Какво е EPS и по какво се различава от XPS

Две бели плоскости. Едната се рони на топчета, ако я подраскате с нокът — съставена е от слепени зърна. Другата е гладка и в разреза еднородна като маргарин. Първата е EPS, втората XPS. Изглеждат еднакво, струват различно и се държат почти еднакво навсякъде — освен там, където има вода.

Накратко: EPS е експандиран (разпенен) полистирен — топчета, надути с пара и слепени в блок. XPS е екструдиран полистирен — непрекъсната пяна, издавена през дюза. Химията е една и съща; структурата не е. EPS е по-евтин за същото топлинно съпротивление и напълно достатъчен за фасада. XPS печели навсякъде, където плочата ще бъде натоварена или мокра.

Какво всъщност е EPS

EPS е съкращение от Expanded PolyStyrene — експандиран полистирен. На пазара в България почти никой не го нарича така: казва се „стиропор“. Styropor е регистрирана марка на BASF, станала нарицателна — същият случай като „бонд“ и „инокс“. Когато поръчвате „стиропор“, поръчвате EPS, но не казвате нищо за класа му — а класът е точно това, което има значение.

Суровината са полистиренови перли: твърди зърна с диаметър части от милиметъра, в които е разтворен пентан. Пентанът е разпенващият агент — газ, който при нагряване се изпарява и надува зърното отвътре. Крайният материал е изключително лек: при фасадна плоча с плътност около 15 kg/m³ и плътност на самия полистирен около 1050 kg/m³ полимерът заема под два процента от обема. Останалите близо 98% са неподвижен въздух. Именно въздухът изолира; полистиренът е само скелето, което го държи на място.

Производството в четири стъпки

1. Предварително разпенване. Перлите се обливат с пара, пентанът се изпарява и всяко зърно набъбва около 40–50 пъти според целевата плътност. Колко пара и колко дълго определя крайната плътност — а тя определя почти всички останали свойства.
2. Отлежаване. Разпенените зърна стоят в мрежести силози от часове до няколко дни: въздухът дифундира навътре и замества кондензиралия пентан, а вътрешното налягане се изравнява с атмосферното. Следствието е ключово: клетките на EPS са пълни с въздух още преди плочата да съществува.
3. Формоване на блок. Отлежалите зърна се напълват във форма и отново се обливат с пара: повърхността им омеква и се сплавят в блок.
4. Рязане. Блокът се разрязва на плочи с нажежена тел; оттам е характерният леко оплавен ръб. Алтернативата е формоване направо в готова форма — така се правят опаковките и профилираните елементи.

Зърно срещу екструдирана пяна

XPS върви по съвсем различен път. Полистиренът се стопява в екструдер, в стопилката се впръсква разпенващ газ под налягане и сместа се издавя през широка дюза, разпенвайки се при излизането на атмосферно налягане. Получава се непрекъсната лента пяна, която се калибрира и профилира. Няма зърна, няма слепване — има една отливка.

И двата материала се описват като „със затворени клетки“ и това е вярно за самите клетки. Разликата е на нивото над клетката. При EPS зърната са сплавени по повърхността си, но между тях остават междузърнести празнини — микроскопични канали по границите. Клетката е затворена; границата между зърната не е. При XPS такива граници няма. Това обяснява почти цялата таблица по-долу: защо EPS поема повече вода, защо пропуска повече пара и защо XPS е материалът, който слагате в земята. Ако търсите по-подробен поглед само върху екструдирания вариант, вижте отделната статия за XPS.

EN 13163 и EN 13164: два различни паспорта

EPS се декларира по EN 13163, XPS — по EN 13164. И двата са хармонизирани: плочата носи CE маркировка и обозначителен код с всички декларирани показатели. Два реални кода от серийни продукти:

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

L, W и T са толерансите по дължина, ширина и дебелина, S е правоъгълност, P — равнинност, DS — размерна стабилност (при нормални условия или при 70 °C и 90% влажност), CS(10) — напрежението при 10% деформация, BS — якост на огъване, TR — опън перпендикулярно на лицата, WL(T) — водопоглъщане при потапяне, WD(V) — водопоглъщане чрез дифузия, MU — съпротивление на дифузия на водни пари.

