Камень VS стекло. Как выбрать правильную вату?
Зима не за горами, самое время узнать наверняка, какой утеплитель лучше: каменная вата или стекловата! На этот счет существует множество мнений, но, чтобы определиться окончательно, мы решили устроить между двумя материалами настоящий батл.
Чем же конкретно они отличаются? Какой из них обладает большими преимуществами? Давайте разбираться вместе с экспертами ROCKWOOL Россия.
История вопроса
Идею превратить камень в вату подсказала сама природа. Много лет назад люди наблюдали за вулканом на Гавайях и заметили, что ветер раздувал лаву, которая выплескивалась из вулкана в воздух и превращалась в тончайшие каменные нити в толщину человеческого волоса. Тогда местные жители назвали их «волосами» богини огня и вулканов Пеле. Сейчас же каменную вату производят из базальтового щебня, а роль вулкана в заводских цехах исполняют плавильные печи.
Впоследствии выяснилось, что каменная шерсть, как ее еще называли, — «rock wool» — обладает сразу несколькими преимуществами: не пропускает тепло, холод, звук. Поскольку камень является негорючим материалом, то и каменная вата — не горит.
«Сегодня негорючесть — одно из основных преимуществ каменной ваты перед другими минеральными и искусственными утеплителями. Только она выдерживает температуру до 1000 градусов и сохраняет при этом волокнистую структуру. Это свойство существенно расширяет сферу применения материала — каменная вата абсолютно безопасна. Материал постоянно совершенствуют, и в настоящее время он подходит практически для любых конструкций: наружное утепление стен частных и многоквартирных домов, каркасное строительство, пол, кровля, теплоизоляция труб и промышленного оборудования», — комментирует Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL Россия.
Все познается в сравнении
Стекловату придумали еще в Древнем Египте, когда попробовали выдувать нити из расплавленного стекла, но тогда весь материал уходил на украшения и декор. И только в начале 20 века патент на изобретение стекловолокна как строительного материала получил американец Джеймс Слейтер, который и поставил производство стекловаты на поток.
В качестве одного из компонентов сырья использовался стеклянный бой, и работать со стекловатой было некомфортно — она кололась! Производители постоянно работают над устранением этого недоразумения и, надо сказать, добились определенного успеха: в последнее время нити стекловаты стали тоньше.
Как и каменная вата, стекловата имеет хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики и не плесневеет. Но все же: почему в советские времена строители предпочитали стекло, а не камень? Ответ прост: стекловата в производстве стоила значительно дешевле каменной. Именно необходимость на всем экономить заставляла пользоваться стекловатой, а не более качественными материалами.
В чем сила, вата?
Сегодня, когда экологичность и качество жизни людей при строительстве выходят на первое место, специалисты зачастую предпочитают каменную вату.
Она практична в монтаже и эксплуатации. Этот фактор важен как частникам, так и крупным застройщикам. Для первых это способ сэкономить за счет самостоятельной укладки утеплителя, а вторым существенно снижает затраты на монтажную бригаду.
Итак, давайте сравним каменную и стеклянную ваты и подведем итоги.
- Экологичность. Каменную вату получают расплавлением камней горной породы: отдельные нити склеивают органическим вяжущим и формуют в плиты или рулоны. Материал можно практически бесконечно перерабатывать и использовать повторно. Стекловату изготавливают из отходов стекольной промышленности и легкоплавкой шихты. Несмотря на использование аналогичного с каменной ватой связующего вещества, из-за разницы в технологии производства переработать стеклянную вату можно лишь частично, поэтому её захоранивают на специальных полигонах. Засчитываем по баллу каждому материалу: 1:1
- Цена. Стекловата дешевле в производстве, чем каменная вата. Счет 1:2.
