Sunyclima

Две белые плоскости. Одна крошится на шарики, если поцарапать ногтем — она состоит из склеенных гранул. Другая гладкая и однородная на срезе, как маргарин. Первая — EPS, вторая — XPS. Выглядят одинаково, стоят по-разному и ведут себя почти одинаково везде — кроме тех мест, где есть вода.

Кратко: EPS — это вспененный (экспандированный) полистирол — шарики, вспученные паром и спечённые в блок. XPS — экструдированный полистирол — непрерывная пена, выдавленная через фильеру. Химия одна и та же; структура — нет. EPS дешевле при том же тепловом сопротивлении и полностью достаточен для фасада. XPS выигрывает везде, где плита будет нагружена или контактировать с водой.

Что такое EPS на самом деле

EPS — сокращение от Expanded PolyStyrene — вспененный полистирол. На рынке в Болгарии его почти никто так не называет: говорят «стиропор». Styropor — зарегистрированная марка BASF, ставшая нарицательным названием — тот же случай, что и «бонд» или «нержавейка». Заказывая «пенопласт», вы заказываете EPS, но ничего не говорите о его классе — а класс как раз и имеет значение.

Сырьё — полистирольные гранулы: твёрдые зёрна диаметром доли миллиметра, в которых растворён пентан. Пентан — это вспенивающий агент, газ, который при нагревании испаряется и раздувает гранулу изнутри. Итоговый материал чрезвычайно лёгкий: у фасадной плиты плотностью около 15 кг/м³ и плотности самого полистирола около 1050 кг/м³ полимер занимает менее двух процентов объёма. Остальные почти 98% — неподвижный воздух. Именно воздух изолирует; полистирол — лишь каркас, который удерживает его на месте.

Производство в четыре шага

1. Предварительное вспенивание. Гранулы обрабатывают паром, пентан испаряется, и каждая гранула увеличивается в 40–50 раз в зависимости от целевой плотности. От того, сколько пара и как долго, зависит конечная плотность — а она определяет почти все остальные свойства.
2. Вылёживание. Вспененные гранулы находятся в сетчатых силосах от нескольких часов до нескольких дней: воздух диффундирует внутрь и замещает сконденсировавшийся пентан, а внутреннее давление выравнивается с атмосферным. Следствие ключевое: ячейки EPS заполнены воздухом ещё до того, как плита вообще появится.
3. Формование блока. Вылежавшиеся гранулы засыпают в форму и снова обрабатывают паром: их поверхность размягчается, и они спекаются в блок.
4. Резка. Блок разрезают на плиты раскалённой проволокой; отсюда характерный слегка оплавленный край. Альтернатива — формование сразу в готовой форме: так делают упаковку и профильные элементы.

Гранула против экструдированной пены

XPS идёт совершенно другим путём. Полистирол расплавляется в экструдере, в расплав под давлением впрыскивается вспенивающий газ, и смесь продавливается через широкую фильеру, вспениваясь при выходе на атмосферное давление. Получается непрерывная лента пены, которую калибруют и профилируют. Нет гранул, нет спекания — есть единая отливка.

Оба материала описываются как материалы «с закрытыми порами», и это верно для самих ячеек. Разница проявляется на уровне выше ячейки. У EPS гранулы спечены по поверхности, но между ними остаются межгранульные пустоты — микроскопические каналы по границам. Ячейка закрыта; граница между гранулами — нет. У XPS таких границ нет. Это объясняет почти всю таблицу ниже: почему EPS впитывает больше воды, почему пропускает больше пара и почему именно XPS — тот материал, который кладут в грунт. Если хотите более подробный взгляд именно на экструдированный вариант, смотрите отдельную статью о XPS.