Обърнете внимание какво липсва в първия код. Фасадната EPS плоча не декларира нито WL(T), нито WD(V), нито µ — на тези редове в техническия ѝ лист пише NPD (няма определен показател). XPS плочата декларира и трите. Но за вас това е безплатна информация: един празен ред за водопоглъщане ви казва, че тази плоча не е предвидена да стои във вода.

EPS 60, 80, 100, 150, 200: числото не е плътност

Най-упоритото недоразумение около EPS. Числото в EPS 100 не е плътност в kg/m³ и не е дебелина — то е напрежението на натиск при 10% деформация в килопаскали. EPS 100 издържа 100 kPa при 10% свиване, EPS 200 — двойно повече. Тези номера са конвенция на EUMEPS, а не обозначението на самия EN 13163 (то е целият низ с кодове). EUMEPS дефинира пет „стокови“ типа без специфично приложение — EPS 60, 100, 150, 200 и 250. В употреба са и междинни типове: EPS 30, 50, 70, 80, 90, 120, до EPS 500 за специални приложения.

Плътността расте заедно с класа: реалните фасадни листове са около 13,5–16 kg/m³ при CS(10) 70–80 kPa, EPS 150 е 23–28 kg/m³, а 30 kg/m³ вече е EPS 200. Много фасадни плочи впрочем изобщо не декларират CS(10) — само TR и BS — защото на фасадата никой не стъпва върху тях.

Практична дреболия за обекта: EUMEPS е приела цветово кодиране, което се нанася поне на един кант на плочата — EPS 60 с две сини ивици, EPS 80 с оранжева, EPS 100 с черна, EPS 150 с жълта, EPS 200 с две черни. Допълнителна червена ивица означава огнезабавител — а EPS без забавител е Euroclass F без изпитване.

Честа грешка при подове: CS(10) не е допустимо работно натоварване. Това е напрежението при 10% деформация в кратък изпитвателен тест. За трайно натоварване се декларира отделен показател — пълзене под натиск CC по EN 1606. Точно там фасадните EPS плочи най-често пишат NPD, а XPS плочите за под замазка го декларират.

λ на EPS: зависи от плътността

Топлопроводимостта на EPS не е константа. По данните на EUMEPS декларираната стойност върви от 0,038 W/(m·K) за EPS 60 до 0,034 за EPS 200 и 250, а за бял EPS има доказана зависимост между λ и обемната плътност в диапазона 8–55 kg/m³. Изречението „λ на стиропора е 0,038“ е непълно, докато не се каже за кой клас става дума.

XPS по EN 13164 се декларира в диапазона 0,030–0,038 W/(m·K) според класа и дебелината, като обичайните фасадни и цокълни плочи са 0,033–0,035. Реалната плоча, чийто код цитирахме, декларира 0,033 за дебелини 20–60 mm и 0,034 над 60 mm — и изрично добавя „след 25 години“. Това заслужава внимание: XPS декларира състарена стойност, защото разпенващият газ в клетките му постепенно се заменя с въздух. От 1 януари 2020 г. регламентът на ЕС за флуорирани парникови газове забрани за XPS използването на HFC с потенциал за глобално затопляне над 150 и производителите преминаха към CO₂ и HFO. EPS няма какво да губи: клетките му са пълни с въздух още от силоза за отлежаване, така че λ не дрейфа. Двата материала се сравняват не „днес“, а на 25-ата година — и точно затова разликата в каталозите е по-малка, отколкото очаквате.