- Экономическая выгода. Стекловата часто рассматривается как более доступный по стоимости аналог каменной ваты, так ее плотность ниже и, соответственно, она дешевле. Однако, просчитывая экономическую выгоду, нужно также учесть более высокую способность впитывать влагу из воздуха, более низкую стойкость к воздействию влаги и более высокую воздухопроницаемость стекловаты. Компенсация этих недостатков может требовать более дорогих пленок — ветрозащиты и пароизоляции. Утеплитель — один из немногих материалов, который влияет на стоимость эксплуатации здания на весь срок строительства, а его цена составляет 5-10% от общих затрат на здание. Поэтому применение материала с низкой плотностью и низкой устойчивостью к влаге и, соответственно, склонностью к оседанию может обернуться дополнительными серьезными затратами. Засчитываем балл каменной вате! Счет 2:2.
- Пожароопасность. Несмотря на то, что каменная вата и стекловата признаны негорючими, каменная вата отличается большей устойчивостью к высоким температурам: плиты из этого материала способны выдержать температуру до 1000°С и при этом сохранить волокнистую структуру. В то время как стекловата при повышении температуры до 400 °С спекается в «леденец», что может привести к разрушению конструкции и затруднить эвакуацию из здания в случае необходимости. Кроме того, температура плавления волокна каменной ваты выше почти в 2 раза, поэтому она успешнее сопротивляется пламени и замедляет распространение огня. 3:2, ведет каменная вата.
- Теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности каменной и стекловаты примерно одинаков. Однако совсем лёгкие изделия из стекловаты (плотностью до 15 кг/м3) малоэффективны в качестве теплоизоляции в каркасных конструкциях, поскольку отличаются повышенной теплопроводностью и дополнительно теряют тепло от продувания ветром и большей усадки. 4:2 в пользу камня.
- Сорбционная влажность. Показатель сорбционной влажности — это способность материала аккумулировать влагу из воздуха, у стекловаты составляет до 5%, у каменной ваты в среднем данный показатель не более 1,5%, т.е. теплоизоляция из каменной ваты практически не впитывает влагу. Поэтому теплопроводность у каменной ваты стабильнее на протяжении всего времени эксплуатации. 5:2, впереди по-прежнему каменная вата.
- Удобство монтажа. Работа с каменной ватой не вызывает каких-либо сложностей — она плотно встает в каркас, края плит не нужно подминать. Мягкие рулоны стекловаты при монтаже в вертикальных и наклонных конструкциях надо придерживать второму человеку, поэтому монтаж стекловаты двумя руками практически невозможен. 6:2 в пользу каменной ваты.
- Область применения. По причине слабой устойчивости стекловаты к высоким температурам ее не применяют в качестве конструктивной огнезащиты, а из-за высоких показателей по сжимаемости (60-65%) стекловату практически не используют в системе вентилируемых фасадов. В то же время каменная вата может применяться и в качестве огнезащиты, и как теплоизоляция в системах вентилируемых фасадов. 7:2!
- Долговечность и надежность. Эти показатели достигаются, в первую очередь, за счет влагостойкости материалов. Главным минусом стекловаты является способность впитывать влагу, которая приводит к хрупкости волокон: уже через 5–15 лет эксплуатации в конструкциях трехслойных панелей эксперты находили труху. Каменная вата устойчива к влаге (показатель гигроскопичности — 0,5%), поэтому на протяжении всего срока службы не подвержена усадке. Также из-за своей структуры (у стекловаты волокна направлены параллельно друг другу, в то время как волокна каменной ваты имеют хаотичное расположение) и высокой сорбционной влажности стекловата более склонна к усадке.
И со счетом 8:2 побеждает каменная вата!
