Σημαντικές ιδιότητες του μονωτικού υλικού EPS

Μικρό βάρος

Η διογκωμένη πολυστερίνη - EPS αποτελείται από 98% εγκλωβισμένο αέρα μέσα σε μια 2% κυψελωτή δομή και για το λόγο αυτό είναι πολύ ελαφρύ. Οι πυκνότητες μεταξύ 10 και 35 kg/m2 επιτρέπουν ελαφριές και ασφαλείς κατασκευές και διευκολύνουν τη μεταφορά, επειδή, λόγω του μικρού βάρους, εξοικονομούνται καύσιμα κατά τη μεταφορά. Το μικρό βάρος του EPS καθιστά το υλικό εύκολο στη χρήση επί τόπου, αφού η ανύψωση μονωτικών υλικών με μεγάλο βάρος γίνεται ολοένα και πιο επικίνδυνη, από άποψη υγείας και ασφάλειας. Οι πλάκες EPS μπορούν να τοποθετηθούν γρήγορα και υπό οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες, αφού δεν επηρεάζονται από την υγρασία.

Το εξαιρετικά χαμηλό βάρος της διογκωμένης πολυστερίνης είναι σημαντικό πλεονέκτημα, ιδιαίτερα στα κτίρια χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης που απαιτείται πιο μεγάλο πάχος μόνωσης. Το δομικό φορτίο πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη επειδή έχει σημαντικές επιπτώσεις σε όλη την κατασκευή. Για παράδειγμα, σε μικρού βάρους επίπεδες οροφές βιομηχανικών κτιρίων που στηρίζονται σε μεταλλικά προφίλ. Για τιμή U 0,2 W/(m2.K), μια διαφορά περίπου 40kg/m2 μεταξύ του EPS με ανώτερες ιδιότητες δυναμικής φόρτισης, και των πιθανών εναλλακτικών λύσεων πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη από τον κατασκευαστή του κτιρίου. Για άλλες εφαρμογές, όπως στην εξωτερική θερμομόνωση, το μικρό βάρος του EPS μπορεί να αποτρέψει προβλήματα που σχετίζονται με την ανεπαρκή ανθεκτικότητα των μηχανικών συναρμολογήσεων.

Το EPS είναι ένα άριστο αδρανές για υλικά πλήρωσης και για σκυρόδεμα, επειδή μειώνει το φορτίο σε εργασίες που απαιτείται εξοικονόμηση χρόνου. Για τη δουλειά των πολιτικών μηχανικών, ο χρόνος σταθεροποίησης και το κόστος συντήρησης από τη συνεχή καθίζηση του εδάφους είναι κρίσιμος παράγοντας. Σε ολοένα και περισσότερες περιπτώσεις, ο συνδυασμός του μικρού βάρους με τη σημαντική και ανθεκτική δύναμη συμπίεσης, χρησιμοποιείται EPS για εφαρμογές σε κατασκευές με μεγάλο μηχανικό φορτίο.

 

Αντοχή, δομική σταθερότητα και αντοχή στην καταπόνηση (βατότητα)

Το EPS είναι ένα εξαιρετικά σταθερό υλικό στο χρόνο, δεν γερνάει σε αντίθεση με άλλα θερμομονωτικά υλικά και δεν αποδομείται. Η διάρκεια εργάσιμης ζωής του ξεπερνά τα 100 χρόνια χωρίς καμιά αλλοίωση των τεχνικών του χαρακτηριστικών.

Παράγεται σε διάφορους τύπους με διαφορετικές μηχανικές και θερμομονωτικές ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά. Κατά συνέπεια μπορεί να καλύψει κάθε κατασκευαστική απαίτηση και να επιλύσει ακόμη και σύνθετα κατασκευαστικά προβλήματα.

 

Σεισμική μόνωση (μείωση δυναμικών & στατικών φορτίων επιχωμάτων)

Εκτός από το μικρό βάρος, η μοναδική δομή του EPS έχει το πλεονέκτημα της μεγάλης αντοχής σε θλίψη. Η διαβροχή του υλικού δεν θα έχει ως αποτέλεσμα την καθίζηση του ή την αλλοίωση άλλων χαρακτηριστικών του. Αυτό σημαίνει πως είναι κατάλληλο για πολλές κατασκευές και εφαρμογές πολιτικού μηχανικού, ιδιαίτερα ως υλικό πλήρωσης, για παράδειγμα στην οδοποιία, σε σιδηροδρομικές γραμμές και σε υποδομές για γέφυρες.