В милиметри: за R = 1,0 m²·K/W са нужни 33 mm XPS или 38 mm бял EPS 60 — при това 0,033 е стойността за тънките XPS плочи, тоест най-благоприятната за XPS. Пет милиметра — при фасада на цял блок това са пари, при цокъл не е аргумент.

Сивият (графитен) EPS

При толкова лек материал част от топлопреноса не е през полимера или въздуха, а чрез топлинно излъчване през клетките. Вграденият графит поглъща и отразява част от инфрачервеното лъчение и този канал се затваря частично — оттам е сивият цвят. Производителите рекламират „до 20%“ по-добра изолация, но при еднаква плътност разликата е около 13–15%: при 15 kg/m³ графитният EPS дава ≤0,032 W/(m·K) срещу ≥0,037 за бял. Декларираните стойности са 0,031 при CS(10) 70 kPa и 0,030 при EPS 100 и 150 — тоест диапазон 0,030–0,032.

Значи графитният EPS при 15 kg/m³ вече е по-добър по λ от XPS — при цена на EPS плюс надбавка, но без нито едно от предимствата на XPS при вода и товар. Графитът има и своя цена: сивата плоча се нагрява силно на пряко слънце. Производителите изрично пишат да не се излага на UV и да се работи под сенник, защото иначе плочите се деформират и залепването към основата страда.

Вода: тук е истинската разлика

Стандартите изпитват водопоглъщането по два начина. EN 12087 (метод 2A) потапя пробата изцяло за 28 дни и дава WL(T) — водопоглъщане при потапяне в обемни проценти. EN 12088 измерва поемането чрез дифузия при градиент на влажността и дава WD(V). И двата са оттеглени през 2019 г. в полза на EN ISO 16535 и EN ISO 16536, но техническите листове още цитират старите номера.

Реални декларации: XPS плоча с CS(10) 300 kPa обявява WL(T) 0,7 об.% и WD(V) 3 об.%. Фасадна EPS плоча, която изобщо декларира показателя, обявява WL(T)4 — до 4 об.%. Публикуваните сравнения дават 2–4 об.% за EPS — и, противно на очакването, това не следва плътността: измерван EPS 100 поема повече от EPS 200. XPS декларира ≤0,7 об.%, което е и най-ниското ниво, което EN 13164 изобщо позволява да се декларира; реално измереното е по-ниско. Причината са междузърнестите празнини. Паропропускливостта следва същата логика: табличният фактор µ на EPS е 20–40 за типовете от EPS 30 до EPS 80, 30–70 за EPS 90 до EPS 150 и 40–100 за EPS 200 нагоре, докато XPS декларира 50–150; ISO 10456 табулира 150 за XPS и 60 за EPS, а диапазонът до 250 идва от екологичната декларация на бранша, не от ISO. EPS диша повече — предимство за фасада, която трябва да съхне навън, недостатък за плоча в земята.

Числото, което убеждава клиента, е обаче трето. По ISO 10456 топлопроводимостта расте с влагосъдържанието, и то бързо. За материал с декларирана λ 0,036 W/(m·K): при 1 об.% вода става 0,037; при 2% — 0,039; при 3% — 0,041; при 5% — 0,044; при 10% — 0,054. Преведено: EPS, поел 5 обемни процента вода, работи с λ 0,044 — над 20% по-зле от сухия себе си. XPS при 0,7% практически не помръдва. EUMEPS публикува и коефициентите за преизчисляване: плоча с ниво WL(T)5 се умножава по 1,11 в дренирана конструкция и по 1,22 в недренирана, а плоча с WL(T)1 — само по 1,02 и 1,04.

Изводът: над земята, зад мазилка, EPS не поема вода и въпросът не стои. В земята, под плоча и в обърнат покрив стои — и там EPS е грешният материал.

Натоварване, мраз и размерна стабилност

Натиск. Стоковите типове EPS покриват 60–250 kPa, а специалните стигат до 500. Обичайните XPS класове на пазара са 200, 300, 500 и 700 kPa. Диапазоните се застъпват — разликата е, че при XPS високите класове са рутинни, а при EPS са специална поръчка.

