geros polistireninio putplasčio stiprio savybės sąlygoja tai, kad pastatų išorinės sienos, apšiltintos polistireniniu putplasčiu ir nutinkuotos plonasluoksniu tinku, gerai atlaiko fasadų įrengimo kokybės tikrinimo pagal ISO 7892 smūginius bandymus.

Matmenų stabilumas

Visoms medžiagoms būdingas tam tikras matmenų pokytis. Polistireninio putplasčio matmenys kinta dėl temperatūros poveikio, susitraukties ir mechaninės apkrovos.

Matmenų kitimas dėl temperatūros poveikio

Polistireninio putplasčio terminio plėtimosi koeficientas yra 0,05 – 0,07 mm vienam metrui kas vieną laipsnį Celsijaus. Tai reiškia, kad maždaug 17°C temperatūros pokytis sukelia 0,1% (1 mm/m) dydžio grįžtamą matmeninį pokytį. 400 mm ilgio esant 20°C temperatūrai plokštė, ataušinta iki minus 20°C, susitraukia 1 mm.

Matmenų kitimas dėl susitraukties

Ką tik pagamintas polistireninis putplastis per pirmąsias 24 valandas aušdamas priklausomai nuo gamybos sąlygų ir tankio susitraukia 0,3–0,5 %.

Vėlesnis traukimasis vadinamas vėlyvąja susitrauktimi. Vėlyvoji susitrauktis sparčiausiai vyksta per pirmąsias keletą dienų, kai putplastis laikomas gamykloje. Po to vėlyvoji susitrauktis smarkiai sulėtėja. Ribinė vertė sudaro 1,5 – 2, 0 mm/m (0,15 – 0,2 %). Šie pokyčiai negrįžtami.

Matmenų stabilumo normaliomis laboratorinėmis sąlygomis (23°C temperatūra, 50% santykinis oro drėgnis) klasės (LST EN 13163)

DS(N) – matmenų stabilumo normaliomis laboratorinėmis sąlygomis deklaruojamosios klasės simbolis

Matmenų stabilumo nurodytomis temperatūros ir drėgnio sąlygomis ribiniai lygiai (LST EN 13163)

DS(TH) – matmenų stabilumo nurodytomis temperatūros ir drėgnio sąlygomis deklaruojamojo ribinio lygio simbolis

Deformacijos nurodytomis gniuždančios apkrovos ir temperatūros sąlygomis ribiniai lygiai (LST EN 13163)

DLT – matmenų stabilumo veikiant nurodytomis apkrovos ir temperatūros sąlygomis deklaruojamojo ribinio lygio simbolis.

Įmirkis

Polistireninis putplastis nėra higroskopinis. Kadangi akelių sienelės vandeniui nepralaidžios, vanduo į polistireninį puptlastį tegali įsiskverbti mažyčiais kanalėliais tarp susilydžiusių akelių.

Paprastai Europos šalių standartiniuose nuostatuose vandens įmirkis tarp reikalavimų, keliamų polistireniniam putplasčiui, nebepateikiamas.

Įmirkis visiškai panardinus vandenyje

Polistireninio putplasčio įmirkis visiškai panardinus vandenyje itin nedidelis. 15–30 kg/ m³ žaliavos tankių polistireninis putplastis vandens paprastai įgeria:

• per 7 dienas – 0,5 – 1,5 % tūrio;
• per 28 dienas – 1,0 – 3,0 % tūrio.

Ilgalaikio įmirkio visiškai panardinus vandenyje ribiniai lygiai (LST EN 13163)

WL(T) – ilgalaikio vandens įmirkio visiškai panardinus deklaruojamojo ribinio lygio simbolis

Ilgalaikis įmirkis difuzinės absorbcijos būdu

Įrengtoje konstrukcijoje per 20–50 metų laikotarpį pasitaikantys vandens garų difuzijos procesai laboratorijoje modeliuojami taikant metodą pagal EN 12088 ir daug didesnius vandens garų dalinius slėgius.

Specialiais gamybos būdais išpūstų granulių sulydymą galima pagerinti tiek, kad vandens įmirkis bandant difuzijos būdu neviršytų 3% tūrio vertės.

Sukaupta praktinė patirtis rodo, kad drėgmės kiekiai, po 20–30 metų eksploatacijos aptinkami polistireniniame putplastyje, buvusiame drėgmės veikiamose konstrukcijose, būna dar mažesni negu difuzijos būdu aptinkami drėgmės kiekiai.

