Утеплить здание — значит, защитить его

Специалистам известно, что при эксплуатации типичного жилого дома потери тепла распределяются следующим образом: через стены — до 40%, через окна — 18%, через подвал — 10%, через крышу — 18% и через вентиляцию — 14%. Понятно, что для того, чтобы свести теплопотери к минимуму, нужен комплексный подход к энергосбережению.

Как следует из этих данных, наиболее существенно снижает энергоэффективность зданий недостаточное термическое сопротивление ограждающих конструкций. Современные системы утепления предусматривают создание комплексной защитной термооболочки вокруг конструкций здания. Оболочки, которая включает в себя утепление контактирующих с грунтом конструкций фундамента в сочетании с утеплением скатных или плоских крыш, а также устройство современных фасадных систем, передвигающих зону положительных температур в несущие конструкции. Этот комплекс мер избавляет от появления мостиков холода, повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, пагубно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций.

Рассмотрим решения для изоляции внешних стен.
Система наружного утепления мокрого типа с тонкой штукатуркой — это несколько последовательно накладываемых слоев: утеплитель, который крепится на несущую конструкцию, клеевой состав с армирующей стеклопластиковой сеткой, базовый и декоративный слои штукатурки. Здесь нужны утеплители, отвечающие повышенным требованиям к таким свойствам, как прочность на отрыв слоев, влагопоглощение и теплопроводность. Поэтому в качестве утеплителя используются минераловатные плиты из базальтового волокна, вспененный полистирол и реже — плиты из экструдированного пенополистирола.
Система с толстой штукатуркой — это когда утеплитель накалывается на анкеры с шарниром, затем накладывается сварная сетка из нержавеющей стали и сверхтолстый слой штукатурки.
Несмотря на различия, в обоих случаях предпочтительнее использовать минераловатные плиты с высокой плотностью (например, гидрофобизированные минераловатные плиты Фасад Баттс и Пластер Баттс соответственно) или двухслойные плиты — с повышенной плотностью наружного слоя и пониженной плотностью внутреннего.

Использование же пенополистирола из-за требований пожарной безопасности имеет ряд ограничений. Строительные нормативы разрешают использовать полистирольные плиты на фасадах с обрамлением оконных и дверных проемов и межэтажных рассечек из минераловатных плит.
В штукатурных системах утепления фасадов теплоизоляционный материал крепится к существующей конструкции кирпичной стены с помощью дюбелей, а затем поверх утеплителя наносятся слои минеральной штукатурки по сетке. Проведенные расчеты установили, что для условий Московской области эксплуатационная влага, поступающая в ограждение при диффузии водяных паров, не скапливается в толще стены. Однако колебания температуры наружного воздуха вызывают колебания температур наружной поверхности и в толще стены. По величине коэффициента теплоусвоения можно установить “слой резких колебаний”, характеризующийся тем, что тепловая инерция этого слоя, находящегося у наружной поверхности ограждения Д=SR1S1, должна равняться единице. Для кирпичной стены с утеплителем из минераловатных плит данный слой находится на расстоянии 7,3 см от наружной поверхности стены (Д=0,99). Если температура наружного воздуха резко изменяется, особенно в зимнее время, температура на поверхности дюбеля оказывается ниже, чем температура в слое минераловатной плиты. В этом случае влага, находящаяся в порах минеральной ваты, будет конденсироваться на поверхности дюбеля в виде инея и наледи. Конструкции дюбеля состоят из металлического стержня в пластмассовой оболочке. Коэффициент теплопроводности металла более чем в сорок раз больше коэффициента теплопроводности минераловатных плит. Поэтому распределение “холодной волны” в дюбеле происходит значительно быстрее, чем в толще минераловатной плиты, и поверхность дюбеля будет охлаждаться быстрее. В зимнее время при колебаниях минусовых температур наружного воздуха на поверхности дюбеля будет происходить периодическое образование “шубы” из инея и наледей.

При устройстве плоских кровель над террасами дома и эксплуатируемых плоских кровель традиционной конструкции в совмещенном покрытии будут наблюдаться аналогичные явления. При утеплении плоской кровли плитами из минеральной ваты (например, Руф Баттс толщиной 15 см) толщина “слоя резких колебаний” составит 6,5 см (Д=1,01). При температуре внутреннего воздуха 20°С, относительной влажности внутреннего воздуха 60% и наружного — 80% и температуре наружного воздуха -15°С с внутренней стороны кровельного ковра образуется конденсат. Если наружная температура колеблется, в особенности при переходе через 0°С, влага будет оттаивать и замерзать, что приведет к разрушению кровельного ковра. Чтобы конденсат с внутренней стороны кровельного ковра в зоне дюбелей не образовывался, следует обработать места прохождения дюбеля через пароизоляционный слой паронепроницаемой мастикой.
Навесные вентилируемые фасады характеризует наличие воздушной прослойки между крепящимися на несущую конструкцию утеплителем и дождевым экраном, также выполняющим декоративные функции. При проектировании наружных ограждений с вентилируемой воздушной прослойкой эффективность теплоизоляции будет зависеть от размеров приточных и вытяжных отверстий, находящихся в нижней и верхней частях вентилируемого фасада, а также от соотношения влагосодержания воздушной прослойки и наружного воздуха. При этом утеплитель должен иметь длительный срок эксплуатации, обладать негорючестью, химической и биологической стойкостью, сохранять стабильную форму и высокие теплоизолирующие характеристики. Кроме того, он должен позволять водяным парам и влаге беспрепятственно проходить в воздушную прослойку, предотвращая образование и скопление на конструкциях разрушающего их конденсата.