Мраз. Устойчивостта на замразяване се изпитва по EN 12091 — 300 цикъла от сухо при −20 °C до мокро при +20 °C — и е нужна само там, където материалът стои постоянно във вода при преминаване през нулата. Измерванията показват, че EPS с плътност над 20 kg/m³ и якост на огъване поне 150 kPa не се разрушава от такива цикли, а за мразова изолация се препоръчват 22 kg/m³ нагоре. Следствието: фасадният EPS 70 при 15 kg/m³ не е плоча за това приложение — не защото EPS не издържа на мраз, а защото този клас не издържа.

Размери и температура. Стоковите типове декларират размерна стабилност DS(N) 0,5%, плюс DS(70,90) или DS(70,-) за поведението при 70 °C и висока влажност; EPS продължава да се свива минимално след формоване, затова отлежаването на блоковете не е излишна стъпка. EUMEPS дава приложен диапазон от −180 до +80 °C, като долната граница идва от криогенни изпитвания на механични свойства — тя описва оцеляване, не оптимална работа. Горната е реалната: над 80 °C материалът омеква, свива се и накрая се топи, а под товар таванът пада още — производителите декларират DLT при 70 °C. XPS работи от −50 °C до +75 °C — същият порядък, така че температурата рядко е критерият за избор.

Къде е мястото на всеки

Около 75% от европейското производство на EPS отива в строителството, основно за топлоизолация: за големите сухи площи EPS е правилният материал и по цена, и по тегло. EPS е на мястото си при ETICS фасади, покриви под защитен слой, вътрешна изолация, кухини в зидария и подове с клас, избран по товара, както и извън строителството — опаковки, геофоум, формовани елементи, ядра на леки панели. XPS е на мястото си при цокъл, периметърна изолация под кота нула, обърнат покрив, под замазка и под бетонова плоча, паркинг плочи, студени помещения, басейни — тоест всичко натоварено или мокро.

При декоративните панели за входни врати логиката е същата, но сърцевината е капсулирана между две лица и не вижда нито дъжд, нито почвена влага — затова изборът там се прави по други критерии: дебелина, фалц на профила и якост на захващане. Това е разгледано в статията за сърцевината и дебелината на панела, а обобщените коефициенти на материалите са в техническите параметри. Панелите, произвеждани по поръчка от български производител, се сглобяват именно с оглед на тази разлика.

Цена: EPS печели на квадратен метър топлинно съпротивление

Числата зависят от пазара: публикуваните сравнения дават на EPS около 10–30% повече топлинно съпротивление за същите пари, а на някои пазари XPS плочата е около два пъти по-скъпа на обем. Посоката е неизменна — за същото R, EPS струва по-малко. Затова фасадите на цели блокове се правят с EPS, а XPS се пази за метрите без алтернатива: плащането на XPS цена за суха фасада е разход без полза, а спестяването на XPS в цокъла се плаща с влага в стената.

Грешките, които струват пари

1. EPS под кота нула. Плочата поема вода от почвата, λ се влошава по ISO 10456 и изолацията работи с 10–20% по-малко. Освен това фасадният EPS изобщо не декларира WL(T) — никой не е обещавал, че ще издържи.
2. EPS под замазка в грешен клас. EPS 60 под натоварена плуваща замазка се смачква. И по-важно: изборът не се прави по CS(10), а по пълзенето под натиск CC, което фасадните плочи не декларират.
3. Числото се бърка с плътността. EPS 100 не е „100 kg/m³“ и не е „10 cm“ — то е 100 kPa при 10% деформация.
4. Плочата остава на слънце. XPS се покрива до 60 дни (до 90 според друг източник) — при UV повърхността избледнява и се рони. Графитният EPS иска сенник от първия ден.
5. Разтворителни лепила и бои. Полистиренът се разтваря от ароматни разтворители — еднакво при EPS и XPS. EUMEPS препоръчва при непознат продукт проба на място (по-бърза при 50 °C вместо при 20 °C), оценена по скалата на DIN 53428. Използвайте само продукти, обявени като съвместими с полистирен.
6. Сравняване на λ без клас. „EPS е 0,038, XPS е 0,033“ е вярно само ако EPS-ът е бял EPS 60. Ако е графитен, числата се обръщат.