Ilgalaikio įmirkio difuzinės absorbcijos būdu ribiniai lygiai (LST EN 13163)

WD(V) – įmirkio difuzinės absorbcijos būdu deklaruojamojo ribinio lygio simbolis

Laidumas vandens garams

Skirtingos medžiagos turi nevienodą vandens garų varžą. Vandens garų varža gaunama užtvaro storį (s) dauginant iš drėgminės varžos faktoriaus (μ). μ yra dydis, parodantis, kiek kartų lyginamos medžiagos drėgminė varža yra didesnė už tokio paties storio oro sluoksnio drėgminę varžą (oro atveju μ = 1).

Itin dideles vandens garų varžas turi metalai, todėl metalinė folija naudojama garo užtvarose. Tarp šių dviejų kraštutinybių, metalo ir oro, aptinkamos visų kitų medžiagų drėgminės varžos vertės. 15–30 kg/m³ žaliavos tankių polistireninio putplasčio vandens garų varžos faktorius siekia nuo μ=30 iki μ=100.

Vandens garų varžos faktoriaus ir savitojo vandens garų pralaidumo vertės (LST EN 13163)

Elgsena esant tam tikrai temperatūrai

Polistireninio putplasčio elgsena esant aukštoms temperatūroms priklauso nuo poveikio veiksnių trukmės bei dydžio. Nesant apkrovos, polistireninis putplastis gali trumpai atlaikyti aukštesnės negu 100°C temperatūros poveikį (pvz., tvirtinant karštu bitumu). Esant 5000 N/m2 ir 20000 N/m2 apkrovai, polistireninis putplastis gali ilgą laiką atlaikyti 75 – 85°C temperatūros poveikį.

Polistireninio putplasčio taikymo praktiškai neriboja jokia žemutinė temperatūros riba. Jo struktūra esmingiau nekinta iki –180°C. Gniuždomojo įtempio, esant 10% deformacijai, sumažėjimas po 300 šaldymo ciklų turėtų būti mažesnis kaip 10%.

Projektavimo stadijoje atsižvelgtina į temperatūros svyravimų sukeliamus grįžtamus matmenų pokyčius (žr. » matmenų stabilumas).

Degumas

Veikiamas didesnės negu 100°C temperatūros, polistireninis putplastis ima minkštėti, trauktis ir galiausiai lydytis. Bandymai rodo, kad polistireninio putplasčio su degumą slopinančiais priedais degumo temperatūra yra 374°C. Žemiau šios temperatūros degios dujos iš besilydančio polistireninio putplasčio nesusidaro. Terminio irimo produktai užsidega tik tiesiogiai susilietę su paviršiais ar erdvėmis, kurių temperatūra yra 450–500°C. Polistireninis putplastis savaime neužsidega esant žemesnei negu 450°C temperatūrai.

Polistireninis putplastis su degumą slopinančiais priedais

Lietuvoje statyboje naudojamas tiktai polistireninis putplastis su degumą slopinančiais priedais. Toks putplastis dega tik netarpiškai veikiamas ugnies. Pašalinus liepsnos šaltinį, polistireninis putplastis liaujasi degęs. Nebūna nei rusenimo, nei smilkimo. Savarankiškai degti taip. kaip, pavyzdžiui, medis, Lietuvos statybose naudojamas polistireninis putplastis negali. Statybose atsainiai atliekant metalo pjaustymo ar virinimo darbus, polistireninį putplastį galimas tik apgadinti aplydant.

Degumas pagal klasifikaciją

Polistireniniam putplasčiui su degumą slopinančiais priedais, jei bandomas tiktai jis vienas, priskiriama E degumo klasė. Gamintojui neturint suinteresuotumo nustatinėti degumą bandymais, paprastai deklaruojama F klasė (yra pavyzdžių Lenkijoje).

Dabar galiojančiame statybos techniniame reglamente STR 2.01.04:2004 "Gaisrinė sauga. Pagrindiniai reikalavimai" reikalaujama įvertinti statinio galutinės paskirties statybos produktų degumą. Todėl bandytina ne plika izoliacinė medžiaga, bet kompleksinis statybos produktas.

