"Мужчина должен посадить дерево, построить дом и вырастить сына» утверждает народная мудрость. Построить не просто дом, а современный дом – задача достаточно непростая."
Долговечность здания зависит от долговечности всех элементов его составляющих. Какие - то элементы, например полы, окна, двери можно заменить на определённых этапах эксплуатации. Но как заменить фундамент или стены. Значит, они должны надёжно отработать весь нормативный срок эксплуатации, а для этого их нужно защитить. И в первую очередь от влаги и перепадов температур, основных источников проблем и бед. Грамотная теплоизоляция здания справится с этой задачей, а заодно создаст комфорт и сэкономит топливо. И только за счёт отопления через несколько лет оправдает вложенные в неё силы и средства.
Теплопроводность теплоизоляционного материала зависит от его внутренней структуры, плотности и пористости и влажности. Высокая пористость материала препятствует свободному перемещению воздуха. Впрочем, сухой воздух переносит немного тепла, а вот вода, содержащаяся в нём, в силу своей высокой теплоёмкости даже в виде пара способна перенести большое количество энергии. Но это ещё не всё. Намокший участок теплоизоляции, увеличивает коэффициент теплопроводности, и утеплитель перестаёт выполнять своё предназначение, становясь мостиком холода. Для того, чтобы предотвратить или как минимум уменьшить попадание воды в утеплитель проводят специальные мероприятия по его защите ограждающими конструкциями. В противном случае зимой процесс накопления влаги и промерзания утеплителя идёт по экспоненте, вода конденсируется и намерзает в теплоизоляторе не успевая испаряться.
Поскольку одна из основных задач грамотной теплоизоляции здания - это эффективное удаление влаги из ограждающих конструкций поясню, что такое давление пара (парциальное давление). Пары воды, содержащиеся в определённом объёме воздуха, всегда будут перераспределяться в соседний, более сухой объём, стремясь выровнять влажность. Как известно окружающий нас воздух в большей или меньшей степени содержит пар. В дождливый день или туманным утром влажность может быть и 100%, суховей снизит её до 10-15%, в обоих случаях для человека это плохо. На наше счастье это крайности. Большую часть года влажность воздуха на улице в пределах 40-60%. Собственно с учётом этого и построена вся современная теория и практика теплоизоляции. Вода в виде пара может попадать в ограждающие конструкции стен. И это даже неплохо. Массивные, пористые стены, в критических случаях легко впитывающие большое количество влаги из помещения, а затем постепенно отдающие её обратно, служат хорошим регулятором влажности. А поскольку вода и стены энергоёмки и тепла аккумулирует много, то одновременно регулируется и температура. Но воды не должно быть слишком много, пары относительно легко должны проходить и сквозь стены, удаляясь в вентилируемый зазор и наружный воздух. Т.е. большую часть года стены должны сохнуть. В то же время недопустимы прямые протечки, к примеру с крыши в утеплитель или на стены. Такие объёмы воды методом испарения удалить из стен невозможно и неизбежно появятся сопутствующие проблемы: промерзание, грибок и плесень.
Теплоизоляция как конструкция
Последние десятилетия стало хорошим тоном применять западные технологии в строительстве. Тем более, что они действительно стоящие. Теплоизоляция одно из этих направлений, позволяющее экономить строительные материалы, энергоресурсы, необходимые для обеспечения комфорта зданий в процессе эксплуатации и значительно снижает финансовые затраты на этапе строительства и всего жизненного цикла объекта.
Теплоизолировать дом можно разными способами: внешним и внутренним. Внешнее утепление, по мнению специалистов, наиболее правильно. Оно позволяет не только надёжно утеплить строящееся здание, но и реконструировать давно построенное, одновременно придав ему новый облик. При наружной теплоизоляции достаточно просто решается и проблема конденсата, применением современных дышащих утеплителей и мембран. Толстый слой теплоизолятора гарантирует, что точка росы останется в утеплителе, а на стенах не появятся мостики холода и плесень. Следовательно, и стены не подвергнутся разрушению, а дом прослужит долгие годы.
Застройщики, приступая к строительству, иногда не понимают, что существуют утеплители паропроницаемые (паропрозрачные) и не паропроницаемые. К паропроницаемым можно отнести: минеральную вату, эковату, пеноизол, …. К паронепроницаемым - экструзионный пенополистирол, вспененный полиэтилен, пеностекло, …. Первые имеют открытую пористую структуру, хорошо продуваются и достаточно гигроскопичны, вторые ячеистую закрытую структуру, практически не впитываю воду и не пропускают воздух. Собственно эти особенности двух основных групп теплоизоляторов и определяют технологию их применения и совместимость с некоторыми конструкционными материалами.