EN 13163 и EN 13164: два разных паспорта

EPS декларируется по EN 13163, XPS — по EN 13164. Оба гармонизированы: плита несёт маркировку CE и обозначающий код со всеми декларируемыми показателями. Два реальных кода серийных продуктов:

• Фасадный графитированный EPS: EPS – EN 13163 – L2 – W2 – T1 – S2 – P3 – DS(N)2 – DS(70,-)1 – BS125 – TR150 – CS(10)80
• Плита XPS 300 кПа: XPS – EN 13164 – T1 – CS(10\Y)300 – DS(TH) – WL(T)0,7 – WD(V)3

L, W и T — допуски по длине, ширине и толщине, S — прямоугольность, P — плоскостность, DS — размерная стабильность (при нормальных условиях или при 70 °C и 90% влажности), CS(10) — напряжение при 10%-й деформации, BS — прочность на изгиб, TR — прочность на растяжение перпендикулярно лицевым поверхностям, WL(T) — водопоглощение при полном погружении, WD(V) — водопоглощение путём диффузии, MU — сопротивление диффузии водяного пара.

Обратите внимание, чего нет в первом коде. Фасадная плита EPS не декларирует ни WL(T), ни WD(V), ни µ — в этих строках технического листа стоит NPD (показатель не определён). Плита XPS декларирует все три. Но для вас это бесплатная информация: одна пустая строка по водопоглощению говорит о том, что эта плита не предназначена для контакта с водой.

EPS 60, 80, 100, 150, 200: цифра — это не плотность

Самое устойчивое заблуждение вокруг EPS. Число в EPS 100 — это не плотность в кг/м³ и не толщина, а напряжение сжатия при 10%-й деформации в килопаскалях. EPS 100 выдерживает 100 кПа при 10%-м сжатии, EPS 200 — вдвое больше. Эти числа — условное обозначение EUMEPS, а не маркировка самого EN 13163 (ею является вся строка кодов). EUMEPS определяет пять «стандартных» типов без конкретного назначения — EPS 60, 100, 150, 200 и 250. В обиходе есть и промежуточные типы: EPS 30, 50, 70, 80, 90, 120, вплоть до EPS 500 для специальных применений.

Плотность растёт вместе с классом: реальные фасадные листы имеют плотность около 13,5–16 кг/м³ при CS(10) 70–80 кПа, EPS 150 — 23–28 кг/м³, а 30 кг/м³ — это уже EPS 200. Многие фасадные плиты вообще не декларируют CS(10) — только TR и BS — потому что на фасаде на них никто не наступает.

Практическая мелочь для объекта: EUMEPS приняла цветовую маркировку, которая наносится минимум на один торец плиты — EPS 60 с двумя синими полосами, EPS 80 с оранжевой, EPS 100 с чёрной, EPS 150 с жёлтой, EPS 200 с двумя чёрными. Дополнительная красная полоса означает наличие антипирена — а EPS без антипирена относится к классу Euroclass F без испытаний.

Частая ошибка при устройстве полов: CS(10) — это не допустимая рабочая нагрузка. Это напряжение при 10%-й деформации в кратковременном испытании. Для длительной нагрузки декларируется отдельный показатель — ползучесть при сжатии CC по EN 1606. Именно там фасадные плиты EPS чаще всего указывают NPD, а плиты XPS для пола под стяжку декларируют этот показатель.

λ EPS: зависит от плотности

Теплопроводность EPS — не константа. По данным EUMEPS декларируемое значение колеблется от 0,038 Вт/(м·К) для EPS 60 до 0,034 для EPS 200 и 250, а для белого EPS доказана зависимость между λ и объёмной плотностью в диапазоне 8–55 кг/м³. Фраза «λ пенопласта — 0,038» неполная, пока не указан конкретный класс.

XPS по EN 13164 декларируется в диапазоне 0,030–0,038 Вт/(м·К) в зависимости от класса и толщины, причём обычные фасадные и цокольные плиты имеют значения 0,033–0,035. Реальная плита, чей код мы цитировали, декларирует 0,033 для толщин 20–60 мм и 0,034 для толщин свыше 60 мм — и прямо указывает «после 25 лет». Это заслуживает внимания: XPS декларирует состаренное значение, потому что вспенивающий газ в его ячейках постепенно замещается воздухом. С 1 января 2020 года регламент ЕС по фторированным парниковым газам запретил для XPS использование ГФУ с потенциалом глобального потепления выше 150, и производители перешли на CO₂ и HFO. EPS терять нечего: его ячейки заполнены воздухом ещё с силоса вылёживания, поэтому λ не «плывёт» со временем. Оба материала сравниваются не «сегодня», а на 25-й год — и именно поэтому разница в каталогах меньше, чем можно ожидать.