"Kauno šilo" užsakyti polistireninio putplasčio degumo bandymai

2004 m. rugpjūčio mėnesį Lietuvos Priešgaisrinės apsaugos ir gelbėjimo departamento prie VRM Gaisrinių tyrimų centras „Kauno šilo“ užsakymu išbandė polistireninio putplasčio EPS 70 plokštę, padengtą pastatų šiltinimo ir apdailos sistema PRO TERMOWALL. Tokia kompozicinė sistema paprastai naudojama pastatų šiltinimui ir apdailai iš išorės.

Gaisrinių tyrimų centras nustatė, jog tokia sistema lengvai tenkina B-s1, d0 kategorijos reikalavimus. Tai reiškia, kad, remiantis STR 2.01.04:2004 “Gaisrinė sauga. Pagrindiniai reikalavimai”, tokią kompleksinę polistireniniu putplasčiu paremtą termoizoliacinę sistemą pastatuose teisėtai galima naudoti be apribojimų, įskaitant I atsparumo ugniai laipsnio pastatus.

Tai ta pati kategorija, kuriai priskiriamos kompleksinės sistemos su akmens vata.

Stogų sistemos "Rufax" su polistireninio putplasčio plokštėmis degumo bandymai

Varšuvos ITB ugnies bandymų laboratorijoje buvo išbandyta stogų sistema "Rufax", susidedanti iš UAB "Kauno šilas" pagamintos polistireninio putplasčio plokštės, laminuotos tarpine ritinine danga ir padengtos poliesteriu armuota polimerine ritinine danga Vedasprint.

Bandymai parodė, kad kad minėtoji sistema tenkina BROOF (t1) sistemos degumo klasės reikalavimus. Tai reiškia, jog, remiantis STR 2.01.04:2004 “Gaisrinė sauga. Pagrindiniai reikalavimai”, 4 priedas, p.1, tokios sistemos gali būti naudojamos bet kurios paskirties I atsparumo ugniai statinių stogams izoliuoti, nepriklausomai nuo jų aukščio bei gaisrinio skyriaus ploto.

Degimo produktų toksiškumas

Dujoms, susidarančioms degant polistireniniam putplasčiui, nebūdingas joks ypatingas toksiškumas. Tokių dujų toksiškumas Vokietijoje buvo ištirtas jau 1967 m. Dujų toksiškumas buvo vertinamas remiantis ne tik jų komponentų sudėtimi, bet ir biologiniais pavyzdžiais.

Biologiniai įkvepiamojo toksiškumo tyrimai parodė, kad dujos, susidarančios degant polistireniniam putplasčiui, gali būti toksiškos, kaip ir dujos, susidarančios degant visoms kitoms organinėms medžiagoms. Tačiau toksiškas poveikis priskirtinas tiktai dujose esančiam anglies monoksidui. Negana to, lyginant su kitomis natūraliomis organinėmis medžiagomis, kaip antai medžiu, medžio plaušu ar kamščiu, anglies monoksido koncentracijos dujose, susidarančiose degant polistireniniam putplasčiui, yra daug mažesnės. Kitų degimo dujų sudedamųjų dalių – monostirolio, aromatinių medžiagų, bromo vandenilio – koncentracijos tokios menkos, kad jų toksikologinis poveikis yra bereikšmis.

Dujos, susidarančios degant polistireniniam putplasčiui, mažiau kenksmingos už dujas, susidarančias degant kitoms statybinėms izoliacinėms medžiagoms.

Dujų, susidarančių degant polistireniniam putplasčiui su degumą slopinančiais priedais, sudėtis

*rusenimas; **liepsnojimas

Anglies monoksido išskyrimas degant įvairioms medžiagoms

*rusenimas; **liepsnojimas

Atsparumas senėjimui

Polistireninis putplastis nepūva, nedūla ir yra atsparus senėjimui. Senėjimu vadinamas procesas, kai medžiagos savybės tam tikromis gamtinėmis sąlygomis kinta nepaisant to, kad yra patenkinti jos naudojimo bei eksploatavimo reikalavimai. Senėjimą paprastai rodo medžiagos negebėjimas atlikti numatytų funkcijų ar jos suirimas.

Senėjimas ir jo padariniai skirtini nuo žalos, padarytos medžiagai netinkama ją naudojant. Pavyzdys – medžiagos taikymas kartu su ją ardančiomis medžiagomis.

