Aplinkosauginiai termoizoliacinių medžiagų vertinimai

Straipsnis iš žurnalo Statyba ir architektūra

Europoje per ateinančius dešimtmečius tikimasi statybų apimčių augimo. Be abejonės, nauji pastatai ir toliau bus statomi, tačiau nuo 2018 ir 2021 metų jie turės būti statomi taip, kad atitiktų naujus energinio naudingumo reikalavimus, išdėstytus STR 2.01.09:2012 „Pastatų energinis naudingumas. Energinio naudingumo sertifikavimas“ ir kituose susijusiuose dokumentuose. Pagrindiniai mažai energijos naudojančių, pasyviųjų ir beveik nulinės energijos pastatų privalumai – mažos eksploatavimo išlaidos ir gerokai mažesnis poveikis aplinkai. Poveikio aplinkai mažinimas pasiekiamas taupant šilumos energiją ir pastato medžiagų tvarumu aplinkos atžvilgiu.

Gerinant pastato atitvarų šilumos išsaugojimo ypatybes, neišvengiamas termoizoliacinės medžiagos sluoksnio storinimas. Vadinasi, termoizoliuojant tokį objektą reikės sunaudoti daugiau medžiagų, padidės sąnaudos. Todėl gamintojai siūlo naujas termoizoliacines pastatų atitvarų medžiagas. Viena tokių – pilkasis polistireninis putplastis. Nemažai šaltinių pateikia gana išsamią informaciją apie technines šios medžiagos charakteristikas, tačiau sunku rasti informacijos apie jos poveikį aplinkai ir tvarumo charakteristikas pastato gyvavimo ciklu.

Daugelis organizacijų ieško būdų, kaip išmatuoti savo pastangas siekiant tvarumo gamyboje, kasdienėje veikloje ir kaip sukurti konkurencinį pranašumą pasitelkiant tvarumo iniciatyvas. Viena tokių organizacijų – Europos polistireninio putplasčio gamintojų asociacija (EUMEPS), išleidusi vadinamąją Baltąją knygą (ang. – White Book), kurios tikslas – skleisti informaciją gamintojams, projektuotojams ir pastatų naudotojams apie polistireninio putplasčio (EPS) ypatybes, taikymo galimybes.

Medžiagos poveikio aplinkai vertinimui pasaulyje plačiausiai taikomas gyvavimo ciklo vertinimo metodas (ang. – Life Cycle Assessment, LCA). Tai visuotinai pripažintas būdas produkto tvarumui įvertinti. Gyvavimo ciklo vertinimo metodo pagrindu sukurtos skaičiuoklės, panašios programos sujungtos su įvairiomis duomenų bazėmis, kuriose pateikiama informacija apie ekologines medžiagų charakteristikas: „Ecoinvent“, „European Reference Life Cycle Database“ (ELCD), „European Life Cycle Data“ ir kitos.

Gaminio aplinkos apsaugos veiksmingumui nustatyti pasitelkiama informacija apie išteklių naudojimą, gamybos metu išmetamą anglies dvideginio kiekį, kitokį galimą poveikį aplinkai, atliekų susidarymą. Ypač daug dėmesio skiriama pagrindiniam poveikiui aplinkai, kuris išreiškiamas naudojant tarptautiniu mastu patvirtintus koeficientus:

• Įkūnytoji energija (ang. Embodied Energy) – bendras visos energijos, išeikvotos pastate ar konstrukcijoje naudojamoms medžiagoms ir produktams gaminti, kiekis (MJ).
• Šiltnamio dujų išlakos (išreikšta suminiu globalinio atšilimo potencialu, kg CO2 ekvivalentas / 100 m.).
• Ozoną ardančios išlakos (išreikšta suminiu ozono retėjimo potencialu, CFC 11 (CCl3F) ekvivalentas / 20 m.).
• Rūgštėjimą sukeliančios išlakos (išreikšta suminiu rūgštėjimo potencialu, kg SO2 ekvivalentas).
• Pažemio ozono susidarymą sukeliančios išlakos (išreikšta suminiu ozono susidarymo potencialu, kg C2H4 ekvivalentas).
• Eutrofikaciją sukeliančios medžiagos (išreikšta suminiu deguonies sunaudojimo potencialu, maksimalus O2 g/g).

Šalia gaminio aplinkosauginio veiksmingumo kriterijų analizuojami ir kiti kompleksiniai medžiagų rodikliai, pavyzdžiui, atliekų (pavojingų ir nepavojingų) susidarymas, potenciali rizika (toksinių priedų kiekiai ir rizikos faktoriai), perdirbimo potencialas (gyvavimo pabaigoje). Įvairiuose studijose analizuojamos ir neaplinkosauginės gaminio charakteristikos, pavyzdžiui, taikymo patogumas, išreikštas vertinant 1 m2 ploto šiltinimo medžiagos svorį, lankstumą, jautrumą oro sąlygoms.

1 pav. Santykinis sudėtinių išorės termoizoliacinių sistemų ekonašumas (apskritimų dydžiai – rinkos dalys Vokietijoje).

