Утеплители. Требования, предъявляемые к утеплителям

Теплоизоляционные материалы

Требования, предъявляемые к утеплителям

Для реализации рассмотренных в предыдущих разделах схем могут использоваться 2 вида эффективных теплоизоляционных материалов: минераловатные и типа пенополистирола.

Начнем с минеральной ваты, то есть стекловаты и каменной ваты.

Специалисты фирм ROCKWOOL, PAROC и SAINT-GOBAIN ISOVER по нашей просьбе так сформулировали требования, предъявляемые к этому материалу.

Общие требования к теплоизоляционным материалам (утеплителю):

1. Утеплитель должен сохранять свои первоначальные геометрические размеры (не давать "усадки" и не расслаиваться) в течение всего срока эксплуатации. Этому требованию в наибольшей степени соответствуют теплоизоляционные материалы, произведенные таким образом, чтобы волокна располагались не в одном направлении, а хаотично.
2. Необходимая паропроницаемость - не менее 0,3 мг/(м·ч·Па), влагопоглощение - не более 1,5% по объему.
3. Материал должен быть негорючим (особенно актуально для деревянных домов) и экологически безопасным.
4. Теплоизоляционный материал для каждой из рассматриваемых схем выбирается в соответствии с условиями его эксплуатации, определяющими требования к плотности (именно она влияет на прочность материала на сжатие), паропроницаемости и прочности на отрыв слоев (усилие, которое надо приложить к внешнему слою, чтобы оторвать его от остальной массы).

Теперь о пенополистироле. Этот материал тоже имеет как достоинства, так и недостатки. К достоинствам следует отнести более низкую, чем у минераловатных утеплителей, теплопроводность (что позволяет уменьшить толщину слоя утеплителя), а также низкую стоимость материала. Недостатками являются меньшая, чем у минераловатных утеплителей, паропроницаемость, более высокая трудоемкость работ (сложнее подогнать "в размер" при установке) и более высокая горючесть (пенополистирол относится к самозатухающим материалам). Более высокая горючесть материала вызывает дополнительные сложности при монтаже:

• вокруг оконных и дверных проемов должен использоваться только минераловатный материал;
• необходимо устраивать противопожарные рассечки (высотой 150 мм) из минеральной ваты через определенные промежутки по высоте.

И тем не менее, этот материал достаточно широко используется для утепления фасадов: обходится он в 3-4 раза дешевле минеральной ваты.

Специалисты фирмы TEX-COLOR по нашей просьбе сформулировали основные требования, предъявляемые к этому материалу:

• Плотность 15-25 кг/м³.
• Структура должна быть плотной, гранулы прочно связаны между собой (у неплотного материала выше водопоглощение, а различные по размеру гранулы, плохо связанные между собой, - верный признак того, что материал быстро подвергнется, как говорят специалисты, "физической деструкции".
• Плиты должны иметь точные геометрические размеры - недопустимы отклонения по длине и ширине, превышающие 2 мм, перепад по толщине более 1 мм, неплоскостность плит более 0,5% (чем точнее размеры, тем меньше времени тратится на подгонку стыков плит).
• Допустимая линейная усадка - не более 0,2% (плиты нужно выдержать без упаковки не менее двух недель).

Низкая паропроницаемость делает невозможным использование пенополистирола для утепления деревянных фасадов. По причине более низких пожарных свойств не рекомендуется он и для вентилируемых фасадов каменных домов. Поэтому единственная область его применения - утепление каменных фасадов с последующим оштукатуриванием.

Материалы для защитно-декоративных экранов (облицовка)

Спектр материалов, применяемых для устройства защитно-декоративных экранов вентилируемых фасадов , чрезвычайно широк. Это может быть классическая деревянная обшивка (вагонка, "американка" или блокхаус), пластик (сайдинг), металл (стальной или алюминиевый сайдинг, кассетные панели, листы профнастила), листовые композиционные материалы (например, цементно-стружечные и фиброцементные плиты без покрытия и с декоративным покрытием), натуральный камень (ракушечник, туф, гранит, базальт, мрамор) и, конечно же, керамогранит. Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки. Все они различаются по долговечности, технологичности монтажа, весу облицовки, стоимости (как самой облицовки, так и каркаса под нее), и каждый из этих параметров необходимо учитывать при выборе.

Кроме перечисленных, но уже порядком поднадоевших вариантов обшивки современный рынок предлагает и довольно оригинальные (если не сказать неожиданные) решения. Например, использовать для обшивки плитку ARDOGRES (Италия).