Таким требованиям соответствуют жесткие гидрофобизированные минераловатные плиты из базальтовых горных пород, например, Венти Баттс.
Эти материалы на основе неорганических волокон являются неблагоприятной средой для образования плесневых и других грибков, а также обладают высокими тепло- и шумопоглощающими свойствами.
Может быть использована и двухслойная минераловатная плита: более плотный слой устанавливается на наружной стороне фасадных конструкций, менее плотный — непосредственно на несущую стену, так как мягкий слой позволяет утеплителю лучше прилегать к неровностям утепляемой конструкции. Однако такие навесные фасады не часто применяются в коттеджном строительстве из-за более высокой стоимости и сложности монтажа.
Трехслойные ограждающие конструкции с расположением утеплителя средним слоем между двумя несущими слоями могут изготавливаться с использованием практически любых конструкционных материалов — от древесных панелей до железобетона и кладки из штучных каменных материалов.
Внутренняя и наружная стенки, соединенные гибкими связями в виде арматурных стержней или каркасов, уложенных в горизонтальные кладки, обеспечивают прочность конструкции, а внутренний утепляющий слой — требуемые теплозащитные параметры. Толщина этого слоя выбирается в зависимости от климатических условий и вида утеплителя.

Из-за неоднородной структуры трехслойной стены и применения материалов с различными теплозащитными и пароизоляционными характеристиками в толще конструкции может образовываться конденсационная влага, от которой снижаются теплоизоляционные свойства ограждения. Поэтому при возведении трехслойных стен надо предусмотреть их защиту от увлажнения.
К утеплителю предъявляются особые требования по устойчивости к деформациям и влагостойкости, так как в данном случае ремонтно-восстановительные работы невозможны. Этим требованиям отвечают изделия из минеральной ваты, пенополистирола и отчасти — пенобетона. Так, легкие гидрофобизированные минеральные плиты на основе базальтовых пород Кавити Баттс используют в качестве среднего теплоизоляционного слоя в трехслойных стенах из мелкоштучных материалов.
Пенополиуретан в виде как готовых панелей, так и затвердевающих на месте смесей также можно использовать в качестве утеплителя для изготовления трехслойных панелей или в качестве заливки для полостей предварительно возведенных конструкций, состоящих из несущего каркаса и облицовочного слоя (колодцевая кладка).
Панели из пенополистирола используются для утепления в конструкциях, включающих слоистую кладку, трехслойные бетонные или железобетонные панели, трехслойные с металлическими обшивками — так называемые сэндвич-панели.

Решения для общестроительной изоляции
Теплоизоляция таких элементов дома, как внутренние перекрытия, перегородки, полы и потолки, позволяет значительно улучшить микроклимат жилых помещений. На первый план выходят противопожарные, гигиенические и звукоизолирующие требования.
В перекрытиях балочного типа несущую функцию выполняют балки из дерева, металла или железобетона, уложенные на несущие стены или колонны.
Как правило, деревянные балки перекрывают пролеты до 4,5 метров, а металлические и железобетонные — до 6-9 метров. В коттеджном строительстве особенно широкое распространение получили перекрытия по деревянным балкам. Пространство между ними заполняется накатом и тепло- и звукоизоляционным материалом. В междуэтажных перекрытиях на балки с шагом 600-800 мм укладывают деревянные лаги, по которым устраивают черный, а затем чистый пол или паркетные щиты. Потолок выполняют из подшивных досок или гипсокартонных листов.
В перекрытиях плитного типа несущей конструкцией является плита, которая одновременно служит основанием для укладки тепло- и звукоизоляционных материалов, полов и крепления подвесных потолков. Чаще всего используют многопустотные и сплошные железобетонные панели. Многопустотные плиты толщиной 220 мм перекрывают пролет до 6,6 м, сплошные при толщине 120 мм могут перекрывать пролет до 4,2 м, а при толщине 160 мм — до 6,6 м.