В миллиметрах: для R = 1,0 м²·К/Вт нужно 33 мм XPS или 38 мм белого EPS 60 — при этом 0,033 — это значение для тонких плит XPS, то есть наиболее выгодное для XPS. Пять миллиметров — на фасаде целого дома это деньги, на цоколе это не аргумент.

Серый (графитированный) EPS

При таком лёгком материале часть теплопередачи идёт не через полимер и не через воздух, а за счёт теплового излучения сквозь ячейки. Встроенный графит поглощает и отражает часть инфракрасного излучения, и этот канал частично перекрывается — отсюда серый цвет. Производители рекламируют «до 20%» лучшую изоляцию, но при одинаковой плотности разница составляет около 13–15%: при 15 кг/м³ графитированный EPS даёт ≤0,032 Вт/(м·К) против ≥0,037 у белого. Декларируемые значения — 0,031 при CS(10) 70 кПа и 0,030 у EPS 100 и 150 — то есть диапазон 0,030–0,032.

Значит, графитированный EPS при 15 кг/м³ уже превосходит XPS по λ — при цене EPS плюс наценка, но без единого из преимуществ XPS по воде и нагрузке. У графита есть и своя цена: серая плита сильно нагревается на прямом солнце. Производители прямо указывают не подвергать её воздействию УФ и работать под навесом, иначе плиты деформируются, а приклеивание к основанию страдает.

Вода: вот где настоящая разница

Стандарты испытывают водопоглощение двумя способами. EN 12087 (метод 2A) полностью погружает образец на 28 дней и даёт WL(T) — водопоглощение при погружении в объёмных процентах. EN 12088 измеряет поглощение путём диффузии при градиенте влажности и даёт WD(V). Оба были отменены в 2019 году в пользу EN ISO 16535 и EN ISO 16536, но технические листы всё ещё ссылаются на старые номера.

Реальные декларации: плита XPS с CS(10) 300 кПа заявляет WL(T) 0,7 об.% и WD(V) 3 об.%. Фасадная плита EPS, которая вообще декларирует этот показатель, заявляет WL(T)4 — до 4 об.%. Опубликованные сравнения дают 2–4 об.% для EPS — и, вопреки ожиданиям, это не следует за плотностью: измеренный EPS 100 поглощает больше, чем EPS 200. XPS декларирует ≤0,7 об.%, что является самым низким уровнем, который вообще допускает декларировать EN 13164; реально измеренное значение ещё ниже. Причина — межгранульные пустоты. Паропроницаемость подчиняется той же логике: табличный коэффициент µ EPS составляет 20–40 для типов от EPS 30 до EPS 80, 30–70 для EPS 90–150 и 40–100 для EPS 200 и выше, тогда как XPS декларирует 50–150; ISO 10456 табулирует значение 150 для XPS и 60 для EPS, а диапазон до 250 взят из экологической декларации отрасли, а не из ISO. EPS «дышит» больше — преимущество для фасада, который должен просыхать наружу, недостаток для плиты в грунте.

Число же, которое убеждает клиента, — третье. По ISO 10456 теплопроводность растёт с влагосодержанием, причём быстро. Для материала с декларируемой λ 0,036 Вт/(м·К): при 1 об.% воды становится 0,037; при 2% — 0,039; при 3% — 0,041; при 5% — 0,044; при 10% — 0,054. Переводя на понятный язык: EPS, впитавший 5 объёмных процентов воды, работает с λ 0,044 — более чем на 20% хуже, чем сухой сам по себе. XPS при 0,7% практически не меняется. EUMEPS публикует и коэффициенты пересчёта: плита с уровнем WL(T)5 умножается на 1,11 в дренированной конструкции и на 1,22 в недренированной, а плита с WL(T)1 — только на 1,02 и 1,04.

Вывод: над землёй, под штукатуркой, EPS не впитывает воду, и вопрос не стоит. В грунте, под плитой и в инверсионной кровле стоит — и там EPS является неправильным материалом.

