Меню разделаНа главную

УТЕПЛЕНИЕ КРЫШ

Выбор теплоизоляционного материала

Утеплитель должен сохранять теплоизоляционные свойства на протяжении долгого времени, обладать биостойкостью, водостойкостью, не выделять токсичных и неприятно пахнущих веществ, соответствовать требованиям пожарной безопасности.

На что смотрим при выборе теплоизоляции для крыши.

1. Теплопроводность. Как уже говорилось, для утепления скатов мансардных крыш нужны утеплители с теплопроводностью не более 0,04 Вт/м°С. Иначе слой утепления получится слишком высоким для того, чтобы поместить его в межстропильном пространстве. Чем меньше будет теплопроводность утеплителя, тем лучше. Для утепления чердачных перекрытий холодных чердаков, где высота и вес теплоизоляционного слоя не играет решающей роли, можно использовать дешевые, но более теплопроводные засыпки.

Практически у всех современных утеплителей коэффициент теплопроводности ниже 0,04 Вт/м°С. Подобрать утеплитель по этому показателю не составит труда. Необходимо отметить, что изготовители теплоизоляционных материалов в технических характеристиках на изделие указывают три коэффициента теплопроводности, а то и четыре: в сухом состоянии или при температуре 10°С; при температуре 25°С; для влажности по категории А; для влажности по категории В. Для ориентировочного расчета толщины утеплителя смотрим на коэффициент теплопроводности утеплителя в сухом состоянии или при температуре 10°С. Если нужен точный тепловой расчет, то обращайтесь к СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника». Кстати, это один из немногих документов, разобраться в котором можно даже не имея специального образования.

2. Объемный вес утеплителя. Здесь утеплители сильно различаются. Один кубометр теплоизоляции может весить от 11 до 350 кг. Разница ощутимая. Утеплители с большим объемным весом значительно утяжеляют кровлю, стропильная конструкция крыши должна быть рассчитана на этот вес. Различается и способ монтажа такой теплоизоляции: легкие утеплители, как правило, устанавливаются в каркас, образуемый стропилами и обрешеткой, а тяжелые — поверх стропил. Утеплители с большим объемным весом — это жесткие материалы, способные самостоятельно нести на себе вес кровли и снега. Легкие утеплители — мягкие и ничего кроме самих себя нести не могут.

3. Формостабильность. Выбирая материал для теплоизоляции и останавливая выбор на легком утеплителе, задумываемся о сминаемости утеплителя. Расположенный на крутом скате утеплитель может быть частично смят под давлением собственного веса. При небрежном монтаже есть вероятность того, что утеплитель сползет, сжимая нижний край и оголяя пространство у конька. Формостабильность, то есть сохранность с течением времени геометрических параметров материала, — это основной фактор, определяющий качество утепления. И вот почему. По итогам ряда независимых лабораторных испытаний было доказано, что потери тепла через щели между теплоизоляционными плитами либо матами могут составлять до 40%. В то же время испытания на долговечность теплоизоляционных материалов в реальной конструкции показали, что материал с течением времени не изменял своего коэффициента теплопроводности. На основании этого было сделано заключение, что к критериям качества теплоизоляции, определяющим долговечность материала в конструкции, в первую очередь следует относить сохранение геометрических размеров материала. Именно стабильность формы и размеров материала обеспечивает надежную теплоизоляцию сооружения на заданном уровне в течение длительного заданного времени.

В технических характеристиках на материал вы вряд ли найдете такое определение как формостабильность. Изготовители указывают коэффициенты трения и Пуассона, расчетные сопротивления утеплителя сжатию и изгибу. В принципе, выбирая утеплитель для скатной кровли, устанавливаемый в межстропильное пространство, зная длину ската, способ установки теплоизоляционного слоя, объемный вес, толщину и ширину устанавливаемого утеплителя, можно рассчитать на какую величину произойдет возможное «оголение» конька. Но вряд ли кто-то, не связанный со строительством на профессиональном уровне, будет этим заниматься. Поэтому выбирать нужно тот утеплитель, на упаковке которого изготовитель четко написал или поставил пиктограмму «для скатных крыш».

