теплоизоляция фасадов, подвалов, полов и кровель
Качество и стоимость жилья, проблемы энергосбережения и экологической чистоты напрямую связаны с используемыми в строительстве изоляционными материалами. В настоящее время все преимущества — на стороне самых «молодых» из них.
Воздух — лучшая изоляция, если…
При разумном использовании пенополистирол Styrodur может совмещать лоизолирующую функцию с декоративной.
Если создать условия, при которых воздух будет замкнут в плохо проводящую тепло герметичную оболочку, он станет отличным дешевым теплоизолятором. Но тогда основным проводником тепла окажется материал, в который воздух заключен. В строительстве для этой цели издавна используются неметаллические материалы с воздушными пустотами внутри: полые кирпичные и бетонные блоки, щитовые конструкции из дерева, стеклопакеты. Однако керамика, бетон и даже дерево недостаточно эффективно препятствуют утечкам тепла и нуждаются в дополнительной теплоизоляции. Кроме того, с повышением влажности их теплопроводность увеличивается. Да и сырой воздух проводит тепло в 20 раз лучше, чем сухой. Вот почему качественный изоляционный материал с замкнутыми воздушными пустотами должен обладать водоотталкивающими свойствами.
Идем дальше. Материалы, традиционно применяемые в строительстве для утепления, — минеральная и стекловата, изоляция на основе целлюлозы, торфа, отходов керамического производства — в большинстве своем хорошо впитывают воду. И если они оказываются на стыке холодной и теплой сред, где образуется водяной конденсат, теплозащитные свойства изоляции существенно ухудшаются. И вот уже появляются и активно развиваются грибки, плесень, постепенно, но неминуемо разрушающие всю конструкцию. Чтобы защитить традиционную теплоизоляцию от воздействия пара и влаги, поступающих как изнутри дома, так и снаружи, необходимо продумать паро- и гидроизоляцию. Иными словами, получается, что теплозащитный элемент здания должен быть многослойным. При этом эксплуатационные качества утепляющего «пирога» зависят и от параметров, и от размещения теплоизолирующего материала. Значит, последний надо грамотно выбрать и правильно применить.
Теплоизоляция больших поверхностей стен дома плитами Styrodur.
Теперь о самом доме. Что, собственно, следует в нем утеплять? В первую очередь окна. Главным образом через них и уходит на улицу драгоценное тепло. Поэтому современные окна так сложны по конструкции. Их двойные и даже тройные стеклопакеты заполнены сухим воздухом или инертным газом, а рамы выполнены из двух- или трехкамерных профилей (алюминиевых, деревянных или из ПВХ) с уплотнителями из плохо проводящих тепло полимеров (подробно об этом — в журнале «Идеи вашего дома» N 10 за 2000 г.). На втором месте по утечкам тепла — крыша и перекрытие верхнего этажа. Существует целая наука о «крышном пироге» и его «начинках». Далее следует фундамент цокольного этажа. Потом — стeны, имеющие обыкновение промерзать. Они изолируются либо изнутри помещения, либо снаружи, причем у каждого из этих способов есть свои плюсы и минусы. Не зная теплофизических особенностей изолирующих материалов, вы рискуете не оправдать свои затраты.
Утепление снаружи более эффективно для достижения комфортного температурно-влажностного режима в доме. Но требует сплошного покрытия фасада да еще защиты слоя теплоизоляции от атмосферных воздействий. Такое утепление предпочтительно при новом строительстве. Слои материалов, защищающих ограждающую конструкцию (стену, пол, потолок), в этом варианте надо расположить в порядке убывания их термического сопротивления и паропроницаемости. Иначе влага может конденсироваться внутри несущей части здания и постепенно разрушать ее. Чтобы этого не случилось, приходится решать проблему вентилирования фасада.
Использование пенопласта Styrodur для теплоизоляции наружной стены подвала.
Теплозащита стен изнутри может быть выборочной, причем спектр используемых материалов в данном случае более обширен. Однако необходимо позаботиться о специальном увлажнении конструкций, да и расходы по обеспечению экологической чистоты помещения увеличиваются. К тому же надо следить, чтобы сопротивление теплопередаче утеплителя было в 4-5 раз меньше этого показателя для остальной части стены. Звучит парадоксально, но факт: очень теплая защита может навредить. Дело в том, что температура поверхности стены под толстым утепляющим слоем снижается. И если она преодолеет отметку точки росы для водяных паров в комнате, то пар начнет конденсироваться на холодной поверхности стены. В результате стена будет промерзать, а утеплитель намокать и хуже «работать». Поэтому часто приходится располагать слой пароизолирующего материала поверх утепляющего, а уже потом наносить отделочные покрытия. А тут сразу возникают проблемы с воздухообменом в помещении, и ком взаимосвязанных трудностей нарастает.