Polistireninio putplasčio atsparumą senėjimui yra daugkart patvirtinę užsienio nepriklausomi ekspertai ir moksliniai institutai, daugelį metų stebėję polistireninį putplastį įvairiose taikymo srityse. Patikimai nustatyta, kad polistireninis putplastis visiškai išlaiko savo termoizoliacines bei mechanines savybes bei atlieka savo funkcijas per visą pastato gyvavimo trukmę, kuri šiandien paprastai apibrėžiama kaip mažiausiai 50 metų.

Saulės spinduliavimo poveikis

Ilgiau veikiamas tiesioginių ultravioletinių spindulių, polistireninis putplastis pagelsta ir darosi trapus. Tada dėl lietaus ir vėjo gali prasidėti erozija. Nuo to apsaugo dažymas, tinkavimas, laminavimas ir pan. Pastato viduje ultravioletinis spinduliavimas toks menkas, kad putplasčiui nedaro jokio poveikio.

Suderinamumas su kitomis medžiagomis

Polistireninio putplasčio gaminiai neturi liestis su kokia nors pastato medžiaga, kuri juos ardytų ar plėstų.

Polistireninis putplastis atsparus (nesuyra net veikiamas ilgą laiką) šioms medžiagoms:

• vandens jūros vandeniui, druskingiems skiediniams;
• kalkėms, cementui, gipsui, anhidridui;
• natrio ir kalio šarmams, gesintoms kalkėms;
• muilui, drėkinantiems tirpalams (skiediniams);
• 35 % druskos rūgščiai, azoto rūgščiai iki 50 %, sieros rūgščiai iki 95 %;
• atskiestoms ir silpnoms muilo ir anglies rūgštims, pelkių vandeniui, druskoms ir trąšoms (statybinei salietrai);
• bitumui, pienui, silikono alyvai, amoniakui.

Polistireninis putplastis sąlyginai atsparus (ilgai veikiamas gali susitraukti ar net suirti):

• augaliniam aliejui;
• parafininei alyvai, vazelinui, dyzelinei alyvai;
• metilo ir etilo spiritui;

Polistireninis putplastis neatsparus (anksčiau ar vėliau susitraukia ar net ištirpsta):

• šaltam bitumui ir bituminiam glaistui su skiedikliais;
• degutui, degutiniam tepalui, pikiui;
• organiniams skiedikliams: acetonui, acto esencijai, benzolui, ksilolui, trichloretilenui, lako skiedikliams, terpentinui;
• sotiesiems angliavandeniliams: cikloheksanui, vaitspiritui;
• karbiuratoriniams ir dyzeliniams degalams.

Ekologiškumas

Polistireninis putplastis netirpsta vandenyje, todėl neskleidžia vandenyje jokių tirpių medžiagų, galinčių užteršti požeminius vandenis. Polistireninis putplastis nepūva ir neyra, todėl jokiomis kenksmingomis medžiagomis neužteršia dirvožemio.

Polistireniniame putplastyje nėra formaldehido.

Polistireninis putplastis nėra radioaktyvus: neskleidžia jokio alfa, beta ar gama spinduliavimo, jame nėra jokių išmatuojamų radžio koncentracijų, nėra jokio radono garavimo.

Plėtiklio funkcijas atliekantis pentanas atmosferoje greitai suardomas fotocheminių reakcijų metu ir virsta anglies dioksidu ir vandeniu. Pentanas nesikaupia atmosferoje dėl nedidelės pusėjimo trukmės – nuo 10–15 valandų iki 2–3 dienų. Išmatuojamoji pentano dalis atmosferoje yra nykstamai mažas 2 ppb (parts per billions=1 dalis iš milijardo=1/1 000 000 000) dydis. Palyginimui, anglies dioksido koncentracija atmosferoje yra 34 600 ppb, metano – 1 700 ppb. Pentanas nedaro žalos ozono sluoksniui, nes dėl nedidelio stabilumo nepasiekia viršutinių oro sluoksnių. Lyginant su kitomis į atmosferą išmetamomis svarbiausiomis šiltnamio efektą keliančiomis dujomis, pentano dalis, išmetama gaminant ir perdirbant plėtrųjį polistireną, per metus sudaro 0, 000009 procento. Anglies dioksido kiekis, atsirandantis irstant pentanui, yra itin nedidelis. Paskaičiavimai Vokietijoje rodo, kad šį kiekį jau per vieną žiemos savaitgalį atperka mažesnis anglies dioksido kiekis, kurį lemia mažesnis šildymo energijos suvartojimas. Vandenyje ir dirvoje pentaną į anglies dioksidą ir vandenį greitai suskaido augalai, bakterijos ir mikroorganizmai.