В зависимости от химического состава волокон ватных утеплителей, это может быть стекло, базальт и другие неорганические соединения, утеплитель различается по своей объемной массе. Утепляющий материал от этого становится сверхлегким и сверхтяжелым. Легкие утеплители обладают очень малой несущей способностью и устанавливаются в деревянный каркас крыши, образуемый стропилами и обрешеткой. Тяжелые утеплители, наоборот, обладают значительной несущей способностью и могут быть установлены прямо на стропила как самостоятельная несущая конструкция. Формостабильность легких ватных утеплителей обеспечивается упругостью волокон. Например, вставленный между стропилами, он расправляется и «заклинивает» между ними. Тяжелые утеплители держат форму за счет жесткости своих волокон. Обычно изготовители в технических характеристиках на утеплитель указывают его упругость.

Пенные утеплители обладают лучшей формостабильностью, чем мягкие ватные утеплители. Их формостабильность и несущая способность примерно равна жестким каменным ватам. Однако этот фактор не всегда благоприятно сказывается на практическом применении пенного утеплителя в качестве строительного материала для крыш. Например, минераловатный утеплитель, установленный в межстропильное пространство, расправится и плотно прижмется к стропилам, а формостабильность пенного утеплителя не обеспечивает такого плотного прилегания и могут образоваться пустоты — «мостики холода». Но если пенный утеплитель установить сверху стропил, то он оказывается в более выгодном положении, чем жесткие минераловатные утеплители работающие в тех же условиях. Обладая примерно одинаковой несущей способностью, пены легче весом.

4. Паропроницаемость. От этого будет зависеть выбор конструктивного решения кровли. Условно утеплители, изготовленные в форме плит (или рулонов, которые раскатывают и режут на плиты), можно разделить на «ваты» и «пены». К ватным утеплителям относят теплоизоляционные материалы, изготовленные из минеральных или органических волокон: стекловата, минвата, каменная вата и т. д. К пенным утеплителям относятся материалы, полученные путем затвердения «пены» из пластических масс различного химического состава. И те, и другие теплоизоляционные материалы, применяемые для утепления скатных крыш, имеют примерно одинаковую теплопроводность в пределах 0,04 Вт/м°С. Они почти равны по своим теплоизоляционным свойствам, но обладают другими качествами, которые сильно разнятся.

«Ваты», сделанные из волокон, это паропроницаемые материалы, поскольку волокна, причудливо переплетенные в материале, не образуют замкнутых пор. Водяной пар легко попадает в ватный утеплитель, так же легко из него удаляется. Поскольку существуют обычные утеплители, важно, чтобы волокна теплоизоляционного материала для крыши были покрыты специальным водоотталкивающим веществом, такие утеплители называют гидрофобизированными. Молекулы воды (водяного пара) не могут проникнуть внутрь волокна утеплителя и смочить его, они могут только «прицепиться» к поверхности волокна, а когда соберется критическая масса, они образуют каплю и скатываются под собственным весом. Таким образом, гидрофобизированные ватные утеплители — это паропроницаемый и ненамокаемый материал. Их гигроскопичность (способность удерживать воду) обычно не превышает 0,5–5% от первоначального веса. Чем меньше будет показатель водопоглощения, тем лучше.

Фольгированные «ваты», покрытые с одной или двух сторон алюминиевой фольгой, делают этот материал паронепроницаемым.

В «пенах» нет волокон, они изготавливаются путем заполнения внутреннего пространства воздухом или инертными газами. Поэтому пенные утеплители состоят из ячеистой структуры, которая в свою очередь может быть с замкнутыми пузырьками газа либо ее структура напоминает хорошо нам знакомую банную губку. Утеплители на основе пены могут быть как пропускающими водяной пар, так и не пропускающими. Например, пенополистирол, изготовленный экструзионным способом, практически паронепроницаем, в нем газонаполненные «шарики» как бы спекаются в единое целое, а неэкструзионный пенополистирол (пенопласт) пропускает водяные пары между «шариками».