Строить по-новому, чтобы по-новому жить
Области применения теплоизоляции Styrodur в доме:
а — фундамент (снаружи и изнутри),
б — пол цокольного этажа,
в — стыки конструкций,
г — фасад (снаружи и изнутри),
д — межэтажные перекрытия,
е — эксплуатируемая крыша, ж — верхнее перекрытие мансарды или чердака,
з — элемент скатной крыши (сэндвич-панель).
Теплоизоляционные материалы классифицируются по форме и внешнему виду, структуре, исходному сырью, средней плотности, жесткости (относительной деформации при сжатии), теплопроводности и горючести. По форме и внешнему виду различают материалы с волокнистым каркасом, вспученные, вспененные, с пористым заполнителем, с выгорающими добавками, с пространственным каркасом. По виду исходного сырья они делятся на минеральные и органические. Наиболее перспективными в современном строительстве признаны органические газонаполненные материалы. Они поставляются на рынок в виде разного размера плит, в рулонах, в виде пены.
Как выполнить современные требования по теплосбережению?
Если пойти традиционным путем увеличения толщины ограждающей конструкции, возникают серьезные, порой непреодолимые трудности. К примеру, толщина кирпичной стены должна быть не менее 2,3 м.
До сих пор для решения конкретных технических задач в строительстве используются изоляционные материалы узкофункционального назначения. Для гидроизоляции — рулонные битумные, битумно-полимерные в сочетании с разного рода герметиками; для пароизоляции — пергамин, холст из полимерных волокон или полиэтиленовая пленка; для тепло- и звукоизоляции — слой минеральной ваты, стекловаты, керамзита, торфа, картона и т. п. поверх стен, перекрытий и межкомнатных перегородок из дерева и кирпича со штукатурным покрытием. Каждый из перечисленных материалов относительно дешев, но все они имеют свои особенности и требуют при монтаже определенной очередности. Поэтому фактор их дешевизны нивелируется общим удорожанием строительства. К тому же срок службы различных материалов не одинаков, и замена, допустим, некоторых из них вынуждает проводить недешевый ремонт, порой разрушающий еще вполне работоспособные элементы конструкций.
Теплоотражающая пенополиуретановая изоляция Elastopor Н, предназначенная для оборудования теплых полов.
С появлением изоляции нового поколения из газонаполненных пластмасс ситуация начала меняться. Возникла возможность использовать для комплексного решения строительных задач однотипные или даже одни и те же материалы. Причем их долговечность практически равна сроку службы здания.
Новые материалы производятся путем экструзии и вспенивания пластмасс на основе стирола, полиуретана, полиэфиров, фенола, синтетического каучука и других полимеров. Заслуженной популярностью пользуются пенопласты — жесткие и полужесткие материалы, получаемые методом вспенивания. Один из них — пенополистирол. В нашей стране он производится либо традиционным беспрессовым способом (пенополистирольные плиты ТИГИ-KNAUF), либо более прогрессивным способом экструзии.
Вспененный пенополистирол относительно гигроскопичен, поскольку между гранулами, из которых состоит плита, имеются многочисленные капилляры. В этом отношении ему присущи недостатки изоляции из минеральной ваты и стекловаты. Совсем другое дело — пенополистирол экструзионный (ЭППС). Он образован из мелких, не сообщающихся друг с другом газонаполненных ячеек, которые обладают нулевой капиллярностью и не пропускают воду и водяные пары. Водопоглощение ЭППС — всего 0,3%, он обладает удовлетворительной прочностью на сжатие — до 0,3 МПа, но, к сожалению, горюч. Экструзионный пенополистирол может использоваться для решения весьма разнообразных задач, в первую очередь для наружной тепло- и звукоизоляции зданий. Незаменим в конструкциях инверсионной кровли, где гидроизоляционный слой находится не снаружи, а под «крышным пирогом». Хорош для наружного и внутреннего утепления как наземных, так и подземных частей построек: фундаментов, стен подвалов, цокольных этажей, где применение других видов изоляции не дает требуемого эффекта из-за капиллярного подсоса грунтовых вод. На горизонтальные поверхности плиты пенополистирола укладываются либо сухим способом, либо на клей. На плоскости стены материал крепится гвоздями-дюбелями со шляпкой диаметром 40 мм или штырями. Рекомендуемая плотность плит: для стен — 30 кг/м3, для крыш — 25 кг/м3, для фундаментов — 33 кг/м3.
Основные составляющие теплоизоляционной системы:
а — участок стены (бетон, легкий бетон, кирпичная или каменная кладка, дерево, металл);
б — старая наружная отделка (штукатурка и т. п.);
в — минеральный клеевой состав;
г — теплоизоляционный слой (плиты из минерального волокна или полистирола);
д — армирующий слой на клеевой минеральной основе;
е — сетка из стекловолокна;
ж — кварцевая грунтовка;
з — декоративная отделка.