Считаем и выбираем утеплитель

Каким образом с достаточной степенью достоверности определить необходимую толщину слоя эффективного утеплителя?

В общем случае схема такого расчета будет выглядеть так. Любую стену представляем как трехслойную конструкцию, в которой есть несущая часть (внутренняя), слой утеплителя и внешний слой, закрывающий утеплитель. Формула для расчета термического сопротивления трехслойной конструкции выглядит так:

R_общ = R_внутр + R_{утеплителя} + R_внешн, где R_общ=3,2 м²· С/Вт

(согласно изменениям №3 СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника"). Термическое сопротивление каждого из слоев рассчитывается по формуле

R=δ/λ, где λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(м· °С); δ - толщина слоя материала, м.

Зная материал существующей несущей стены (кирпич, блоки ячеистого бетона, деревянный брус и т. д.) и ее толщину, а также задавшись материалом и толщиной отделочного слоя (штукатурка и т. д.) и выяснив λ обоих материалов, можно легко рассчитать термическое сопротивление внутреннего (R_внутр) и внешнего (R_внешн) слоев.

Далее необходимо выбрать утеплитель и выяснить коэффициент его теплопроводности λ. Подставив полученные ранее результаты и λ_{утеплителя} в формулу для подсчета _общ, легко выяснить, какой толщины должен быть слой выбранного утеплителя.

R_{утеплителя}= R_общ - R_внешн - R_внутр, откуда δ_{утеплителя}= (3,2 - R_внешн - R_внутр)/λ_{утеплителя}.

Специалисты-теплотехники при проведении расчетов утепления дома учитывают не только сопротивление теплопередаче самой стены, но и теплопотери через окна, двери, перекрытия и т. п., и потому формулы, используемые ими, намного сложнее. Изложенный здесь метод расчета довольно приблизителен и может использоваться для предварительного расчета необходимой толщины слоя выбранного утеплителя или для выбора самого утеплителя, но не более того.

Требования к минераловатным утеплителям для различных схем утепления

	Деревянные конструкции	Каменные фасады
		Утепление с оштукатуриванием*	Утепление с вентилируемым зазором и защитно-декоративным экраном**
Плотность, кг/м3	Не менее 25-30/16***	Не менее 140/50****	Не менее 70
Прочность на сжатие при 10% деформации, кПа	Не оговариваются (материал нагрузок не испытывает)	Не менее 40 для тонких штукатурок; не менее 8 для толстых штукатурок	Не менее 10 или 4-6 с кэшированием стеклохолстом
Прочность на отрыв слоев, кПа/м2	Не оговариваются (материал нагрузок не испытывает)	Не менее 15 для тонких штукатурок; не менее 3 для толстых штукатурок	Не оговаривается

* - плиты утеплителя должны иметь высокие прочностные свойства и повышенную жесткость, так как испытывают нагрузки как при монтаже, так и в период эксплуатации (нагрузки, создаваемые весом штукатурки, случайные нагрузки). Для реализации этого варианта утепления могут подойти как материалы с однородной по толщине плотностью, так и материалы с повышенной плотностью внешнего слоя (до 180 кг/м³) и пониженной плотностью внутреннего (например, Fasade Slab от Rockwool);
** - в случае применения ветрозащитных мембран для защиты утеплителя со стороны вентилируемого зазора можно использовать те же утеплители, что и для деревянной конструкции. Правда, чем мягче утеплитель, тем сложнее сохранить его геометрические размеры (можно продавить дюбелями и т. д.). Кроме того, дешевизна менее плотного утеплителя с лихвой компенсируется дороговизной ветрозащитного слоя. Поэтому при данной схеме монтажа можно предложить использовать более плотный утеплитель, не нуждающийся в дополнительной защите. Требования, предъявляемые к таким утеплителям, значительно ниже, чем в схеме утепления с оштукатуриванием, так как отсутствуют нагрузки, действующие на него. Достаточная жесткость такого утеплителя позволит избежать выдувания волокон в вентилируемом зазоре. И монтировать жесткий материал проще.
Теплоизоляционные материалы, соответствующие этим требованиям, вполне можно использовать для утепления деревянных фасадов. Стоимость "пирога" получится несколько дороже, зато и монтировать, и эксплуатировать конструкцию будет спокойнее;
*** - значение указано для утеплителей из стекловолокна IZOVER ("ФЛАЙДЕР-ЧУДОВО" не рекомендует применять утеплитель Ursa в таких конструкциях);
**** - значение указано для утеплителей из стекловолокна-оштукатуривание с применением металлической сетки.