Что ж, выбор вполне очевиден. В качестве последнего аргумента — таблица сравнения каменной ваты и стекловаты.
|
|
Стекловата |
Каменная вата |
|
Основа |
Песок, отходы стекольного производства, бой стекла |
Камни горной породы |
|
Тип волокон |
Мягкие и длинные |
Упругие и короткие |
|
Гидрофобность |
Низкая |
Высокая |
|
Коэффициент теплопроводности (ʎв) |
0,039Вт/м*К |
0,040Вт/м*К |
|
Плотность |
Низкая |
Высокая |
|
Сорбционная влажность |
До 5% |
До 1,5% |
|
Область применения |
С ограничениями |
Широкая, включая применение в качестве конструктивной огнезащиты и в системах вентилируемых фасадов |
|
Удобство монтажа |
Трудно монтировать двумя руками, нужен еще один человек |
Плотно встает в каркас, для монтажа достаточно одного человека |
|
Цвет |
Естественный — белый, желтый оттенок приобретает за счет добавления связующего, иногда подкрашивается «под» каменную вату |
Натуральный светлый серо-коричневый |
|
Температурный диапазон |
— 60 до 500 |
— 190 до 1000 |
В формате замещения. Рынок пенополистирола
В настоящее время, по данным экспертов, продолжается сокращение производства и потребления вспененного пенополистирола. Освободившуюся нишу все активнее заменяет экструдированный вид этого теплоизоляционного материала.
Пенополистирол широко применяется в строительстве новых зданий и сооружений, а также при отделке помещений. В объеме потребления теплоизоляционных материалов его доля достигает 30%. По оценке экспертов, в ближайшей перспективе она будет постепенно увеличиваться и через 5-7 лет достигнет показателя в 40%.
Генеральный директор АПРИ «Флай Плэнинг» Владимир Савченков отмечает, что главными плюсами пенополистирола являются: широкая сфера применения (от утепления подвальных помещений до использования на балконах, лоджиях и фасадах), а также долговечность, высокие теплоизоляционные свойства, легкость в применении, экологичность и доступная цена. «В качестве недостатков можно указать следующее: это легковоспламеняющийся материал, он разрушается под долгим воздействием солнечных лучей, также он отличается хрупкостью. Поэтому при транспортировке и использовании нужно соблюдать меры предосторожности. Но стоит отметить, что указанные недостатки с лихвой покрываются достоинствами. Это современный технологичный материал с универсальными свойствами и широким перечнем возможностей», – считает он.
Путем продавливания
Отметим, что пенополистирол, как теплоизоляционный материал, подразделяется на два вида: вспененный (EPS) и экструдированный (XPS). Производители данных продуктов между собой достаточно жестко конкурируют.
Согласно исследованию аналитического агентства DISCOVERY Research Group, по итогам трех кварталов 2019 года, объем рынка (производство и потребление) EPS в нашей стране составил 5,49 млн куб. м, XPS – 6,21 млн куб. м. В том числе российскими компаниями за данный период времени было экспортировано 6 тыс. куб. м вспененного пенополистирола и 120 тыс. куб. м экструдированного.
Экструдированный пенополистирол, как рассказывает руководитель направления «Полимерная изоляция» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Алексей Касимов, создается из полистирола общего назначения (ПСОН) методом экструзии (путем продавливания вязкого расплава материала). В результате получается равномерная мелкопористая структура, что придает материалу прочность, практически нулевое водопоглощение и низкий показатель теплопроводности.
«Экструдированный пенополистирол может применяться в заглубленных конструкциях: фундаменты, подвалы, подземные паркинги, где эффективно защищает фундамент от теплопотерь и разрушительных сил морозного пучения. Также особенностью экструзионного пенополистирола является то, что он может использоваться при температуре от –70°С до +75°С. Благодаря этому материал активно используют в холодильных установках, катках и пр. В целом мы отмечаем ежегодное сокращение рынка EPS, при этом освободившуюся нишу замещает XPS», – добавляет Алексей Касимов.