Τεστ αντοχής στο EPS, για μετά από 30 περίπου χρόνια χρήσης κάτω από το έδαφος, έδειξαν πως συνεχώς υπερέβαινε το ελάχιστο απαιτούμενο όριο αντοχής 100ΚΡα. EPS που χρησιμοποιήθηκε στα θεμέλια γέφυρας και είχε υποστεί καταπονήσεις για 40 χρόνια, έδειξε μια παραμόρφωση λιγότερη από 1,3%: το μισό από όσο είχε προβλεφθεί αρχικά. Το πιο σημαντικό είναι πως η σταθερότητα του EPS δεν περιορίζεται με την πάροδο του χρόνου.

Το EPS έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, γεγονός που το καθιστά ιδανική επιλογή για επαναλαμβανόμενη καταπόνηση ως υλικό για μόνωση σκεπής, για υπόστρωμα σε πεζοδρόμια, για κατασκευές οδοποιίας και γενικά εφαρμογές μόνωσης με μεγάλη καταπόνηση. Με την ευέλικτη διαδικασία παραγωγής του, οι μηχανικές ιδιότητες του EPS μπορούν να προσαρμοστούν για κάθε συγκεκριμένη εφαρμογή.

Εκτεταμένες έρευνες, στα σημαντικότερα ερευνητικά κέντρα παγκοσμίως, απέδειξαν ότι η χρήση του EPS σε πάσης φύσεως τοίχους αντιστήριξης μειώνει τις εδαφικές ωθήσεις σε ποσοστό άνω του 50%.

Οικονομία

Το EPS είναι ένα δομικό υλικό που έχει εδραιωθεί στη βιομηχανία και προσφέρει σίγουρες και οικονομικές λύσεις που διευκολύνουν τους ειδικούς ώστε να διατηρούν το κόστος μιας κατασκευής εντός του αρχικού προϋπολογισμού. Στο θέμα τιμής ανά μονάδα απόδοσης θερμομόνωσης, το ΕPS είναι το πιο οικονομικό υλικό της αγοράς. Αυτό σε συνδυασμό με την ασφάλεια στη χρήση, το εύκολο κόψιμο, το μικρό βάρος, τις μακροπρόθεσμες ιδιότητες και το γεγονός ότι δεν επηρεάζεται από την υγρασία, κάνει το EPS να έχει την καλύτερη αναλογία τιμής /απόδοσης σε σχέση με όλα τα υπόλοιπα μονωτικά υλικά, με επιπλέον εξοικονόμηση σε εργατικά χέρια και υλικά.

Ως αποδοτικό μονωτικό υλικό το EPS αποτρέπει την απώλεια ενέργειας και συνεπώς βοηθάει στην εξοικονόμηση χρημάτων με τη μείωση των λογαριασμών, στη διατήρηση των ορυκτών καυσίμων και στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα που επηρεάζουν την υπερθέρμανση του πλανήτη.

Αντίσταση στην υγρασία

Το EPS δεν απορροφά την υγρασία και οι μηχανικές και μονωτικές ιδιότητές του δεν μειώνονται εξαιτίας της παρουσίας νερού ή υγρασίας. Η συμπύκνωση των υδρατμών είναι μεγάλη απειλή για τη δομή του κτιρίου. Στα ψυχρά κλίματα, το νερό από το ζεστό, υγρό εσωτερικό αέρα μπορεί να διαχυθεί μέσα στους εξωτερικούς τοίχους και στις σοφίτες και μπορεί να συμπυκνωθεί καθώς ψύχεται. Στα ζεστά κλίματα, συμβαίνει το αντίθετο. Το νερό από το ζεστό, υγρό, εξωτερικό αέρα εισέρχεται στο κτίριο και καταλαμβάνει τις πιο κρύες περιοχές, όπου συμπυκνώνεται σε υγρό νερό. Αυτός είναι και ο κύριος λόγος που πολλά κτίρια, σε ψυχρά αλλά και θερμά κλίματα, έχουν προβλήματα με μούχλα και σάπια ξύλα. Στα θερμά κλίματα ιδιαίτερα αυτό συμβαίνει αφού τοποθετηθούν εκ των υστέρων κλιματιστικά.

Το EPS είναι ένα από τα πιο ανθεκτικά μονωτικά υλικά της αγοράς όσον αφορά την υγρασία. Η υγρασία που εξαπλώνεται μέσα στη κατασκευή ή μετά από τυχαία διαρροή θα επηρεάσει μόνο οριακά και πρόσκαιρα την θερμική απόδοση του EPS. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανθεκτικότητα του υλικού για όλη τη διάρκεια ζωής της κατασκευής. Παρόλα αυτά, ο προσεκτικός σχεδιασμός είναι πολύ σημαντικός και πρέπει να περιλαμβάνει φράγματα υδρατμού, όπου χρειάζεται, για να αποτρέπουν τη συμπύκνωση, η οποία μπορεί να συμβεί σε κάθε μονωτικό υλικό κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες ροής υδρατμού.