Теплоизоляция отапливаемого здания, в современном понимании, строится на нескольких базовых принципах. Стена должна состоять или из конструкционного «тёплого» однородного материала или (если это пирог - сэндвич) ограждающих конструкций, то из паропроницаемых материалов с наружным теплоизоляционным слоем. Каждый последующий слой (в направлении из помещения наружу) должен иметь более высокую проницаемость для паров воды. Влага в этом случае удаляется естественным образом, по большей части перемещаясь с тёплой стороны стен, в более холодную и на улицу и стены сохнут. Но не вся влага дома должна инфильтроваться через стены, иногда её слишком много. Для этого помещения оснащаются вентиляцией.
Для появления грибка в доме необходимы три компоненты: влага, тепло дома и углекислый газ, выделяемый человеком. Чаще всего грибок и промерзание - это следствие ошибок в проектировании или некачественный монтаж теплоизоляции и вентиляции.
Итак, как должен выглядеть сэндвич теплоизолированной стены концептуально. Рассмотрим на примере классического навесного фасада.
Несущие стены, выполненные из традиционных конструкционных материалов: кирпича, дерева, различных видов блоков и должны соответствующим образом дорабатываться. К примеру, деревянный сруб проконопачен, стены из керамзитовых блоков, подверженных продувке, если не оштукатурены, то по крайне мере затёрты штукатурным раствором и т. д.
С наружной стороны несущей стены, в зависимости от материала последней, может устраивается мембрана пароизоляции, защищающая утеплитель от чрезмерного насыщения парами воды из помещения. Между собой листы пароизоляции тщательно проклеиваются. Следующий слой, собственно слой теплоизолятора достаточной толщины и завершает пирог плёнка ветроизоляции или гидроизоляции, закрывающая утеплитель от свободной продувки наружным воздухом. Затем следует вентилируемый зазор и завершает «пирог стены» собственно отделка: сайдинг, панели или иные отделочные материалы.
Данный пример вполне применим для навесных фасадов, где в качестве теплоизоляторов используются мягкие и пористые утеплители: плиты минеральной или каменной ваты, эковата, либо карбамидный пенопласт (пеноизол).
Для негигроскопичных (они же не паропрозрачные) утеплителей, таких как полистирольные, экструзионные, полиуретановые пенопласты сэндвич стены может быть существенно упрощён. Необходимости изолировать их паро- и ветрозащитными плёнками нет. Они сами хорошие ветро- и гидроизоляторы. Вентиляционный зазор можно оставить, но предназначение у него меняется, теперь его задача защищать пенопласты от перегрева и солнечной радиации, поскольку и то и другое им противопоказано. Но чаще, если для теплоизоляции стен выбраны именно эти утеплители, то их просто штукатурят, не заморачиваясь вент фасадом. Недостаток такого выбора не паропрозрачность стен. В принципе, если дом используется для ПМЖ и постоянно отапливается, большой беды в этом нет, при достаточном слое теплоизоляции конденсата в стенах не будет, а влага прекрасно испарится и в помещение. Только вентиляция необходима немного мощнее.
Очень важный этап, выбор самого утеплителя и расчёт мощности слоя теплоизоляции стен. Ведь неграмотными действиями мы легко можем навредить дому и заложим «бомбу» которая взорвётся через несколько лет.
Чем как правильно теплоизолировать? Универсального способа, как и теплоизолятора, нет. В различных случаях требуется индивидуальный подход. Рынок предлагает много утеплителей, но нужно понимать, что в принципе каждый был разработан под конкретные цели, поэтому спорить, что лучше пенопласт, пеноизол, пеностекло или минеральная вата бессмысленно, нужно рассматривать прогнозируемые условия эксплуатации и применительно к нему делать выбор исходя из особенностей того или иного утеплителя, естественно учитывая требования по долговечности, пожаробезопасности, экологичности и др, соизмеряя всё с финансовыми возможностями.
Но вернёмся к теплоизоляции стен, как её организовать и на чём сконцентрировать внимание.
Первое, на что следует обратить внимание - это то, что слой мякго-пористых утеплителей должен рассчитываться с запасом + 10 – 15%, так как заявленные производителями характеристики соответствуют сухим утеплителям. А реальная эксплуатация предполагает, что в них будет присутствовать вода.
Второе – толщина слоя теплоизолятора должна проектироваться такой, что бы точка перехода температуры через 0 и точка росы даже в холодный зимний период оставались в слое утеплителя и не контачили со стеной. Точка росы зависит от температуры и влажности, но не будем вдаваться в такие тонкости, достаточно знать, что для наших широт её обычно принимают + 6 °С. Собственно это та точка в слое утеплителя на переходе, через которую вода из парообразного состояния переходит в жидкое (конденсируется). Задача любого строителя как можно дальше отодвинуть её к внешней стороне утеплителя, тем самым предотвратив намокание, плесневение и гниение стен.
Немаловажен и выбор самого утеплителя. Здесь следует учесть, из какого материала построены несущие стены. Их совместимость с определёнными утеплителями, плотность, гигроскопичность и другие параметры теплоизоляторов. К примеру, рулонная минвата прекрасно подходит для утепления потолочных перекрытий, но не лучший выбор для теплоизоляции вертикальных стен. Минеральная вата достаточно гигроскопична и даже несмотря на то, что все производители специально обрабатывают её гидрофобными растворами и тем не менее мягкая основа не оставляет надежды, что она не осядет при многолетней эксплуатации в стенах, оголив большие участки.