Нагрузка, мороз и размерная стабильность

Сжатие. Стандартные типы EPS покрывают диапазон 60–250 кПа, а специальные достигают 500. Обычные классы XPS на рынке — 200, 300, 500 и 700 кПа. Диапазоны пересекаются — разница в том, что у XPS высокие классы рутинны, а у EPS — это специальный заказ.

Мороз. Морозостойкость испытывается по EN 12091 — 300 циклов от сухого состояния при −20 °C до влажного при +20 °C — и требуется только там, где материал постоянно находится в воде при переходе через ноль градусов. Измерения показывают, что EPS плотностью выше 20 кг/м³ и прочностью на изгиб не менее 150 кПа не разрушается такими циклами, а для морозостойкой изоляции рекомендуется от 22 кг/м³ и выше. Следствие: фасадный EPS 70 плотностью 15 кг/м³ не подходит для такого применения — не потому что EPS не переносит мороз, а потому что этот класс его не переносит.

Размеры и температура. Стандартные типы декларируют размерную стабильность DS(N) 0,5%, плюс DS(70,90) или DS(70,-) для поведения при 70 °C и высокой влажности; EPS продолжает минимально усаживаться после формования, поэтому вылёживание блоков — не лишний шаг. EUMEPS указывает диапазон применения от −180 до +80 °C, причём нижняя граница взята из криогенных испытаний механических свойств — она описывает выживание, а не оптимальную работу. Верхняя граница — реальная: выше 80 °C материал размягчается, усаживается и в конце концов плавится, а под нагрузкой предел падает ещё ниже — производители декларируют DLT при 70 °C. XPS работает от −50 °C до +75 °C — тот же порядок величин, так что температура редко становится критерием выбора.

Где место каждого материала

Около 75% европейского производства EPS идёт в строительство, в основном для теплоизоляции: для больших сухих площадей EPS — правильный материал и по цене, и по весу. EPS уместен для фасадных систем ETICS, кровель под защитным слоем, внутренней изоляции, полостей в кладке и полов с классом, выбранным по нагрузке, а также вне строительства — упаковка, геопена, формованные элементы, сердечники лёгких панелей. XPS уместен для цоколя, периметральной изоляции ниже нулевой отметки, инверсионной кровли, пола под стяжку и под бетонную плиту, паркинговых плит, холодных помещений, бассейнов — то есть всего нагруженного или мокрого.

В декоративных панелях для входных дверей логика та же, но сердечник инкапсулирован между двумя лицевыми слоями и не контактирует ни с дождём, ни с грунтовой влагой — поэтому выбор там делается по другим критериям: толщина, фальц профиля и прочность крепления. Это рассмотрено в статье о сердечнике и толщине панели, а сводные коэффициенты материалов приведены в технических параметрах. Панели, изготавливаемые на заказ болгарским производителем, собираются именно с учётом этой разницы.

Цена: EPS выигрывает по квадратному метру теплового сопротивления

Цифры зависят от рынка: опубликованные сравнения дают EPS около 10–30% больше теплового сопротивления за те же деньги, а на некоторых рынках плита XPS стоит примерно вдвое дороже в пересчёте на объём. Направление неизменно — за одинаковое R EPS стоит меньше. Поэтому фасады целых домов делают из EPS, а XPS берегут для метров без альтернативы: платить цену XPS за сухой фасад — расход без пользы, а экономия на XPS в цоколе оборачивается влагой в стене.

Ошибки, которые стоят денег

1. EPS ниже нулевой отметки. Плита впитывает влагу из грунта, λ ухудшается согласно ISO 10456, и изоляция работает на 10–20% хуже. Кроме того, фасадный EPS вообще не декларирует WL(T) — никто и не обещал, что он выдержит.
2. EPS под стяжкой неправильного класса. EPS 60 под нагруженной плавающей стяжкой сминается. И что важнее: выбор делается не по CS(10), а по ползучести при сжатии CC, которую фасадные плиты не декларируют.
3. Число путают с плотностью. EPS 100 — это не «100 кг/м³» и не «10 см», это 100 кПа при 10%-й деформации.
4. Плита остаётся на солнце. XPS должен быть закрыт в течение 60 дней (до 90 по другим данным) — под УФ поверхность выцветает и крошится. Графитированный EPS требует укрытия с первого дня.
5. Растворительные клеи и краски. Полистирол растворяется ароматическими растворителями — одинаково у EPS и XPS. EUMEPS рекомендует при незнакомом продукте делать пробу на месте (быстрее при 50 °C, чем при 20 °C), оценённую по шкале DIN 53428. Используйте только продукты, заявленные как совместимые с полистиролом.
6. Сравнение λ без указания класса. Утверждение «EPS — это 0,038, XPS — это 0,033» верно только если речь о белом EPS 60. Если EPS графитированный, числа меняются местами.