Ακόμη και 40 χρόνια κάτω από το έδαφος, δείγματα EPS που ανακτήθηκαν από σημεία με απόσταση μικρότερη από 200mm από το υπόγειο νερό, έδειξαν λιγότερο από 1% περιεχόμενο σε νερό, ενώ τούβλα που περιοδικά βυθίστηκαν, έδειξαν λιγότερο από 4% περιεχόμενο σε νερό – απόδοση σαφώς καλύτερη από άλλα αφρώδη υλικά. Το EPS χρησιμοποιείται επίσης για πλωτή βάση σε παραποτάμιους, παραθαλάσσιους ή λιμναίους οικισμούς.

Καθώς υπάρχει πολιτική πίεση για νέες δομήσιμες περιοχές σε όλη την Ευρώπη, σταδιακά επιτρέπεται και η επέμβαση σε κομμάτια γης που έχουν υποστεί καταστροφές από πλημμύρες. Η αποκατάσταση των κατεστραμμένων, από πλημμύρες, κτιρίων είναι μια πιο γρήγορη, πιο πρακτική και λιγότερο δαπανηρή διαδικασία αν ο σκελετός το κτιρίου έχει μονωτικά υλικά που δεν απορροφούν το νερό.

Ένας σημαντικός παράγοντας για την ποιότητα του εσωτερικού αέρα είναι η παρεμπόδιση των αερομεταφερόμενων βακτηρίων, της μούχλας και άλλων μυκήτων να εισέλθουν στο σκελετό του κτιρίου, με σωστό σχεδιασμό που να εμποδίζει την εμφάνιση υγρασίας. Στις ΗΠΑ ο Σύνδεσμος EPS Molders Association (EPSMA) χρηματοδότησε ένα πρόγραμμα δοκιμών που επικεντρώνεται στο EPS και την ανθεκτικότητα του στη μούχλα, τον Ιανουάριο του 2004.

Ο EPSMA ανέθεσε στην SGS U.S. Testing Company να διεξάγει ελέγχους στο EPS εφαρμόζοντας το Πρότυπο ASTM C1338 «Πρότυπη Μέθοδος για καθορισμό της ανθεκτικότητας των μονωτικών υλικών και των προσόψεων κτιρίων στους μύκητες». Διεξήχθηκαν ενδεικτικά τεστ για συνηθισμένα προϊόντα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των περισσότερων κτιρίων. Το EPS υποβλήθηκε στην επιρροή πέντε συγκεκριμένων ειδών μυκήτων προκειμένου να ελεγχθεί η ανάπτυξη τους. Παρόλο που το EPS δεν είναι πλήρως αδιαπέραστο, έχει μεγάλο βαθμό ανθεκτικότητας στην απορρόφηση της υγρασίας. Έχει την ιδιότητα να ελέγχει την υγρασία και το φιλτράρισμα του αέρα, γεγονός το οποίο εμποδίζει την ανάπτυξη μούχλας.

Διαχείριση και εγκατάσταση

Το EPS είναι ένα υλικό ελαφρύ, συμπαγές και όχι εύθραυστο. Είναι πρακτικό και εύκολο στη διαχείριση και την τοποθέτησή του. Η δυνατότητα διαμόρφωσης σε καλούπι επιτρέπει στο εργοστάσιο να δημιουργήσει σχήματα που να εφαρμόζουν σε όλες τις αρχιτεκτονικές και σχεδιαστικές απαιτήσεις. Η ευέλικτη διαδικασία παραγωγής επιτρέπει την παράδοση των προϊόντων στη ζητούμενη πυκνότητα, μόνωση και μηχανικές ιδιότητες, σχήμα και μέγεθος, γεγονός που σημαίνει τη δημιουργία λιγότερων απορριμμάτων στο εργοτάξιο. Είναι δυνατό να γίνουν και επί τόπου μετατροπές χωρίς την χρήση ειδικών εργαλείων κοπής. Μπορεί να κοπεί στο επιθυμητό μέγεθος με τη χρήση απλών εργαλείων όπως μαχαίρι ή πριόνι.

