XPS се произвежда от стирен (фенилетен) - нискомолекулен (мономерен) ненаситен въглеводород, който се образува от етилбензен чрез химическа реакция и има добри полимеризационни свойства, т.е. способността да образува големи молекули. Още през първата половина на 19-ти век химиците наблюдават, че първоначално течният стирен се сгъстява след по-дълъг период на употреба и описват този процес като процес на полимеризация. Полученият материал е наречен от тях полистирол.
Исторически преглед: полистиролът като индустриален продукт
През 20-те години германският химик Херман Щаудингер - основател на макромолекулната химия и лауреат на Нобелова награда - предоставя фундаментални знания за образуването и структурата на полимерите, които поставят основите на индустриалното производство на тези вещества. Полистиролът се произвежда индустриално в завода на IG Farben в Лудвигсхафен от 1931 година. Производството на твърди пяни от полистирол ("Стиропор") започва през 1949 г. BASF притежава германския патент за това от 1950 г., а в САЩ групата Dow Chemical също разработва патентована паралелна разработка. Днес полистиролът е една от стандартните пластмаси; по производство той се нарежда на четвърто място в света след полиетилен, полипропилен и PVC. Има много области на приложение на полистирола - той се използва, например, за опаковане,като изолационен материал и за топлоизолация.
XPS и EPS: полистирол в топлоизолация
Двата изолационни материала XPS и стиропор / EPS са тясно свързани. И двата материала са изработени от екструдируем полистирол и се предлагат на пазара като така наречените твърди пени. XPS се произвежда чрез екструзия, докато за производството на EPS перлите на полистироловия гранулат се разширяват и след това се заваряват в термичен процес.
Идентични топлоизолационни свойства, различна консистенция
XPS и стиропор / EPS имат почти идентични топлоизолационни свойства, но другите им свойства на материала са различни. Изолационните плоскости XPS имат хомогенна структура със силно затворена пореста структура, което освен всичко друго води до здравина и устойчивост на влага на този изолационен материал. За разлика от XPS, EPS се използва и с еластични качества - например под формата на подвижни и ламинирани листове - или като насипна изолация. XPS има по-висока стабилност на налягане и по-голяма устойчивост на влага от EPS.
XPS като топлоизолационен материал: Отлична топлоизолация, висока товароносимост, гъвкаво използване
XPS, подобно на EPS и PUR / PIR, вече е утвърден синтетичен топлоизолационен материал. Пазарният му дял е около 6%. Материалът е устойчив на влага, устойчив на натиск и като цяло здрав. Той обаче се използва главно там, където топлоизолацията на сградата трябва да издържа на по-големи натоварвания. Класическите области на приложение са например изолацията на плосък покрив и изолация по периметъра. Поради относително ниската цена е възможна икономична топлоизолация с XPS.
Таблица 1: Преглед на свойствата на XPS
| Топлопроводимост | 0,035 - 0,045 W / mK |
|---|---|
| Клас строителни материали | Стари: B1, B2 (трудно или нормално запалими), нови: E (нормално запалими без защита от пламък) |
| минимална дебелина на изолацията съгласно EnEV 2014 | 14 см |
| Насипна плътност | 25 - 45 кг / м3 |
| Цена на м2 | 18-30 EUR |
Какви вещества има в XPS?
Суровините за XPS са суров нефт или природен газ. Полистиролът се произвежда от тях на няколко етапа. Изолационните елементи XPS се състоят от 98% въздух и само 2% полистирол. В екструзионната маса също се добавят пропеланти (CO2, етанол) и забавители на горенето (хексабромоциклододекан, HBCD). По-старите XPS изолации могат също да съдържат флуоровъглероди (CFC) като горива, но тяхното използване сега е фундаментално забранено от законодателството на ЕС.
Как се прави XPS?
За производството на XPS екструдируемият полистиролов гранулат се разпенва в екструдер, пресова се през шлицова матрица и се оформя в твърди, твърди листове. Екструдирането създава гладка пяна на повърхността на панелите, която или остава върху нея, или се отстранява механично, за да се постигне по-добра адхезия - например за мазилка или хоросан (7,79 € в Amazon *). Освен гладки изолационни плоскости се произвеждат и XPS плоскости с жлебове или други специални релефни повърхности. Екструдирането създава голям брой малки, затворени клетки в изолационните елементи, които осигуряват ниската топлопроводимост, нечувствителността към влагата и общата здравина на този изолационен материал.
Как XPS изолационните елементи излизат на пазара?
XPS се предлага само на пазара под формата на хартия. Наличните в продажба изолационни плоскости XPS са с дебелина между 20 и 200 мм. Предлагат се с диференцирани товарни свойства. Цената на XPS е между 18 и 30 евро на м2. Разходите за топлоизолация с XPS са малко по-високи от тези за изолация с минерална вата (каменна и стъклена вата) или EPS, които струват 10 до 20 или 5 до 20 евро на м2.