Паропроницаемость строительных материалов характеризуется коэффициентом паропроницаемости, чем ниже этот коэффициент, тем меньшее количество пара пропускает утеплитель.

Показатели объемного веса, паропроницаемости и теплопроводности можно посмотреть в таблицах сайта 1 и 2.

Если утеплитель не представлен в таблицах нормативных документов, читаем техпаспорт изделия. К сожалению, некоторые производители теплоизоляции указывают в технических характеристиках не коэффициент паропроницания, из которого легко вывести другие показатели, а сопротивление материала паропроницанию или наоборот, паропроницание материала в физических величинах. Сопротивление паропроницанию рассчитывается по упрощенной формуле R=T/µ, а паропроницаемость по формуле П=µ/Т. Где R — сопротивление паропроницанию, м²·ч/мг; П — паропроницаемость материала, мг/м²·ч; Т — толщина материала (в нашем случае толщина теплоизоляции), м; µ — коэффициент паропроницания, мг/м·ч. В зависимости от того какую из технических характеристик показывает изготовитель теплоизоляционного материала, по данным формулам находим нужную нам величину.

В зависимости от паропроницаемости теплоизоляции принимается решение о конструктивной схеме послойного устройства кровли.

Утеплители, установленные первым (внутренним) слоем по низу стропил, имеющие сопротивление паропроницанию более 1,6 м²·ч/мг, не нуждаются в пароизоляции, в сухих помещениях они сами — пароизоляторы. К таким утеплителям относятся практически все «пены» с толщиной листа 5 см и коэффициентом паропроницаемости до 0,08 мг/м·ч включительно. Если толщина листа теплоизоляционного материала будет другой, не трудно пересчитать его сопротивляемость паропроницанию по формулам, приведенным выше, важно чтобы она была больше 1,6 м²·ч/мг — это требование СНиПа.

Нужно внести некоторую ясность в этот вопрос, чтобы не было недопонимая физического процесса. Влажность и температура воздуха в жилом помещении величины почти постоянные (о банях не говорим). Температура колеблется где-то в пределах 18–25°С, а относительная влажность — в пределах 50–65%. При таких значениях температуры и влажности, в воздухе содержится вполне определенное количество водяного пара и его парциальное давление известно. Температура и влажность наружного воздуха для нас тоже не тайна. Поэтому, определив максимально возможное значение разности парциальных давлений водяного пара, ученые пришли к выводу, что если установить на пути движения пара «преграду», обладающую сопротивлением паропроницанию не менее 1,6 м²·ч/мг, то пар просто не сможет ее продавить и проникнуть в толщу ограждающей конструкции. Правда, при этом возникает другой вопрос. Проникновение пара внутрь «преграды» сопровождается понижением температуры и есть, хоть и маленькая, вероятность выпадения конденсата. А вот на этот вопрос ответ может дать только полный теплотехнический расчет ограждающей конструкции, привязанный к конкретному региону строительства и конкретным строительным материалам, применяемым в конструкции. Если выпадение росы вероятно, то перед утеплителем устанавливается пароизоляционный слой.

Высокая или низкая паропроницаемость теплоизоляционных материалов это благо или вред? Это факт, который необходимо учитывать. Паропроницаемые «ваты» хорошо пропускают пар, но, проходя через них, он может образовать конденсат и превратиться в воду. Утеплители гидрофобизированы и вода скатится, но не вся, немного ее все же останется, а теплоизоляционный материал при этом частично потеряет свои теплоизолирующие свойства. Для того чтобы пар не попадал в утеплитель, нужно устанавливать пароизоляционный слой со стороны помещения. А установив его, получается, что и пропускать утеплителю больше нечего, мы отсекли пар. Пусть не стопроцентно, но отсекли. И зачем нам теперь его паропропускные способности?