Пожар: класс Euroclass E и антипирены

Полистирол — органический материал, и он горит: теплота сгорания составляет 40 МДж/кг, или 400–2000 МДж/м³ в зависимости от плотности. Однако вклад в пожарную нагрузку ограничен именно потому, что материал настолько лёгкий. Выше 80 °C EPS размягчается, усаживается и плавится, а из расплава выделяются горючие газы. Расплавленный EPS обычно не воспламеняется от искры или тлеющей сигареты, но небольшое пламя мгновенно воспламеняет стандартный EPS без антипирена. По данным EUMEPS, измеренным по ASTM D 1929, воспламенение от дежурного пламени наступает при 360 °C для стандартного EPS и при 370 °C для антипирированного типа, а самовоспламенение расплава — при 450 °C.

С антипиреном EPS достигает класса E по EN 13501-1 — того же класса, который декларирует и XPS. До 2015 года антипиреном служил ГБЦД (HBCD), циклоалифатическое броморганическое соединение; оно запрещено как стойкий органический загрязнитель по Стокгольмской конвенции и по REACH с августа 2015 года и заменено полимерным антипиреном PolyFR — блоксополимером полистирола и бромированного полибутадиена. Два уточнения избавляют от споров на объекте: класс E относится к плите, а не к конструкции (узел сборки подтверждается по EN 13823 и EN ISO 11925-2), а требования к высоте здания и противопожарным отсекам являются национальными.

Переработка

Поскольку EPS примерно на 98% состоит из воздуха, основные затраты при переработке приходятся не на материал, а на транспорт — поэтому собранный EPS компактируют на месте. Чистый EPS перерабатывается механически (наименее энергоёмкий вариант) и возвращается в производство. По отчёту EUMEPS за 2021 год общая степень переработки отходов EPS в Европе составляет 30%, но за этим числом стоят две очень разные реальности: 38% для упаковки и всего 10% для строительного EPS. По отдельным потокам, например, ящикам для рыбы, Нидерланды достигают 90%. Старые плиты с ГБЦД — отдельная проблема, для решения которой были созданы схемы вроде PolyStyreneLoop. С 3 июля 2021 года в ЕС запрещён вывод на рынок посуды из EPS для пищевых продуктов, стаканчиков и ёмкостей для напитков вместе с их крышками и колпачками.

Как прочитать технический лист за одну минуту

1. Какой стандарт — EN 13163 означает EPS, EN 13164 означает XPS.
2. λD и при какой толщине — у XPS проверьте, указано ли «после 25 лет», у EPS — для какого класса дано значение.
3. CS(10) — и задекларирован ли CC для длительной нагрузки.
4. WL(T) и WD(V) — NPD означает, что плита не предназначена для влажной среды.
5. MU (µ) — для оценки риска конденсации в стене.
6. DS — размерная стабильность, в том числе при 70 °C.
7. Реакция на огонь — класс E и есть ли в материале антипирен (красная полоса).
8. Плотность — лучший единичный индикатор качества плиты EPS.

Что нужно запомнить: EPS и XPS — это один и тот же полимер с разной структурой — гранулы против однородной пены — и вся разница проистекает именно отсюда. EPS для сухого фасада и больших площадей, XPS — для всего нагруженного или мокрого. И никогда не сравнивайте λ, не уточнив, о каком классе EPS идёт речь.

Если вы выбираете материал для конкретной конструкции, посмотрите материалы и подход к выбору, изучите каталог или отправьте запрос — ответ на вопрос «EPS или XPS» почти всегда кроется в том, где именно окажется плита.