Николаев В.Г., эксперт-аналитик

9-я Международная выставка “Деревянное домостроение/HOLZHAUS” прошла с 13 по 16 ноября в МВЦ “Крокус Экспо”. И если на этой выставке практически исчезли экспонаты пропагандирующие ПЕНОПОЛИСТИРОЛ – как эффективный к применению изолятор для малоэтажного деревянного домостроения, то экспонатов в которых применялся ПЕНОПОЛИУРЕТАН было представлено предостаточно. На вопросы, возникшие в ходе конференции проводимой по применению этих материалов в строительстве, отвечаем настоящей статьей.

В последние годы широкое распространение получили вспененные полимерные теплоизоляционные материалы. И действительно, с точки зрения теплофизики это самые эффективные теплоизоляторы. Но когда речь идет о жилье, о таком продукте строительного производства, с которым человеку предстоит общаться ежедневно помногу часов в течение десятилетий – одних теплофизических свойств мало. Здесь главное – химическая безопасность и долговечность.

Основная причина химической опасности кроется в природе полимерных материалов. Дело в том, что:

1. Процесс полимеризации идет не до конца, а лишь на 97-98%;

2. Процесс полимеризации обратим, поэтому полимеры постоянно разлагаются (процесс деструкции) под влиянием света, кислорода, озона, воды, механических и ионизирующих воздействий, и особенно под влиянием теплоты. Совокупность этих факторов приводит к сравнительно малому сроку службы полимеров – в среднем 15-20 лет, после чего они превращаются в порошок.

Полимеры представляют собой дисперсные органические соединения, имеющие весьма высокую поверхность контакта с кислородом воздуха с протеканием реакции окисления. А продукты их окисления даже при комнатной температуре негативно воздействуют на окружающую среду. Причем, с ростом температуры скорость окисления возрастает. Все полимерные утеплители являются ПОЖАРООПАСНЫМИ и основным поражающим фактором при пожарах являются летучие продукты горения вспененных полимеров. Только 18% людей гибнет от ожогов, остальные – от ОТРАВЛЕНИЯ. По классификации на пожарную опасность все ВСПЕНЕННЫЕ ПОЛИМЕРЫ относятся к классу «Г4», то есть «ГОРЮЧИЕ МАТЕРИАЛЫ». Проблема пожарной опасности пенопластов рассматривается обычно с двух сторон:

- опасность собственно горения полимеров (пиролиз),

- опасность продуктов термического разложения и окисления материала (деструкция).

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

На первый взгляд наиболее безопасными среди органических полимеров должен являться ПЕНОПОЛИСТИРОЛ, т.к. в процессе его полимеризации, вспенивания и последующей дегазации токсичность стирола должна ликвидироваться.

Однако ПОЛИСТИРОЛ (ПC), из которого изготовлен ПЕНОПОЛИСТИРОЛ, относится к равновесным полимерам, т.е. находится в термодинамическом равновесии со своим высокотоксичным мономером – стиролом (С):

ПС n = ПС n-1 + С

Поэтому этот полимер подвержен процессу деполимеризации с выделением мономера – стирола.

СТИРОЛ это высокотоксичное вещество. От микродоз стирола страдает сердце, особые проблемы возникают у женщин (стирол – является эмбриогенным ядом, вызывающим уродство зародыша в чреве матери). стирол оказывает сильное воздействие на печень, вызывая среди прочего и токсический гепатит. Пары стирола раздражают слизистые оболочки. Он имеет самый жесткий допуск из всех ядовитых веществ (величина ПДКсут стирола 1500 раз меньше, чем, например, у оксида углерода), способных выделяться из строительных материалов (таблица 1).

Столь низкое значение ПДК на стирол и соответственно многократное превышение его норм ПДК в помещении вызвано особыми свойствами стирола. Это вещество относится к конденсированным ароматическим соединениям, имеющим в своей молекуле одно или несколько бензольных ядер, и, подобно аналогичным веществам (бензол, бензопирен), имеет повышенные коммулятивные свойства: накапливается в печени и не выводится наружу. Вещества этой группы относятся к особо опасным. Например, бензопирен является активным канцерогенным веществом с ПДК 0,000001 мг/м3.

Существуют две концепции оценки влияния вредных веществ на организм человека:

Пороговая. В пороговой концепции утверждается, что снижать концентрации вредных веществ нужно до некоторого уровня (порога), определяемого значением предельно-допустимой концентрации (ПДК). Из этого положения следует вывод: малые концентрации вредных веществ (ниже уровня ПДК) безвредны. В нашей стране (как, впрочем, и в других странах бывшего СССР) принята именно пороговая концепция.

Линейная. Линейная концепция предполагает, что вредное влияние на человека пропорционально (линейно) зависит от суммарного количества поглощенного вещества. Отсюда вывод: малые концентрации при длительном потреблении вредны. Этой концепции придерживаются США, ФРГ, Канада, Япония и некоторые другие страны. Но при рассмотрении токсической опасности воздействия вредных веществ на человека обязателен учет их СТЕПЕНИ КОММУЛЯТИВНОСТИ, т.е. способности того или иного вещества накапливаться в организме человека с течением времени.

Стирол среди веществ, содержащихся в строительных материалах, обладает наибольшей степенью коммулятивности – 0,7 (см. таблицу 1). Если представить, что полистирол толщиной 160 мм (в трехслойной панели) прослужит 20 лет, то в течение этого периода каждый кв. метр наружной стены выделит 3 мг/ч стирола. При поступлении в помещение 10% этого количества и подаче воздуха в количестве 30 м3/м2 ч концентрация стирола составит 0,0075 мг/м3. При временном пребывании в таком помещении и ориентации на суточное ПДК = 0,002 мг/м3 превышение ПДК по стиролу составит 3,75 раз. Следовательно для жилого помещения со временем пребывания в нем 25 лет величина ПДК на стирол должна быть уменьшена в 594 раза и составлять 0,0000034 мг/м3 (см. таблицу 1).

Таблица 1. Уменьшение величины ПДК вредных веществ при учете их степени коммулятивности.

 

Вещество ПДК, мг/м3 Степень коммулятивности Уменьшение ПДК Пересчитанная ПДК, мг/м3
разовое cуточное
Оксид углерода (углекислый газ) 5 3 0,1195 3 1,0000000
Метанол 1 0,5
Окись углерода (угарный газ) 20 0,02
Диоксид азота 0,085 0,04 0,176 5 0,0080000
Фенол 0,01 0,003 0,2815 13 0,0002308
Аммиак 0,2 0,04 0,376 31 0,0012903
Оксид азота 0,4 0,06 0,444 57 0,0010526
Формальдегид 0,035 0,003 0,575 188 0,0000160
Бензол 1,5 0,1 0,633 322 0,0003106
Стирол 0,04 0,002 0,7005 594 0,0000034

Вывод: Стирол требует уменьшения ПДК при использовании его в жилищном строительстве приблизительно в 600 раз до уровня 0,0000034 мг/м3, что равносильно полному запрещению применения ПЕНОПОЛИСТИРОЛа в жилищном строительстве.

Продолжение