В зависимости от местоположения перекрытия могут быть чердачными — отделяющими верхний этаж дома от чердака, междуэтажными — отделяющими этажи, цокольными и надподвальными — отделяющими первый этаж дома от подполья или подвала.
Чердачные перекрытия коттеджей обычно утепляют плитами из минерального волокна, которые укладываются между балками или на плиту перекрытия. Толщина слоя утеплителя выбирается в зависимости от теплоизоляционных характеристик утепляющего материала. Утеплитель укладывают на пароизоляционный слой из полиэтиленовой пленки. Чтобы уменьшить потери тепла, через мостики холода поверх балок укладывают дополнительный слой теплоизоляционного материала.
Чтобы уменьшить вынос тепла из легких волокнистых материалов в результате воздействия воздушных потоков (сквозняков), их необходимо защитить от продувания ветрозащитным паронепроницаемым материалом. Это не только улучшит теплозащиту чердачного перекрытия, но и предотвратит намокание утеплителя в результате попадания на него влаги (при незначительных повреждениях и мелких протечках кровли). Со стороны карниза утеплитель также надо защитить от воздействия ветра, используя плиты из минеральной ваты высокой плотности.
Чтобы обеспечить нормальную теплозащиту дома, утепляющий материал должен не только полностью укрывать чердачное перекрытие, но и частично заходить на наружную стену, перекрывая находящийся в ней слой теплоизоляции.
Утепление чердачных перекрытий с несущей конструкцией в виде многопустотной или сплошной железобетонной панели (плиты) производится аналогично перекрытиям балочного типа. В связи с тем, что железобетонные плиты обладают достаточно низкой паропроницаемостью, устройство пароизоляционного слоя с “теплой” стороны утеплителя необязательно.

Теплоизоляция в конструкциях фундаментов не только уменьшает энергозатраты, но и наряду с гидроизоляцией, дренажом и механической защитой наружных стен влияет на сохранность несущих конструкций здания.
Достичь комфортного температурного и влажностного режима можно лишь при условии теплоизолирования всех соприкасающихся с грунтом элементов здания. Наиболее эффективной считают сплошную наружную теплоизоляцию подвала (теплоизоляция периметра). Когда же теплоизоляция целиком располагается снаружи гидроизоляции, то и сама гидроизоляция, и элементы сооружения получают дополнительно защиту от механических и термических воздействий.
В зоне периметра элементы здания вследствие контакта с грунтом должны отвечать особо жестким требованиям. Здесь применяют теплоизоляционные материалы из эструдированного пенополистирола или пенополиуретана. У них высокая прочность на сжатие, что позволяет выдерживать значительное давление грунта, стабильность линейных размеров, невосприимчивость к воздействию влаги, а также полное отсутствие водопоглощения. Благодаря этим свойствам они сохраняют теплоизолирующую способность в течение долгого времени.
Как мы уже отмечали, при эксплуатации типичного жилого дома через крышу теряется до 18 процентов тепла. Это означает, что необходимо принимать эффективные меры для изоляции кровли. При этом следует учитывать, что для различных кровель выбор теплоизоляционных материалов связан со сроком их службы, на который существенное влияние оказывают температурно-влажностный режим эксплуатации конструкции, возможность диффузионного увлажнения, воздействие ветровых, снеговых и прочих механических нагрузок. Утеплители должны сохранять теплоизоляционные свойства на протяжении долгого времени, быть водостойкими, биостойкими, соответствовать требованиям экологии и пожарной безопасности.

Несущим покрытием в плоских кровлях служат профилированный стальной лист или железобетонная плита. Тепловая изоляция должна защищать покрытие от воздействий переменных температур наружного воздуха, выравнивать температурные колебания основного массива покрытия, не допуская трещин вследствие неравномерных температурных колебаний. Плюс механическая прочность — прочность на сжатие и на отрыв слоев. Во избежание конденсации влаги внутри системы между основанием и утеплителем необходим слой пароизолятора (пленка или приклейка горячим паром). Необходим и внешний гидроизоляционный слой. Могут применяться минераловатные плиты повышенной жесткости (например, плиты Руф Баттс различных модификаций), вспененное стекло, пенополистирольные плиты (хотя при применении последних необходимо устройство цементной стяжки — по противопожарным нормам).
В малоэтажном строительстве наибольшую популярность имеют скатные кровли, поскольку они обеспечивают лучшую гидро- и теплоизоляцию. Кроме того, такая конструкция позволяет устраивать мансарды, увеличивающие полезную площадь дома. Для утепления скатных кровель требования по прочности к теплоизоляционным материалам не столь жестки, но важно, чтобы материал не проседал под собственным весом — не давал усадку, иначе под коньком весьма вероятно возникновение мостиков холода, что бывает нередко при использовании стекловолокнистых изделий небольшой плотности. Лишь отчасти для утепления скатных крыш и мансард подходит пенополистирол из-за его горючести, надо делать антипиреновую пропитку деревянных конструкций, устраивать огнезащитные слои. Поэтому наиболее целесообразно применять минераловатные плиты небольшой плотности — гидрофобизированные плиты из базальтовых горных пород Лайт Баттс или еще более легкие маты Лайт Мат, которые предназначены для утепления ненагруженных кровельных конструкций. Для изоляции чердаков, скатных крыш, перекрытий, по мнению специалистов компании RockWool Russia — ЗАО “Минеральная вата”, хорошие результаты, как и применение всех перечисленных выше плит, дает использование плит Флекси Баттс.

Подготовил Вячеслав ГИЛЕВИЧ