Сравнение сплошного и пустотелого Вилатерма: когда что применять?

1. Конструктивные различия сплошного и пустотелого Вилатерма

Вилатерм выпускается в двух основных конструктивных исполнениях: сплошного сечения (маркировка «С») и пустотелого сечения с центральным отверстием (маркировка «П»). Принципиальное различие заключается в геометрии поперечного сечения, определяющей весь комплекс эксплуатационных характеристик.

Сплошной Вилатерм (Вилатерм-С) представляет собой жгут круглого сечения из физически сшитого вспененного полиэтилена с равномерной закрытоячеистой структурой по всему объёму. Отсутствие внутренних полостей обеспечивает максимальную для данного материала механическую прочность и минимальную деформативность под нагрузкой.

Пустотелый Вилатерм (Вилатерм-П) имеет центральное цилиндрическое отверстие, диаметр которого составляет 30–40% от наружного диаметра шнура. Наличие полости снижает эффективную плотность сечения и изменяет характер работы материала при сжатии: стенка работает как сводчатая конструкция, что обеспечивает более высокую восстанавливаемость после снятия нагрузки.

Геометрические параметры сечения описываются следующими соотношениями:

Для сплошного сечения: A_solid = π × D² / 4

Для пустотелого сечения: A_hollow = π × (D² – d²) / 4

где D — наружный диаметр шнура, d — диаметр внутреннего отверстия.

При типовом соотношении d/D = 0,35 площадь пустотелого сечения составляет 87,75% от площади сплошного сечения того же наружного диаметра, что определяет пропорциональное снижение расхода материала и массы.

2. Сравнение механических свойств

Механические характеристики являются ключевым критерием выбора между сплошным и пустотелым исполнением. Испытания проводятся по методикам ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний».

Таблица 1. Сравнение механических характеристик сплошного и пустотелого Вилатерма (диаметр 30 мм, плотность 30 кг/м³)

Параметр	Метод испытания	Вилатерм-С (сплошной)	Вилатерм-П (пустотелый)	Отклонение, %
Напряжение при 25% сжатии, кПа	ГОСТ 17177-94, п. 4.5	45–55	28–35	–38
Напряжение при 50% сжатии, кПа	ГОСТ 17177-94, п. 4.5	120–140	70–85	–40
Модуль упругости при сжатии, МПа	ГОСТ 17177-94, п. 4.5	0,8–1,2	0,4–0,6	–50
Остаточная деформация после 25% сжатия (24 ч, 23 °C), %	ГОСТ 17177-94, п. 4.6	4–6	2–3	–50
Остаточная деформация после 50% сжатия (24 ч, 23 °C), %	ГОСТ 17177-94, п. 4.6	8–12	4–6	–50
Восстанавливаемость после 25% сжатия, %	ГОСТ 17177-94, п. 4.6	94–96	97–98	+2
Восстанавливаемость после 50% сжатия, %	ГОСТ 17177-94, п. 4.6	88–92	94–96	+5
Предел прочности при растяжении, кПа	ГОСТ 17177-94, п. 4.7	350–450	250–320	–28
Относительное удлинение при разрыве, %	ГОСТ 17177-94, п. 4.7	80–120	100–150	+25

Анализ данных таблицы 1 показывает, что сплошной Вилатерм обладает в 1,6–2,0 раза более высокими прочностными характеристиками при сжатии, что делает его предпочтительным для швов, испытывающих значительные сжимающие нагрузки (например, горизонтальные швы в несущих стенах, швы под опорными элементами). Пустотелый Вилатерм, напротив, демонстрирует в 2 раза меньшую остаточную деформацию и более высокую восстанавливаемость, что критически важно для деформационных швов с циклическими знакопеременными перемещениями.

3. Теплотехнические характеристики

Теплозащитные свойства уплотнительного шнура определяются эффективной теплопроводностью материала и геометрией сечения. Согласно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», теплозащитные характеристики шва должны обеспечивать непрерывность теплового контура здания.

Таблица 2. Теплотехнические характеристики сплошного и пустотелого Вилатерма

Параметр	Вилатерм-С (сплошной)	Вилатерм-П (пустотелый)	Примечание
Теплопроводность материала λ, Вт/(м·К)	0,038	0,038	При 25 °C, одинаковый материал
Эффективная теплопроводность сечения λeff, Вт/(м·К)	0,038	0,033	С учётом воздушной полости
Термическое сопротивление 1 п.м. шнура Ø30 мм, (м²·К)/Вт	0,79	0,91	R = D / λeff
Коэффициент теплоусвоения s, Вт/(м²·К)	0,65	0,55	При периоде 24 ч
Удельная теплоёмкость c, кДж/(кг·К)	1,8	1,8	Материал идентичен

Наличие воздушной полости в пустотелом Вилатерме снижает эффективную теплопроводность сечения на 13% за счёт дополнительного термического сопротивления замкнутой воздушной прослойки. Термическое сопротивление воздушной прослойки рассчитывается по СП 50.13330.2012 (приложение Е) и для замкнутой цилиндрической полости диаметром 10 мм при положительной температуре составляет R_air ≈ 0,15 (м²·К)/Вт.

Эффективная теплопроводность пустотелого сечения определяется по формуле:

λ_eff = D / (D/λ + R_air)

где λ — теплопроводность материала вспененного полиэтилена, R_air — термическое сопротивление воздушной прослойки.