Пожар: Euroclass E и огнезабавителите

Полистиренът е органичен материал и гори: топлината на горене е 40 MJ/kg, или 400–2000 MJ/m³ според плътността. Приносът към пожарното натоварване обаче е ограничен именно защото материалът е толкова лек. Над 80 °C EPS омеква, свива се и се топи, а от стопилката се отделят горими газове. Стопеният EPS обикновено не се запалва от искра или тлееща цигара, но малък пламък пали стандартен EPS без забавител веднага. По данните на EUMEPS, измерени по ASTM D 1929, възпламеняването при дежурен пламък настъпва при 360 °C за стандартен EPS и 370 °C за огнезабавения тип, а самозапалването на стопилката — при 450 °C.

С огнезабавител EPS постига клас E по EN 13501-1 — същия клас, който декларира и XPS. До 2015 г. забавителят беше HBCD, циклоалифатично органобромно съединение; то е забранено като устойчив органичен замърсител по Стокхолмската конвенция и по REACH от август 2015 г. и е заменено от полимерния огнезабавител PolyFR — блоксъполимер на полистирен и бромиран полибутадиен. Две уточнения спестяват спорове на обект: клас E се отнася за плочата, не за конструкцията (сглобката се доказва по EN 13823 и EN ISO 11925-2), а изискванията за височина на сградата и пожарни отсечки са национални.

Рециклиране

Тъй като EPS е около 98% въздух, основният разход при рециклирането не е материалът, а транспортът — затова събраният EPS се компактира на място. Чистият EPS се рециклира механично (най-малко енергоемкият вариант) и се връща в производството. По доклада на EUMEPS от 2021 г. общата степен на рециклиране на EPS отпадък в Европа е 30%, но зад това число стоят две много различни реалности: 38% при опаковките и едва 10% при строителния EPS. При отделни потоци, като касите за риба, Нидерландия достига 90%. Старите плочи с HBCD са отделен проблем, за който бяха създадени схеми като PolyStyreneLoop. От 3 юли 2021 г. в ЕС е забранено пускането на пазара на EPS съдове за храна, чаши и съдове за напитки заедно с капачките и капаците им.

Как се чете техническият лист за една минута

1. Кой стандарт — EN 13163 значи EPS, EN 13164 значи XPS.
2. λD и при каква дебелина — при XPS проверете дали е „след 25 години“, при EPS за кой клас е.
3. CS(10) — и дали има деклариран CC за трайно натоварване.
4. WL(T) и WD(V) — NPD означава, че плочата не е за мокра среда.
5. MU (µ) — за кондензацията в стената.
6. DS — размерна стабилност, включително при 70 °C.
7. Реакция на огън — клас E и дали материалът е с огнезабавител (червената ивица).
8. Плътност — най-добрият единичен индикатор за качеството на EPS плочата.

Което трябва да остане: EPS и XPS са един и същ полимер с различна структура — зърна срещу еднородна пяна — и цялата разлика идва оттам. EPS за суха фасада и голяма площ, XPS за всичко натоварено или мокро. И никога не сравнявайте λ, без да кажете за кой клас EPS говорите.

Ако избирате материал за конкретна конструкция, вижте материалите и подхода при избора, разгледайте каталога или изпратете запитване — отговорът на въпроса „EPS или XPS“ почти винаги се крие в това къде точно ще застане плочата.