Η διαχείριση του υλικού δεν παρουσιάζει κίνδυνους για την υγεία κατά τη διάρκεια της μεταφοράς, της εγκατάστασης, της χρήσης και της κατεδάφισης, καθώς δεν απελευθερώνεται ακτινοβολία, ίνες ή άλλες ουσίες. Μπορεί εύκολα να γίνει η διαχείριση και η επεξεργασία του EPS χωρίς να προκληθεί ερεθισμός, έκζεμα ή έγκαυμα στο δέρμα, στους πνεύμονες ή στα μάτια. Αυτό σημαίνει πως μάσκες, γυαλιά και άλλος προστατευτικός εξοπλισμός δεν είναι απαραίτητος για τη χρήση του EPS.

Το τσιμέντο, ο ασβέστης, ο γύψος, ανυδρίτης και κονίαμα, που έχουν τροποποιηθεί με διασπορά πλαστικού, δεν επηρεάζουν το EPS, και έτσι μπορεί άνετα να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με συμβατικούς τύπους κονιάματος, γύψου και τσιμέντου. Όλα αυτά το καθιστούν ένα υλικό απολύτως ασφαλές και πρακτικό στη χρήση για όλες τις εφαρμογές δόμησης ακόμη και για υπόγειες και θαλάσσιες κατασκευές.

Συμπεριφορά σε περίπτωση φωτιάς

Το EPS, σε αντίθεση με τα περισσότερα οργανικά δομικά υλικά, είναι αυτοσβενύμενο. Σε θερμοκρασίες πάνω από 100oC το EPS αρχίζει να μαλακώνει, να διαστέλλεται και τελικά να λιώνει. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες τα αέρια από την καύση σχηματίζονται από την αποσύνθεση της μάζας του λιωμένου υλικού. Εύφλεκτα αέρια σχηματίζονται μόνο σε θερμοκρασίες πάνω από 350oC.

Το EPS παράγεται, όπως και η πλειοψηφία των μονωτικών δομικών υλικών, ως «αυτοσβενύμενο» [‘self extinguishing’ (SE)], επειδή περιλαμβάνει στη μάζα του επιβραδυντικό φωτιάς. Η παρουσία επιβραδυντικών έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη συμπεριφορά σε περίπτωση πυρκαγιάς. Τα υλικά με τους επιβραδυντές “SE” είναι πιο δύσκολο να αναφλεχθούν, μειώνουν σημαντικά την εξάπλωση της φωτιάς και συνεπώς δίνουν στους πυροσβέστες περισσότερο χρόνο να εκκενώσουν ένα φλεγόμενο κτίριο. Τα πρόσθετα αυτά προκαλούν αναστολή της πυρκαγιάς, έτσι ώστε όταν η πηγή φωτιάς απομακρυνθεί, το EPS θα σταματήσει να καίγεται.

Το λιωμένο EPS-SE δεν μπορεί να αναφλεγεί από σπίθες, αποτσίγαρα ή άλλα μικρά αναμμένα αντικείμενα. Με τη παρουσία μεγάλων εστιών φωτιάς, που περιλαμβάνουν και άλλα υλικά, το EPS-SE σταδιακά θα καεί.

Η μόνωση με χρήση πλαστικών παλιότερα ήταν συνυφασμένη με τον αυξημένο κίνδυνο φωτιάς. Το συμπέρασμα αυτό προέκυψε από φωτιές σε μεγάλα αρχιτεκτονικά κτίρια όπου δεν χρησιμοποιήθηκε μόνωση με πρόσθετους επιβραδυντές. Στην πραγματικότητα η συμπεριφορά του EPS κατά τη διάρκεια φωτιάς εξαρτάται από τις συνθήκες κάτω από τις οποίες χρησιμοποιείται. Από τη βιομηχανία συστήνεται το EPS να χρησιμοποιείται μαζί με ένα υλικό επικάλυψης ή πίσω από τοίχο με τούβλα, τσιμέντο, γύψο κλπ.

Παρόλα αυτά ο καλύτερος τρόπος να αποφευχθεί η εξάπλωση φωτιάς είναι με τη σωστή προστασία της μόνωσης από κάθε πηγή ανάφλεξης. Κανένα μονωτικό υλικό δεν χρησιμοποιείται ακάλυπτο, όχι μόνο από άποψη κινδύνου φωτιάς αλλά και για καλύτερη διατήρηση των μηχανικών και μονωτικών ιδιοτήτων.

Ανακύκλωση

Ήδη το EPS είναι ένα από τα πιο διαδεδομένα ανακυκλώσιμα συνθετικά υλικά. Συλλέγεται σε όλη την Ευρώπη σε διάφορα σημεία ενός μεγάλου δικτύου. Σε αντίθεση με τα ανταγωνιστικά μονωτικά υλικά, η πολυστερίνη ανακυκλώνεται εύκολα.