Одним из самых качественных продуктов этой группы считается пенопласт Styrodur толщиной до 200 мм германской компании BASF. Также на российском рынке представлены различные виды жесткого пенопласта на основе стирола от австрийской фирмы AUSTROTHERM, американского концерна DOW CHEMICAL (торговая марка STYROFOAM), российского НПП «ЭКСПОЛ», производства стран СНГ. Импортный экструдированный пенополистирол более дорог: от $ 165 (плотность 30 кг/м3) до $ 250 (плотность 38 кг/м3) за 1 м3.
Активно используется в строительстве и другой полимерный материал, получаемый методом вспенивания, — пенополиуретан. Характеризуется тем, что не впитывает влагу, не гниет и не плесневеет. Находит применение практически во всех строительных конструкциях. Из пенополиуретана изготавливаются плиты (стандартный размер 1200 ? 600 мм), панели, блоки, а также изоляционные покрытия, получаемые путем заливки и напыления непосредственно на месте. Еще из него делают изоляционные оболочки теплопроводов, слоистые сэндвич-панели. Наносимая способом напыления двухкомпонентная монтажная пена используется одновременно для теплоизоляции (изнутри и снаружи) и отделки фасадов зданий. Пенополиуретан превосходит другие пенопласты по температурным характеристикам: диапазон его применения — от -180 до +250°С. Это делает материал оптимальным как для изоляции магистральных теплопроводов и печных коллекторов, так и для защиты от теплопотерь морозильных камер. Рекомендуемая плотность пенополиуретана: для изоляции стен, крыш, труб — 10-12 кг/м3, для напыления — 28 кг/м3.
Крупные производители и поставщики в нашу страну изоляционных материалов из вспененного полиуретана — германская компания ELASTOGRAN и финская UREPOL. Последняя изготавливает из него и теплоизолирующие герметики марки Makroflex (поставляются в баллонах в виде быстро твердеющей на воздухе пены). Они применяются как для уплотнения и теплоизоляции стыков строительных конструкций и заполнения пустот, так и для склейки пенополиуретановых плит. Вполне конкурентоспособную продукцию — скорлупы трубопроводов, плиты, пенополиуретан для напыления — производят АО «ТЕРМОСТРОЙ» (Москва), фирмы «ИЗОТЕК», «КОРТ-И», «РИТМ-М». Стоимость 1 м2 ламинированной бумагой плиты отечественного производства толщиной 20 мм — $ 0,33; толщиной 50 мм — $ 0,55; 1 м2 напыляемой изоляции толщиной 30 мм — $ 7,5 (включая работу). Стеновые панели Metalplast Isotherm толщиной от 40 до 100 мм, облицованные стальными лакированными листами, с высокими теплозащитными и звукоизолирующими свойствами поставляет на российский рынок из Польши компания METALPLAST OBORNIKI. Отечественный аналог — полиалпан. Жесткие теплоизоляционные плиты из вспененного стекла и углерода предлагает фирма RUTON S. A. (Бельгия).
Тепло- и звукоизоляция межэтажного перекрытия:
а — плита,
б — теплоизоляция,
в — фанера или стяжка,
г — плитка или напольное покрытие.
Среди большого разнообразия газонаполненных материалов быстро растущую популярность завоевывают вспененные полиолефины (полиэтилен, полипропилен), жесткий экструзионный пенополистирол, а также жесткий пенополиуретан. Различаются материалы, предназначенные для комплексной защиты ограждающих конструкций снаружи (плиты из пенополистирола или пенополиуретана) и изнутри (полотна пенополиэтилена).
Новые технологии были разработаны и освоены ведущими производителями изоляционных материалов в Японии, Западной Европе и США; осваиваются они и в России. С помощью швейцарской фирмы ALVEO, первой в Европе освоившей передовую технологию японского концерна SEKISUI CEMICAL, запущена производственная линия по выпуску экструзионного пенополиэтилена на Ижевском заводе пластмасс (торговая марка «Изолон»). По собственной технологии пенофол производится заводом им. Карпова в Обнинске Калужской области. Изоляция из вспененного полиэтилена по различным технологиям выпускается во Владимире (завод «ТЕПЛОН») и в Тверской области (Нелидовский завод пластмасс). Постоянно растущий спрос на материалы этой группы покрывается за счет импорта. Основными поставщиками являются фирмы ARMSTRONG, ALVEO, THERMAFLEX.