Ką tik pagamintame polistireniniame putplastyje galima aptikti nedidelius stirolo pėdsakus. Šios medžiagos koncentracijos sparčiai nyksta ir po dviejų mėnesių jų jau nebeįmanoma aptikti.

Šiukšlių deginimo įrenginiuose polistireninis putplastis visiškai sudega virsdamas anglies dioksidu ir vandeniu.

Ekonašumas

2000 m. balandžio mėn. buvo paskelbta BASF užsakymu Vokietijos ekologijos instituto (Öko-Institut e. V.) atlikta studija “Kompleksinė šiluminės izoliacijos sistema renovuojant Bruncko kvartalą”.

Studijoje lyginamos trys kompleksinės šiluminės izoliacijos sistemos (KŠIS), įrengtos ant renovuojamų išorinių sienų Bruncko kvartale, Ludwigshafene (Vokietijoje):

• baltojo polistireninio putplasčio (stiroporo);
• neoporo (pilkšvojo polistireninio putplasčio);
• akmens vatos.

Ekonašumo analizė atliekama taip:

1. suskaičiuojami visi kaštai, pradedant izoliacinių ir pagalbinių medžiagų gamyba, KŠIS įrengimu sienoje ir baigiant medžiagų kartotiniu naudojimu;
2. apskaičiuojama visuminė apkrova aplinkai, apkrovą skirstant į penkias kategorijas:
• energijos sąnaudas,
• išteklių sąnaudas,
• į orą, vandenį bei žemę išskiriamus produktus,
• toksiškumo potencialą,
• rizikos potencialą;
3. gauti duomenys pažymimi vadinamajame ekonašumo pakete.

Ekonašumo paketas

Ekonašumo paketo x ašyje žymima kaštų suma, didesnes vertes pažymint kairėje pusėje, mažesnes dešinėje. Ekonašumo paketo y ašis nusako ekologinę apkrovą, didesnes vertes pateikiant apačioje, mažesnes – viršuje. Produktai atsidūrę dešiniame viršutiniame kvadrate išsiskiria aukštu ekonašumu: jie mažai apkrauna aplinką ir sykiu reikalauja nedaug kaštų. Apačioje kairėje atsidūrę produktai pasižymi mažesniu ekonašumu: jie reikalauja daugiau kaštų ir labiau apkrauna aplinką.

Stiroporo, neoporo ir akmens vatos kompleksinių šiluminės izoliacijos sistemų ekonašumas

Ekonašumo paketas rodo:

• kad ekonomiškumo požiūriu akmens vata yra brangiausia alternatyva; neoporas šiek tiek pigesnė alternatyva negu klasikinis baltasis polistireninis putplastis;
• kad ekologiškumo požiūriu akmens vata labiausiai apkrauna aplinką, baltasis polistireninis putplastis yra daug ekologiškesnis, o neoporas teikia dar didesnių ekologinių privalumų.

Valkšnumas

Valkšnumas – labai svarbi polistireninio putplasčio savybė. Tai atsparumas gniuždomosioms apkrovoms. Valkšnumas nustatomas tam tikrame gniuždomojo įtempio lygyje. Laikomasi praktinės nuostatos, kad veikiant 0,30 σ10 dydžio gniuždomajam įtempiui, polistireninio putplasčio gaminiai po 50 metų turės ne didesnę kaip 2% valkšnumo deformaciją.

Valkšnumo rodiklio gali prireikti konstrukcijose, kuriose polistireninį putplastį veikia nuolatinės didelės apkrovos – po pastatų pamatais, šaltų maisto produktų saugyklų grindimis ir t. t.

Dinaminis standumas

Dinaminis standumas nusako polistireninio putplasčio smūgio garso izoliacijos plokščių, įskaitant jose įskliaustą orą, tamprumą. Juo mažesnis dinaminis standumas, juo didesnis svertinis smūgio garso slėgio lygio sumažėjimas ∆Lw ir geresnė smūgio garso izoliacija.