Плитные минераловатные утеплители (плотностью не менее 125 кГ/м³) больше соответствуют условиям эксплуатации в вертикальных ограждающих конструкциях. Но и на их состояние не лучшим образом сказываются бесконечные циклы увлажнения и сушки. При условии, что при монтаже теплоизоляции технология неукоснительно соблюдалась, то от капитального ремонта всё равно вас отделяет не более 20 лет.
Пенополиуриетан – достаточно новый теплоизолятор с прекрасными теплоизоляционными характеристиками, не гигроскопичен, а значит и поры закрыты и не пропускают влагу и поэтому не рекомендуется к безоглядному применению на деревянных конструкциях, так же как и экструдированный, и полистирольные пенопласты – дерево сгниёт.
Поскольку древесина один из универсальных и основных материалов в строительстве, применяется часто и повсеместно. Остановлюсь немного на ней. Древесина неплохо выдерживает периодические намокания, но при условии, что после этого есть условия для сушки. Поэтому теплоизоляция деревянных конструкций непаропрозрачными утеплителями должна предваряться технологическими изысками.
Деревянный дом – пожалуй один из немногих объектов, для которого утепление изнутри не причинит особого вреда. Но только при использовании паропрозрачных материалов и соблюдении технологии утепления, пароизоляции и вентиляции деревянных конструкций. Впрочем, и сама древесина при толщине стен 50 – 55 см вполне соответствует действующим нормам по теплосопротивлению. И из таких брёвнышек вполне можно «накатать» себе домик.
Ну и на десерт остановлюсь ещё на одном «тёплом», с вековой историей, но незаслуженно почти забытом, конструкционно-теплоизоляционном материале как арболит. Если стоит задача построить дом из тёплого однородного материала, то этот композиционный материал, созданный из цемента и древесных отходов, хорошо подходит для малоэтажного строительства. Теплоизоляционные характеристики всего лишь в два-три раза хуже пенопласта, зато остальные характеристики близки к древесине, поскольку в основе арболитовых блоков до 90% древесной щепы.
Бернард Шоу как - то сказал – «Единственный урок, который можно извлечь из истории, состоит в том, что люди не извлекают из истории никаких уроков».
За тысячелетия развития человечество накопило огромный опыт возведения самых разнообразных сооружений, было всё и удачи и поражения. Удачи брались на вооружение, неудачи анализировались и учитывались в последующих проектах. Методом проб и ошибок человечество накапливало крупицы знаний. И вы, решив построить дом, возьмите всё лучшее из этого опыта. А слова Бернарда Шоу, надеюсь, они не про нас!
Как не крути, а строительство давно многопрофильная наука, со всеми вытекающими! Поэтому во всех сомнительных случаях, обращайтесь за консультациями и помощью к специалистам.
Удачи вам в строительстве!
Термины и определения
Теплоизоляцией можно назвать как любой утеплитель, так и комплекс мероприятий по утеплению, термоизоляции строений или оборудования. И то и другое с точки зрения русского языка правильно.
Теплоизолятор и его синонимы: утеплитель, термоизолятор – материал, имеющий низкий коэффициент теплопроводности и применяемый для удержания тепла внутри изолируемого объекта.
Теплопроводность - способность теплоизоляционных материалов передавать тепло через свою толщу. Теплопроводность, пожалуй, важнейшая техническая характеристика теплоизоляторов, именно от неё зависит термическое сопротивление ограждающей конструкции. λ - коэффициент теплопроводности имеет размерность Вт/(м·°С). Измеряет количество тепла проходящего через материал толщиной в 1 м и площадью 1 м², при разности температур противолежащих поверхностей в 1°С за один час.
Строительные теплоизоляционные материалы – материалы или изделия, назначение которых тепловая изоляция конструкций зданий «ГОСТ» подразделяет их:
По исходному сырью – на органические, неорганические и смешанные;
По внутренней структуре – волокнистые, ячеистые, сыпучие;
По форме готового изделия – рыхлые, плоские, фасонные, шнуровые;
По пожароопасности – горючие, трудносгораемые, негорючие.
Пароизоляция – защищает слой утеплителя от паров воды.
Гидроизоляция – защищает утеплитель от попадания воды в капельной форме. Паровая фракция проходит.
Ветроизоляция – защищает утеплитель от конденсата и продувки.
Паропроницаемость – способность материала или конструкции пропускать пары воды.
Водопоглощение – количество влаги удерживаемой материалом при непосредственном контакте с водой.
Гигроскопичность – способность материала поглощать водяные пары. Два последних пункта для теплоизоляторов отрицательные характеристики, т. к. повышение влажности увеличивает теплопроводность.
Морозостойкость – способность насыщенного водой материала выдерживать циклы заморозки и оттаивания без деструкции внутренней структуры.
Подробнее...