Единични панели, композитни строителни материали, ETICS
В допълнение към отделните панели се произвеждат и различни ETICS, базирани на XPS. XPS се използва тук предимно под формата на композитни строителни материали, за да се комбинират високите топлоизолационни характеристики на този изолационен материал с по-добрите възможности за звуко- и топлозащита, както и противопожарните свойства на други материали. В допълнение към системните решения, композитните материали на базата на XPS се предлагат и като отделни елементи, в които така наречените сандвич панели с XPS сърцевина са покрити от двете страни с различен материал.
Производител на изолационни плоскости XPS
Изолационните плоскости XPS се произвеждат от многобройни производители на строителни материали, известни компании са например BASF (“Styrodur”), Austrotherm, Dow Chemical и Ursa. ETICS, базирани на XPS, също идват от тях, но също и от много други производители.
Какви са физическите свойства на XPS?
Съвременните изолационни материали имат топлопроводимост (? - Ламбда) по-малка от 1 W / mK (вата на метър х Келвин). При XPS тази стойност е между 0,035 - 0,045 W / mK - екструдираният полистирол следователно има само ниска топлопроводимост и следователно отлични изолационни свойства. Топлоизолационните характеристики на XPS, EPS и минералната вата иначе са до голяма степен идентични. От търговските изолационни материали с топлопроводимост между 0,02 и 0,025 W / mK, само PUR / PIR е значително по-мощен. Както при другите синтетични изолационни материали EPS и PUR / PIR, отличните изолационни свойства на XPS се дължат на затворената клетъчна структура, което означава, че тези материали имат висока термична устойчивост дори при ниска дебелина.
Ниски топло- и звукоизолационни възможности
XPS има само ограничени топло- и звукоизолационни свойства, които могат да бъдат оптимизирани чрез композитни строителни материали - например чрез така наречените сандвич панели и / или интегриране в топлоизолационни композитни системи (ETICS).
Ниска дифузионна отвореност
Вярно ли е, че XPS е основно паропропусклив изолационен материал със стойности между 80 и 200?
Устойчивостта на дифузия на водните пари на материала обаче е доста висока. За сравнение: Калциево-силикатни панели винаги се използват за топлоизолация, когато изолационният слой трябва да доведе до устойчиво регулиране на влагата едновременно. Те имат устойчивост на дифузия на водни пари между 5 и 20 ?, което ги прави силно отворен за дифузия и капилярно активен изолационен материал.
Ограничена пожарна безопасност
Както всички други синтетични изолационни материали, XPS е основно запалим. Топи се при температури между 100 и 125 ° C, при температури над 300 ° C се разлага. Точката на възпламеняване на получения стирен е само 31 ° C. Изгарянето на XPS отделя токсични газове, включително диоксини. В дългосрочен план XPS е устойчив на температура до граница от около 85 ° C.
Таблица 2: XPS и други топлоизолационни материали в сравнение
| Изолационни материали | Топлопроводимост (W / mK) | Минимална дебелина на изолацията според EnEV (cm) | Разходи на м2 (евро) |
|---|---|---|---|
| XPS | 0,035-0,045 | 14-ти | 18-30 EUR |
| Стиропор / EPS | 0,035-0,045 | 14-ти | 5 - 20 EUR |
| PUR / PIR | 0,02-0,025 | 10 | 10-20 EUR |
| Стъклена вата | 0,032-0,040 | 14-ти | 10-20 EUR |
| Калциево-силикатни плоскости | 0,065 | 20-ти | 80 EUR |
DIN стандарти, класове строителни материали, EnEV
Съгласно европейския стандарт DIN EN-13501-1, XPS е приписан на клас строителни материали E (обикновено запалим без специална защита от пламък), според стария национален стандарт принадлежи към класове строителни материали B1 или B2 (трудно или нормално запалим). Коефициентът на топлопреминаване (U-стойност) от 0,24 W / (m²K), изискван от Наредбата за енергоспестяване (EnEV) 2014, се постига от XPS, както и от минерална вата и EPS с минимална дебелина на изолацията от 14 cm.
съвети и трикове
Изолационните панели XPS са изработени от екструдиран полистирол. Синтетичният изолационен материал има отлични топлоизолационни свойства, устойчив е на влага и атмосферни влияния и може да издържи на големи натоварвания. За разлика от това, възможностите за защита от звук и топлина на XPS са много ниски в сравнение с други изолационни материали.
Области на приложение за топлоизолация с XPS
Основните области на приложение на XPS са в области, където изолационният слой е силно подложен на механични влияния, както и на времето и влагата. Областите на приложение за XPS са например:
- Периметрова изолация: Периметровата изолация е една от най-важните области на приложение за XPS. Те се използват за топлоизолация на зони в контакт с земята от външната страна на сградата - следователно изолацията на периметъра е специална зона на сутеренната изолация; в сгради, които нямат мазе, тя се извършва като част от фасадната изолация. Под земята - т.е. с постоянна влага и под голямо налягане - XPS показва своите предимства по оптимален начин. В случай на сгради без мазе, изолацията XPS се полага под фундаментната плоча като част от периметровата изолация, например. XPS панелите, които могат да поемат дренажни функции, понякога се използват за изолация по периметъра. В допълнение, периметровата изолация, изработена от XPS, предпазва уплътнението на сградата от механични повреди и по този начин отговаря на изискванията на DIN стандарт 18195.