Для швов ограждающих конструкций с повышенными требованиями к теплозащите (например, в районах с расчётной температурой наружного воздуха ниже –30 °C) пустотелый Вилатерм обеспечивает лучшие теплотехнические характеристики при том же наружном диаметре.

4. Экономическое сравнение

Таблица 3. Экономические показатели сплошного и пустотелого Вилатерма (Ø30 мм)

Показатель	Вилатерм-С 30	Вилатерм-П 30	Разница
Расход сырья на 1 п.м., кг	0,0212	0,0186	–12,3%
Масса 1 п.м., кг	0,021	0,019	–9,5%
Цена за 1 п.м., руб.	21,50	19,00	–11,6%
Стоимость герметизации 100 п.м. шва (материал + работа), руб.	3 830	3 580	–6,5%
Транспортные расходы на 1 000 п.м., руб.	120	105	–12,5%

Пустотелый Вилатерм экономичнее сплошного на 10–12% по стоимости материала благодаря меньшему расходу сырья. Однако эта экономия частично нивелируется при рассмотрении полной стоимости системы герметизации, где доля материала составляет 30–40% от общей стоимости.

5. Сводная таблица сравнения

Таблица 4. Комплексное сравнение сплошного и пустотелого Вилатерма по 12 параметрам

№	Параметр	Вилатерм-С (сплошной)	Вилатерм-П (пустотелый)	Преимущество
1	Плотность эффективная, кг/м³	25–35	20–30	П
2	Прочность при 25% сжатии, кПа	45–55	28–35	С
3	Прочность при 50% сжатии, кПа	120–140	70–85	С
4	Остаточная деформация, %	4–12	2–6	П
5	Восстанавливаемость, %	88–96	94–98	П
6	Теплопроводность эффективная, Вт/(м·К)	0,038	0,033	П
7	Водопоглощение за 24 ч, % по объёму	0,3–0,5	0,4–0,7	С
8	Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па)	0,001–0,002	0,002–0,003	—
9	Диапазон рабочих температур, °C	–60…+90	–60…+90	Равны
10	Химическая стойкость	Высокая	Высокая	Равны
11	Стоимость 1 п.м. (Ø30 мм), руб.	21,50	19,00	П
12	Рекомендуемый срок службы, лет	25	25	Равны

6. Алгоритм выбора: сплошной или пустотелый

Для принятия обоснованного проектного решения предлагается следующий алгоритм выбора, основанный на анализе условий эксплуатации шва:

Шаг 1. Определение типа шва.

• Деформационный шов (температурный, осадочный) → переход к шагу 2.
• Технологический шов (стык панелей, блоков) → переход к шагу 3.
• Рабочий шов бетонирования → переход к шагу 3.

Шаг 2. Оценка амплитуды циклических перемещений.

• Амплитуда > 5 мм или количество циклов > 1 000 в год → рекомендуется Вилатерм-П (пустотелый) благодаря высокой восстанавливаемости и низкой остаточной деформации.
• Амплитуда ≤ 5 мм и количество циклов ≤ 1 000 в год → допустим Вилатерм-С (сплошной).

Шаг 3. Оценка сжимающей нагрузки на шнур.

• Расчётное напряжение в шнуре > 30 кПа (например, горизонтальный шов в несущей стене под нагрузкой от вышележащих конструкций) → рекомендуется Вилатерм-С.
• Расчётное напряжение ≤ 30 кПа → допустим Вилатерм-П.

Шаг 4. Оценка требований к теплозащите.

• Шов находится в ограждающей конструкции с нормируемым сопротивлением теплопередаче (наружные стены, покрытия) → рекомендуется Вилатерм-П для обеспечения максимального термического сопротивления.
• Шов во внутренней конструкции без требований к теплозащите → допустим Вилатерм-С.

Шаг 5. Оценка воздействия агрессивных сред.

• Шов эксплуатируется в условиях постоянного или периодического контакта с водой, растворами кислот или щелочей → рекомендуется Вилатерм-С (меньшее водопоглощение, отсутствие полости для накопления агрессивной среды).
• Шов эксплуатируется в нормальных условиях → допустим любой тип.

Шаг 6. Экономическая оптимизация.

• При сопоставимых технических характеристиках и отсутствии жёстких ограничений по шагам 2–5 → рекомендуется Вилатерм-П как более экономичный вариант.

7. Типовые проектные решения

Таблица 5. Рекомендуемые типы Вилатерма для типовых узлов

Тип конструкции	Тип шва	Рекомендуемый Вилатерм	Обоснование
Наружные стеновые панели (вертикальный стык)	Температурно-деформационный	Вилатерм-П	Циклические перемещения, теплозащита
Наружные стеновые панели (горизонтальный стык)	Технологический + осадочный	Вилатерм-С	Сжимающая нагрузка от веса конструкций
Плиты перекрытий (стык)	Технологический	Вилатерм-С	Статическая нагрузка, минимальные перемещения
Деформационный шов здания	Температурно-осадочный	Вилатерм-П	Большая амплитуда перемещений
Примыкание оконного блока к стене	Монтажный	Вилатерм-П	Теплозащита, паропроницаемость
Швы цокольной части	Технологический	Вилатерм-С	Контакт с грунтовой влагой
Кровельные деформационные швы	Температурный	Вилатерм-П	Экстремальные температуры, УФ-излучение
Швы резервуаров (питьевая вода)	Технологический	Вилатерм-С	Постоянный контакт с водой