Spūdumas

Spūdumas nusako izoliacinio sluoksnio gebėjimą išlaikyti dinaminę apkrovą. Juo izoliacinės medžiagos spūdumas mažesnis, juo geriau ji išlaiko dinaminę apkrovą.

Spūdumas c apibrėžiamas kaip dydžių dL ir dB skirtumas (c = dL –dB). Dydis dL yra izoliacinio sluoksnio storis, nustatomas veikiant jį 250 Pa apkrova. Dydis dB yra izoliacinio sluoksnio storis, veikiant jį 2 kPa apkrova, nuėmus trumpalaikę papildomą 48 kPa apkrovą.

Bandymai rodo, kad smūgio garso izoliacijai skirtų polistireninio putplasčio plokščių spūdumo savybės ilgalaikės dinaminės apkrovos sąlygomis nekinta.

CP – spūdumo deklaruojamojo ribinio lygio simbolis

Smūgio garso izoliacija          

Garsu laikomi mechaniniai elastinės terpės virpesiai, kurie per orą pasiekia žmogaus ausį. Priklausomai nuo garso šaltinio ir sklidimo pobūdžio statybinėje akustikoje skiriamas oro garsas, mechaninis garsas ir smūgio garsas. Oro garsas yra ore sklindantis garsas. Mechaninis garsas yra kietuose kūnuose sklindantis garsas.

Smūgio garsas yra mechaninio garso atmaina. Jis atsiranda, pavyzdžiui, vaikštant, stumdant kėdes ir pan., perduodamas kaip mechaninis ir kitoje patalpoje priimamas kaip oro garsas. Smūgio garsas gali sklisti tiesiogiai per atitvarą ir apylankiniais keliais – apylankinėmis statybinėmis detalėmis, vamzdynais ir pan. Palyginti su oro garso sklidimu apylankiniais keliais, smūgio garso sklidimas apylankiniais keliais vaidina nedidelį vaidmenį. Visos priemonės smūgio garso sklidimui nuo garso šaltinio į garso priėmimo patalpą mažinti vadinamos smūgio garso izoliacija.

Greta apsaugos nuo oro garso iš išorės didelį dėmesį imta skirti smūgio garso patalpose mažinimui. Taip atsitiko todėl, kad garsai, atsirandantys vaikščiojant, bėgiojant, stumdant kėdes ir pan., įvardijami kaip dažniausi varginančio triukšmo šaltiniai.

Reikalavimai

Lietuvoje reikalavimai smūgio garso izoliacijai pateikti Statybos techniniame reglamente STR 2.01.07:2003 “Pastatų vidaus ir išorės aplinkos apsauga nuo triukšmo”.

Reikalaujami dydžiai pateikiami L’_n,w verte, kuri išreiškiama decibelais. L’_n,w yra normuotasis svertinis smūgio garso slėgio lygis natūrinėmis sąlygomis (įskaitant smūgio garso sklidimą apylankiniais keliais); juo nusakoma gatavosios perdangos (perdangos su grindų danga) smūgio garso izoliacija.

Minėtame Statybos techniniame reglamente pateikiamos penkios garso (akustinio komforto) klasės, kuriomis apibūdinama pastatų apsaugos nuo triukšmo kokybė:

·        A garso klasė – ypač gero akustinio komforto sąlygų klasė;

·        B garso klasė – pagerinto akustinio komforto sąlygų klasė;

·        C garso klasė – priimtino akustinio komforto sąlygų klasė;

·        D garso klasė – nepakankamo akustinio komforto sąlygų klasė;

·        E garso klasė – ribinio akustinio komforto sąlygų klasė.

Naujai projektuojamų dvibučių ir daugiabučių gyvenamųjų pastatų, kai kurių triukšmui jautrių negyvenamųjų pastatų, nurodytų Statybos techniniame reglamente STR 2.01.07:2003, vidaus aplinkos garso klasė turi būti ne žemesnė negu C.

Vienbučių gyvenamųjų pastatų garso klasė projektuojama tokia, kokios pageidauja užsakovas, tačiau turi būti ne žemesnė negu E.

Pastatų, pradėtų projektuoti iki Statybos reglamento įsigaliojimo datos 2004 m. sausio 1 d., garso klasės nustatomos tokios, kokių pageidauja savininkas.

Gyvenamųjų namų perdangų smūgio garso izoliacijos klasifikatorius pagal STR 2.01.07:2003

Pastaba. Išraiška "+C_1.50-2500" reiškia, jog rekomenduojama taikyti papildomą spektro pataisos sandą C_1.50-2500.