- Изолация с плосък покрив: XPS е предпочитан материал за изолация на плосък покрив, когато изолацията е извън уплътнението на покрива, който след това е защитен от механични и термични ефекти от изолационния материал. На зелени плоски покриви XPS осигурява надеждна топлоизолация дори при постоянно излагане на влага. С изолационни плоскости XPS - обикновено в контекста на ETICS - може да се извърши и така наречената обратна изолация на покрива, при която топлоизолацията се извършва по различен начин от конвенционалните плоски покриви над покривната покривка.
- Изолация на покрива: Благодарение на ниското си тегло, устойчивост на влага и висока якост на огъване, XPS е подходящ и за изолация на скатен покрив. В тази област се използва главно като допълнителна изолация над гредите. В зависимост от конструкцията може да е необходима такава допълнителна изолация, за да се отговори надеждно на изискванията на EnEV. В допълнение, изолацията над ребрата ефективно предотвратява образуването на топлинни мостове.
- Подова изолация: XPS се използва главно за подова изолация, когато подовата конструкция трябва да бъде силно натоварена. Поради високата си якост на натиск, вископластичното си поведение и способността да поемат високи напрежения в дългосрочен план, XPS е идеално подходящ за това.
- Уплътняване на топлинни мостове: В конструкции, при които е вероятно образуването на топлинни мостове - например с бетонни тавани, чиито компоненти се простират навън - XPS изолацията предотвратява образуването на топлинни мостове.
- Композитни материали (сандвич панели с XPS сърцевина) и ETICS.
Предимства на топлоизолацията с XPS
Предимствата на топлоизолацията с XPS са:
- Отлични топлоизолационни свойства.
- Икономично използване на материалите поради ниската минимална дебелина на изолацията.
- Здравост и устойчивост: XPS изолационните плочи са водоотблъскващи, устойчиви на заразяване с плесени или паразити и не гният. Те са трайно устойчиви, както и на натиск и стабилни в размерите си. Поради своята вископластична консистенция, те са в състояние да поемат високи напрежения.
- Ниско тегло: Поради ниското си тегло, изолационните плочи XPS са подходящи и за чувствителни към тегло конструкции. Тя позволява лесно боравене с панелите по време на строителния процес.
- Подходящо за специални приложения: Поради свойствата на материала, XPS е особено подходящ за специални приложения.
Недостатъци на топлоизолацията XPS
Недостатъците на топлоизолацията с PUR / PIR са:
- Производство на петролна основа: Подобно на другите синтетични изолационни материали (EPS, PUR / PIR), XPS има неблагоприятен енергиен баланс в сравнение с органичните и минералните материали за топлоизолация. Произвежда се и от ограничени природни ресурси.
- Много ниски топло и звукоизолационни свойства
- Запалимост / ограничена пожарна безопасност.
- Токсични емисии в случай на пожар.
Как се обработва XPS?
Не се изискват специални инструменти за обработка на изолационни елементи PUR / PIR. Панелите или блоковете могат лесно да се режат, пробиват или фрезоват със стандартни дървени инструменти. За разлика от PUR / PIR, XPS може да се използва и за рязане с гореща тел със специално режещо устройство. Изолационните панели XPS могат да бъдат прикрепени с помощта на скоби, дюбели или залепване със специални лепила. Съществуват и варианти за свързване на изолационните елементи един към друг.
Демонтаж, рециклиране, обезвреждане
В случай на телбод или дюбели усилията за демонтиране на изолация XPS са ниски, но са високи в случай на залепване. Не е възможно рециклирането на панелите. Правилното изхвърляне на XPS става чрез контролирано изгаряне или на сметището на строителните материали.
Безопасност на здравето и безопасност на труда
Производителите подчертават безвредността на изолацията XPS срещу здравето, но експертите по околна среда и строителни материали понякога съветват да не се използва на закрито. От една страна, XPS съдържа малки количества неполимеризиран стирен, който първоначално се отделя в околната среда и може да бъде вреден за здравето; от друга страна, огнезащитният HBCD има токсични и биоакумулиращи свойства (които се натрупват в тялото). При обработката на XPS може да възникне замърсяване от стирен и фин прах. Следователно трябва да се спазват стриктно разпоредбите за безопасност при работа, като носенето на дихателна маска, особено когато се работи редовно и професионално с този материал.
съвети и трикове
XPS се използва главно, когато топлоизолацията трябва да издържа на големи натоварвания. Типични области на приложение са изолация на периметъра, изолация на плосък покрив и подова изолация в обществени сгради. За изолация на скатен покрив XPS се използва предимно като допълнителна изолация над гредите.