Οι κατασκευαστές EPS ανακυκλώνουν όχι μόνο τα απορρίμματα των εργοστασίων σε μονωτικές πλάκες, αλλά και τα απορρίμματα από τη συσκευασία, τα οποία συλλέγονται και χρησιμοποιούνται για εξοικονόμηση χρημάτων και για τη μείωση της ανάγκης για κατασκευή καινούριων συσκευασιών.

Η μόνωση με EPS έχει μεγάλη διάρκεια ζωής στα κτίρια και για το λόγο αυτό, προς το παρόν, υπάρχει μικρή ανάγκη για ανακύκλωση αυτού του μονωτικού υλικού, μιας και το EPS δεν αποσυντίθεται και δεν φθείρεται. Στο τέλος του κύκλου ζωής του μπορεί να ανακυκλωθεί με πολλούς τρόπους.

Ποιότητα εσωτερικού αέρα

Στατιστικά, οι Ευρωπαίοι περνούν το 90% του χρόνου τους σε εσωτερικούς χώρους και συνεπώς η ποιότητα του εσωτερικού αέρα ενός κτιρίου παίζει σημαντικό ρόλο στην υγεία και την αποδοτικότητα των κατοίκων του. Η άνεση των κατοίκων, από άποψη θερμότητας αλλά και ακουστικής, είναι σημαντικό συστατικό της ποιότητας του εσωτερικού αέρα. Η μόνωση με EPS μπορεί να διατηρήσει μια ομοιόμορφη θερμοκρασία αέρα, παρέχοντας έτσι θερμική άνεση, και επίσης μπορεί να δράσει και ως εμπόδιο ήχου, παρεμποδίζοντας τη μεταφορά του ήχου μέσα από εσωτερικούς και εξωτερικούς τοίχους.

Το EPS κατασκευάζεται με πεντάνιο, έναν υδρογονάνθρακα που δρα ως διασταλτικός παράγοντας, ο οποίος δεν είναι επιβλαβής για τη στρατόσφαιρα και ο οποίος διαχέεται μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας καλουπώματος. Από τη στιγμή που ο διασταλτικός παράγοντας αντικαθίσταται από αέρα, η μόνωση που εγκαθίσταται δεν ελευθερώνει σημαντικές ποσότητες πεντανίου ή άλλων ουσιών που μπορεί να επηρεάσουν την ποιότητα του εσωτερικού αέρα [13,14].

Οι οδηγίες της Αμερικανικής Πνευμονολογικής Εταιρείας [American Lung Association’s (ALA)] για την ποιότητα του εσωτερικού αέρα είναι από τις πιο αυστηρές στον κόσμο. Αναγνωρίζουν το EPS ως ασφαλές υλικό για τη μόνωση τοίχων και δαπέδων. Άλλα σπίτια που έχουν εγγραφεί στη ALA έχουν χρησιμοποιήσει τσιμεντένιες μονώσεις με σκοπό να ακολουθήσουν τις αυστηρές προδιαγραφές τους. Παρόλο που η ALA δεν προωθεί συγκεκριμένα υλικά ή προϊόντα, τονίζει πως τοίχοι που έχουν μονωθεί με EPS δεν απελευθερώνουν ίνες βλαβερές για τους πνεύμονες.

Όπως έχει αναφερθεί και παραπάνω, επειδή το EPS δεν περιέχει θρεπτικά συστατικά για τους μύκητες και δεν ευνοεί την ανάπτυξη της μούχλας και των μυκήτων, αυτό σημαίνει πως η ποιότητα του εσωτερικού αέρα δεν επηρεάζεται αρνητικά από την εμφάνιση τέτοιων μικροοργανισμών.

Πιστοποιημένη μονωτική ικανότητα

Το μονωτικό υλικό EPS έχει μεγάλο και αποδεδειγμένο ιστορικό ποιότητας και παράγεται κάτω από τη σήμανση CE σύμφωνα με τα CEN στάνταρ της ΕΕ, π.χ. EN 13163. Σε πολλές χώρες, υπάρχουν επιπλέον σημάνσεις ποιότητας, εθελοντικά, προκειμένου να υπάρχει καλύτερη εφαρμογή του προϊόντος σε συγκεκριμένες κατασκευές. Αυτή είναι η εγγύηση για τον κατασκευαστή και τον ιδιοκτήτη του σπιτιού ότι το μονωτικό υλικό EPS ικανοποιεί πλήρως όλες τις νομικές προδιαγραφές. Ο Σύνδεσμος μπορεί να παρέχει επιπλέον πληροφόρηση σχετικά με τις ποιοτικές προδιαγραφές που υπάρχουν στην Ελλάδα.