Judriųjų grindų konstrukcija

Vienalyčių perdangų, pvz., monolitinių, smūgio garso izoliacija priklauso nuo vienetinio ploto masės ir storio. Reikiamos smūgio garso izoliacijos būtų galima siekti įrenginėjant storesnes ir sunkesnes perdangas. Tačiau tai būtų labai neekonomiška. Norint pasiekti, pavyzdžiui, 53 dB dydžio normuotąjį svertinį smūgio garso slėgio lygį, prireiktų vienalytės perdangos, kurios vienetinio ploto masė būtų daugiau nei 1000 kg/m². Norint to išvengti, būtina dvilytė konstrukcija.

Dvilytėje perdangos konstrukcijoje garsas sklinda per tarpinį sluoksnį, viršutinės ir apatinės lyties jungtis (garso tilteliai) ir šonines statybines detales, su kuriomis dvilytė perdanga susiliečia. Norint išvengti garso tiltelių ir apriboti apylankinį garso sklidimą, būtina laiduoti, kad nebūtų jokio sąlyčio:

·        tarp grindų lyginamojo sluoksnio ir perdangos,

·        tarp grindų lyginamojo sluoksnio ir sienų,

·        tarp viršutinės grindų dangos ir sienų.

Atsižvelgiant į tai, vakarų šalyse buvo išplėtota ir itin pasiteisino judriųjų grindų konstrukcija. Judriosios grindys yra ant perdangos plokštės įrengta konstrukcija, kurią sudaro dvi pagrindinės dalys - izoliacinis sluoksnis ir lyginamasis sluoksnis, niekur tiesiogiai arba per standžias jungtis nesusiliečiantis nei su gretimomis statybinėmis detalėmis, nei su perdangos plokšte, esančia po izoliaciniu sluoksniu. Kadangi izoliacinį sluoksnį tarp perdangų ir besiūlių grindų sudaro polistireninios putplastis, išsiskiriantis ir puikiomis apsaugos nuo smūgio garso savybėmis, ir labai geromis termoizoliacinėmis savybės, judriosios grindys statybos fizikos požiūriu yra ideali statybos konstrukcija.

Tipinė judriųjų grindų konstrukcija

1. Polistireninio putplasčio tarpinė

2. Viršutinė danga

3. Lyginamasis sluoksnis

4. Krepuotas popierius (atskiriamasis sluoksnis)

5. Smūgio garso izoliaciacijai skirto polistireninio putplasčio plokštė

6. Gelžbetoninė perdanga (monolitinė arba kiaurymėtoji)

Sienų kvėpavimas – mitas

Kalbama, jog polistireninis putplastis “nelaidus” ir trukdąs išorinei sienai “kvėpuoti.

Sąvoką “sienų kvėpavimas” neteisingai vartojo garsus vokiečių chemikas bei higienininkas Maxas Josephas von Pettenkoferis (1818 - 1901), nusakydamas oro mainus per išorines sienas.

Sienų, kurios “kvėpuotų”, nėra. Oro mainai per išorines sienas prieštarauja bet kokiai patirčiai ir visiems fizikiniams matavimams.

Net ir vandens kiekiai, kurie garinės difuzijos būdu dėl garų slėgio išsilyginimo tarp patalpos vidaus ir lauko pašalinami per išorines sienas, yra nykstamai maži ir tesudaro 1 proc.

Iš patalpos pašalinamas drėgmės kiekis [g/h] esant tam tikrai temperatūrai

Medicininių ir higieninių sumetimų diktuojamą poreikį pakeisti sunaudotą patalpų orą bei sykiu pašalinti gyvenant atsiradusius vandens garus galima tiktai tiesiogiai vėdinant.

Kadangi per išorinę sieną nevyksta jokie žymesni oro mainai ir joks žymesnis drėgmės pasišalinimas, polistireninio putplasčio izoliaciniai sluoksniai niekaip negali pabloginti šių funkcijų.

Tyrimai (ir gaminio standartas) rodo, jog polistireninis putplastis maždaug tiek pat atviras garinei difuzijai kaip, pavyzdžiui, medis (izoliacinių plokščių iš EPS 50, EPS 70, EPS 80 vandens garų varžos faktorius µ yra 20 - 40).