Отвечая новым требованиям
Эксперты считают, что рост потребления экструдированного пенополистирола связан с трендом повышения энергоэффективности зданий. В частности, стандартный слой плит из этого материала в 50 мм сохраняет тепло в помещении так же, как метровая кирпичная или бетонная стена толщиной 2,5 м. Также XPS все активнее применяется в дорожном строительстве для предотвращения морозного пучения полотна. Материал препятствует промерзанию грунта и значительно увеличивает срок эксплуатации дорожного покрытия. Кроме того, экструдированный пенополистирол более прост в переработке – и его производители могут заниматься выпуском вторичных продуктов.
В целом, как отмечают игроки рынка, применение XPS позволяет существенно усовершенствовать и ускорить технологию строительства, значительно снизить затраты при создании новых конструкций, отвечающих новым требованиям строительных норм.
При этом они подчеркивают, что EPS как теплоизоляционный материал не уйдет с рынка совсем. Он останется востребован в бюджетном строительстве и утеплении малоэтажных индивидуальных домов. Кроме того, за счет совершенствования технологий производства этого материала будут повышаться его качественные характеристики и расширяться область применения.
Кстати
С 1 января 2020 года, в соответствии с приказом Росстандарта, в общероссийском классификаторе ОКПД 2 выделены отдельные коды для теплоизоляционных плит из пенополистирола, сэндвич-панелей с пенополистиролом и сэндвич-панелей с минеральной ватой. Предполагается, что это новшество поможет лучше идентифицировать теплоизоляционные продукты в области их применения, а также повысит качество сбора статистической информации, необходимой в том числе для оказания мер господдержки. Изменения в классификаторы подготовлены на основании предложений технической рабочей группы «Ассоциация производителей и поставщиков пенополистирола» в рамках научно-технического совета по развитию промышленности строительных материалов, изделий и конструкций при Минпромторге РФ.
С точностью до миллиметра. Лазерное сканирование в геодезии
Лазерное сканирование, несмотря на необходимость использования сравнительно дорогостоящего оборудования, все активнее применяется в геодезии, проектировании и строительстве сооружений.
Технологии проведения инженерных изысканий не стоят на месте. Специалисты рынка считают, что в настоящее время одним из самых быстрых и точных методов получения характеристик о сооружении и месте, где оно будет или уже расположено, является лазерное сканирование. Применять в России эту технологию в единичных случаях начали 10–15 лет назад. Сейчас лазерное сканирование уже распространено, хотя чаще всего специалисты используют более традиционные приборы.
Практично и выгодно
Руководитель направления капитального строительства IТ-компании КРОК Анна Фейнберг отмечает, что принцип технологии лазерного сканирования заключается в измерении расстояния от сканера до поверхности объекта и формировании на основе этого облаков точек с пространственными координатами. «Современные модели лазерных сканеров позволяют вести съемку со скоростью более миллиона точек в секунду и высокой точностью. В результате получается цифровая копия объекта, что позволяет использовать полученные данные для создания обмерных чертежей. Также это позволяет создать цифровую модель здания. Технология лазерного сканирования довольно популярна, поэтому, например, в Москве, проблем с тем, чтобы найти необходимое оборудование, не возникнет. При этом не все компании обладают компетенциями, позволяющими построить на основе облаков точек BIM-модель здания и затем вести в едином информационном пространстве работы, связанные с модернизацией и эксплуатацией здания», – добавляет она.
Именно возможность создания трехмерной цифровой визуализации, с последующим использованием в связке с BIM-технологиями, считает основным преимуществом лазерного сканирования генеральный директор компании «КБК Проект» Василий Костин. «Лазерное сканирование – это прежде всего сокращение сроков работ при увеличении точности. Что особенно важно при реализации новых проектов с точной географической привязкой. При этом в сравнении с традиционными методами экономическая выгода от использования технологии составляет 40–80%», – отмечает он.
Полевое лазерное сканирование, применяемое в геодезии, проектировании и строительстве, можно подразделить на три подвида: наземное, мобильное, воздушное. Выбор производят специалисты, в зависимости от особенностей работ.
Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев отмечает, что наиболее широкое распространение получило наземное лазерное сканирование, в связи с универсальностью и простотой метода, разнообразием и более низкой ценой оборудования. Оно наиболее активно используются в строительстве (строительный контроль, авторский надзор), ведении маркшейдерских работ (подсчет объемов, регулярные замеры и съемки), осуществлении реконструкции геометрически сложных объектов наследия.
«Ручные сканеры получили широкое распространение при исследовании протяженных объектов, а также небольших закрытых помещений, складов. Воздушное лазерное сканирование имеет самую высокую стоимость оборудования при существенных рисках поломок. Поэтому большого распространения оно пока не получило. Но исследовательско-конструкторские центры активно ведут работы по удешевлению такого оборудования, и в дальнейшем оно может практически полностью вытеснить аэрофотогеодезию с рынка», – прогнозирует Сергей Лазарев.
Широкий выбор
В настоящее время производителями отраслевых систем лазерного сканирования являются только зарубежные компании. На рынке представлены такие бренды, как Leica, Trimble, Topcon, Z+F, Riegl, Faro и др. В силу изначальной сравнительно высокой стоимости этой техники многим геодезическим и проектным организациям, особенно небольшим, она оказалась не по карману. Но в последние три-четыре года предыдущие линейки приборов подешевели и стали доступнее. Кроме того, на рынке практикуется аренда или покупка бывшего в употреблении лазерного оборудования.
Ценовые сегменты очень разные и зависят от предъявляемых к технике требований, рассказывает Сергей Лазарев. К примеру, наземный лазерный сканер Leica BLK360 имеет низкие точностные характеристики, невысокую дальность и соответственную низкую цену, порядка 2 млн рублей. Наиболее точный и «дальнобойный» (до 1 км) сканер Leica ScanStation P50 стоит уже около 15 млн. Необходимо также учитывать и цену программного обеспечения для обработки данных, она варьируется от 100 тыс. до 2 млн рублей. «На мой взгляд, наиболее технологичным оборудованием на рынке сегодня является наземный лазерный сканер Leica RTC360. Этой весной должна выйти на рынок новинка – Trimble X7, представленная в 2019 году на выставке InterGeo. Предположительно, она будет иметь более низкую стоимость при сравнимых характеристиках и сможет составить конкуренцию», – считает эксперт.
По мнению ведущего специалиста ООО «Геодезические приборы» Григория Жукова, лазерный сканер GLS-2000 японской компании Topcon, благодаря своим характеристикам и стоимости, на сегодняшний день является одним из наиболее универсальных и распространенных решений для лазерного сканирования. «Помимо высокой скорости, точности, возможности работы при минусовых температурах, прибор обладает большой дальностью съемки – до 350 м. Это делает его универсальным при выполнении самых разных работ. Такая особенность позволяет легко применять этот сканер при съемке городских территорий и насыщенных объектами промышленных зон, а также для съемки фасадов зданий, архитектурных памятников и многого другого. Прибор автономен и не требует дополнительных средств управления и сохранения данных. Все установки сканирования выполняются через встроенную панель управления, а данные накапливаются на обычной карте памяти стандарта SD», – добавил он.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Главной технологической задачей геодезиста является предоставление достоверной и максимально полной информации о положении объекта в пространстве и его геометрических характеристиках. Основным видом оборудования, позволяющим в максимально быстрые сроки собирать большой объем информации, являются именно лазерные сканирующие системы. Они позволяют получить облако точек, в котором можно отследить огромное количество параметров исследуемого объекта.
Григорий Жуков, ведущий специалист ООО «Геодезические приборы»:
– Внедрение технологии лазерного сканирования позволяет получить массу преимуществ по сравнению с традиционными методами съемки. Основными ее достоинствами являются высокая скорость выполнения измерений, детальность съемки, а также полнота и точность получаемых результатов. Можно с уверенностью сказать, что эта технология открывает новые возможности для работы и дает необходимую информацию для развития современного метода трехмерного проектирования объектов.