Baltojoje knygoje pateiktos pagrindinės aplinkosauginės polistireninio putplasčio charakteristikos, jas galima rasti ir anksčiau minėtose duomenų bazėse. Tačiau ne visų medžiagų, tarp jų ir pilkojo polistireninio putplasčio, ekologinės charakteristikos greitai patenka į šias duomenų bazes. Vokietijos chemijos kompanija BASF parengė aplinkosauginę gaminio deklaraciją (ang. Environmental Product Declaration, EPD) pilkajam polistireniniam putplasčiui, kurioje yra duomenų apie kai kurias ekologines jo ypatybes. Tačiau kaip ir visų naujų medžiagų, taip ir šios ypatybės skirtingose taikymo srityse dar tiriamos.

Vokietijos taikomosios ekologijos institutas (ang. Institute for Applied Ecology) atliko sudėtinių išorės šilumos izoliacinių sistemų su skirtingomis šiltinimo medžiagomis ekologinių ypatybių tyrimo rezultatų analizę. Išvados atskleidė, kad pilkasis polistireninis putplastis yra gerokai ekologiškesnis už paprastą EPS. Be to, šiltinimo sistemos su pilkuoju polistireniniu putplasčiu įrengimo sąnaudos yra mažesnės dėl mažesnių medžiagų sąnaudų (1 pav.).

EPS gamybos energijos sąnaudos – beveik tokios pat, kaip ir gaminant izoliacines medžiagas iš akmens vatos, tačiau dėl didelio akmens vatos tankio (95 kg/m3) bendros energijos sąnaudos izoliacinėms medžiagoms iš akmens vatos gaminti yra šiek tiek didesnės.

Dėl EPS gamyboje naudojamo plėtiklio (pentano) fiksuojamas didelis šios medžiagos fotocheminio ozono retėjimo potencialas (2 pav.). Didesnis toksinių dūmų dujų kiekis EPS degimo metu lemia didesnį šios medžiagos toksiškumo potencialą. Mineraliniai pluoštai yra patrauklūs dėl reakcijos į ugnį ir mažų šiluminio plėtimosi ypatybių. Tačiau akmens vatos mineralinio pluošto gamyboje fiksuojami didesni rūgštingumo ir šiltnamio efekto potencialai (3, 6 pav.). Dėl didesnio akmens vatos tankio panaudojus (gyvavimo ciklo pabaigoje) taip pat susidaro daugiau atliekų (7 pav.).

EPS atliekos gali būti perdirbamos ir mechaniškai, ir chemiškai. Užterštos EPS atliekos termiškai perdirbamos, o gauta žaliava gali būti pakartotinai naudojama kuriant naujus produktus, pavyzdžiui, parko suolus, tvorų stulpus ir pan. Sintezės metu polistirenas suskaidomas į naftos produktų komponentus, kurie vėliau gali būti naudojami naujų medžiagų gamyboje arba kitais tikslais. EPS kaloringumas – 40 MJ/kg, todėl blogiausiu atveju utilizuojant EPS atliekos gali būti panaudojamos kaip kuras.

Stephenas Longas Vokietijoje vykusioje tarptautinėje konferencijoje, surengtoje termoizoliavimo problemoms aptarti, pristatė daugiakriterio termoizoliacinių medžiagų taikymo rezultatus ir kai kurių šių medžiagų ypatybių, taip pat ekologinių, palyginimą pasitelkdamas Vokietijos, Italijos ir Švedijos patirtį. Voratinklio diagramų (4–5 pav.) duomenys atskleidė, kad sudėtinėms išorės termoizoliacinėms sistemoms, kai naudojamas pilkasis polistireninis putplastis, būdingi geresni aplinkosaugos rodikliai.

Geriausia rodiklio vertė šiose diagramose žymima 10 balų, atitinkamai blogiausia – nuliu. Šiame tyrime buvo vertinami papildomi rodikliai: taikymo patogumas (jautrumas oro sąlygoms, svorio, lankstumo aspektais) ir perdirbimo potencialas. Geresnis EPS stipris lenkiant, matmenų stabilumas ir mažesnis vandens įgėris – tai privalumai, kurie lemia įvairesnį polistireninio putplasčio pritaikymą.

Termoizoliacinė medžiaga naudojama kaip sudėtinių termoizoliacinių sistemų dalis, todėl dėmesys turėtų būti skiriamas ne tik izoliacinėms medžiagoms palyginti, bet ir sudėtinių termoizoliacinių sistemų visumai įvertinti. Ilgo termoizoliacinės sistemos gyvavimo garantas – pakankamas mechaninis izoliacinės medžiagos stipris veikiant apkrovai, efektyvi šios medžiagos apsauga nuo klimato poveikio ir vandens kondensato.

Polistireninis putplastis šiuos reikalavimus puikiai atitinka. Tačiau to nepakanka, jei statybos darbus atlieka menkos kvalifikacijos darbininkai. Norint, kad objektas atitiktų mažai energijos naudojančių pastatų reikalavimus, tarp jų – ir kokybiško sudėtinių išorės šilumos izoliacinių sistemų įrengimo, būtina aukšta statybos darbų kultūra.