«Пены» обладают большой сопротивляемостью паропроницанию и изначально пресекают попытки проникновения сквозь себя водяного пара. Получается, что оба типа утеплителя: один с пароизоляционным слоем, другой сам является пароизолятором, работают примерно одинаково. В реальности, несмотря на наличие пароизоляции, в «ватный утеплитель», так же как и в «пенный», постоянно поступает некоторое количество водяного пара, образующегося в процессе жизнедеятельности человека. Влага в виде газа проникает через каждый квадратный метр поверхности пароизоляции, имеющей определённую величину паропроницаемости, а также через дефекты и стыки пленок. Абсолютно паронепроницаемыми являются только металлы (фольга) и стекло.

И в том, и в другом случае происходит влагонакопление в теплоизоляционном слое. Выходит, что нет разницы в том, какой теплоизоляционный материал установить? Это было бы действительно так, если бы мы рассматривали утеплитель сам по себе, вне зависимости от окружающих конструкций. Однако утеплитель устанавливается в межстропильное пространство, а для того чтобы дерево стропил могло беспрепятственно отдать влагу, накапливающуюся в нем, лучше установить здесь паропроницаемый утеплитель, какую-либо из «ват». К тому же, они лучше примыкают к стропилам и меньше образуют «мостики холода». «Пенные» утеплители разумнее устанавливать под либо над стропилами, тогда они будут наиболее эффективны.

От того какой используется теплоизолирующий материал и нужна ли пароизоляция, зависит общее техническое решение конструкции всей крыши. Необходимо сразу добавить, что если вы не проводили для «пен» теплотехнический расчет на выпадение росы и решаете установить пароизоляцию просто так, на всякий случай, то хуже от этого не будет. Но во избежание парникового эффекта нужно позаботиться о внутреннем воздухообмене помещения, впрочем, это нужно делать и при применении «ватных» утеплителей. Сделать в окнах форточки и грамотно спроектировать вентиляционную систему.

При выборе утеплителя можно взять только один вид утеплителя, а можно два и использовать их в комплексе, дополняя недостатки одного достоинствами другого. При этом теплоизоляционный материал с меньшим паропропусканием должен лежать перед утеплителем с более высокой паропроницаемостью — это строительная азбука. Нет «хороших» или «плохих» строительных материалов, есть неправильное их применение.

При покупке утеплителя в крупных магазинах, имеющих специализированные отделы либо на фирмах, занимающихся данными видами работ, поинтересуйтесь конструкцией кровельного «пирога». Фирмы, работающие в вашем регионе, давно провели необходимые теплотехнические расчеты и наверняка знают о вероятности выпадения росы в толще утеплителя для вашей климатической зоны. Не нужно прислушиваться к мнению людей: «все так делают», имеющих смутное либо ошибочное представление о реальной работе утеплителя. Правильный ответ на любой вопрос может дать только полный теплотехнический расчет. Если вы не можете его где-либо получить или заказать, сделайте его сами по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» либо по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». Расчет не так сложен как кажется: «горшки обжигают не боги, у них много своих дел». Ошибочный выбор конструктивного решения может привести к последующей полной переделке кровли.

5. Горючесть материала. Желательно, чтобы утеплитель был негорючим или самозатухающим. Однако не следует ожидать от материала чуда, в эпицентре огня горит и плавится все, что в нормальных условиях гореть не должно: и металл, теряет свою несущую способность, и железобетон, и кирпичная кладка.

6. Звукоизоляция. «Ваты» прекрасные звукоизоляторы, «пены» — хуже, но если их устанавливать в комплексе с «ватами», то о шуме барабанной дроби дождя по крыше можно забыть.

На что не смотрим при выборе теплоизоляции для крыши.

Меньше всего смотрим на собственное имя теплоизоляции. Например, от того, что стеклянную вату производят компании Изовер или Урса, она не перестает быть стекловатой. Но обращаем внимание на то, что в конкурентной борьбе изготовители теплоизоляционных материалов постоянно совершенствуют свою продукцию, изменяя объемный вес, коэффициенты теплопроводности и паропроницания. Поэтому основное внимание уделяем техническим характеристикам, предоставленным изготовителем теплоизоляционного материала.