Сочетая в себе тепло-, гидро-, звуко- и электроизоляционные свойства, экструзионные пенополиолефины отличаются, помимо этого, высоким сопротивлением теплопередаче (теплопроводность 0,033-0,039 Вт/м*К), повышенной стойкостью к неблагоприятным атмосферным явлениям (например, ультрафиолетовому излучению), а также к химическим воздействиям. Область рабочих температур — от -80 до +110°С. Эти материалы экологически безопасны, не имеют запаха, некоторые не поддерживают горение и обладают свойством самозатухания. Предлагаются также огнестойкие марки классов Г1 и Г2 (например, Alveolit TA FR 3000). Относящиеся к ним материалы (более 800 марок) поставляются в виде пластин и рулонов шириной 1-1,5 м и толщиной от 0,5 до 12 мм или в блоках толщиной до 170 мм различной плотности (от 22 до 170 кг/м3) и прочности (от 0,015 до 0,3 МПа при сжатии 10%).
Укладка паркетной доски на слой экструзионного пенополиэтилена.
Пенополиолефины применяются практически во всех сферах строительства: для борьбы с кровельным конденсатом, гидроизоляции тоннелей и фундаментов, тепло- и звукоизоляции воздуховодов и трубопроводов, уплотнения оконных рам и стыков строительных конструкций; в качестве тепло-, гидро-, звукоизолирующего слоя в бетонных стяжках, в том числе и в бассейнах; наконец, в виде амортизирующего слоя под паркетом, плавающим полом, лестничными ступенями и т. д.
Полотна пенополиэтилена укладываются на горизонтальные поверхности сухим способом. Соединяются между собой с помощью клеящей ленты внахлест или встык и фиксируются на полу в нескольких точках монтажной пеной типа Makroflex. На вертикальных плоскостях (стенах, перегородках) полотна крепятся гвоздями-дюбелями с широкой шляпкой (диаметром 40 мм) или клеем. Предпочтительны акриловый, полихлоропреновый или нитриловый клеи. На рынке имеются и самоклеящиеся марки полиэтиленовой изоляции.
Рекомендуемая плотность изоляции из экструзионных пенополиолефинов (кг/м3): для кровли — 50, для термо- и звукоизоляции стен — 25-33, для гидроизоляции различных частей здания — 29-67, для изоляции трубопроводов — 28-30. Цена — от $ 1,4 до $ 3,2 за 1 м2 в зависимости от толщины материала.
Теплоизоляционные скорлупы из пенополиуретана Elastopor.
Срок службы конструкций из газонаполненных пластмасс практически равен номинальному сроку службы здания в целом. Вот почему в современном строительстве популярна технология неснимаемой опалубки из жесткого пенополистирола (получившие распространение системы «Изодом-200», «Термомур», производимые в Москве). Для этой цели ЭППС поставляется в виде плит толщиной от 2 до 10 см и более, формат — 120 x 600 (650) см. Плиты имеют следующие характеристики: прочность при сжатии 10% — не менее 0,2-0,7 МПа, теплопроводность при средней температуре 20°С — 0,028-0,032 Вт/(м*°С), допустимый диапазон температур при влажности 100% — от -50 до +80°С, плотность — от 20 до 70 кг/м3.
Тепло не только покидает дом в холодную погоду, но и свободно проникает в помещения в жаркое время года. Ведь для энергии солнца воздух, керамика, кирпич и дерево — не преграда. Для защиты здания от солнечного перегрева применяется отражающая изоляция. Она представляет собой тонкую металлическую пленку, нанесенную снаружи поверх обычного теплоизолятора. В большинстве случаев это алюминиевая или жидкая фольга (как в изолирующем материале полиале). В Переславле-Залесском на заводе «ЛИТ-ИЗОЛЯЦИЯ» вспененный полиэтилен ижевского производства фольгируется и покрывается самоклеящим слоем (поставляется еще и под маркой «Пенофол», стоит от 66 до 85 руб. за 1 м2). Слой такой фольги, нанесенный на теплоизоляцию изнутри дома, будет отражать лучистое тепло нагревательных приборов в пространство помещений. Двусторонняя фольгированная изоляция действует наподобие термоса со стеклянной колбой.
Полагаю, читатель убедился, что выбор изоляционных материалов на рынке достаточно широк. Причем одна и та же строительная задача может быть решена с помощью различных материалов. Правда, под воздействием времени и окружающей среды они ведут себя по-разному, да и срок их службы неодинаков. Отсюда правило: хочешь построить дом, в котором несколько поколений хозяев смогут прожить без проблем, — не экономь на изоляционных материалах, выбирай их с учетом конкретной ситуации и специфики строительства. В наше время для этого имеются практически неограниченные возможности.
Редакция благодарит фирмы ALVEO, BASF и «КОМПАНИЮ АРНАТ» за помощь в подготовке материала.
