Теплоизоляция дома: как сберечь драгоценное тепло?
Опубликовано: 03.09.2018
Теплокраска для утепления
В настоящее время проблема сбережения тепла по-прежнему остается острой, причем ей уделяется внимание, как на государственном, так и на международном уровнях. Причин тому несколько: во-первых, чтобы обогреть сотни миллионов квадратных метров плохо утепленных жилищ, необходимо тратить поистине астрономические суммы на топливо (а цены на энергоносители растут день ото дня), да и запасы ископаемого топлива не бесконечны. Во-вторых, в последние несколько десятков лет приобрело значение усилившееся антропогенное воздействие на окружающую среду. В частности, прогрессирующее развитие «парникового эффекта», не в последнюю очередь вызванное выбросами от сжигания угля, нефти и прочих энергоносителей.
Чтобы правильно выбрать материал для теплоизоляции дома , нужно знать, чего мы хотим добиться и для каких именно целей он нам нужен. Для этого остановимся вкратце на некоторых терминах и основных требованиях к теплоизоляции.
Какой должна быть теплоизоляция дома?
Вид исходного сырья — это то, из чего сделана теплоизоляция. При ознакомлении все теплоизоляционные материалы можно разделить на органические и неорганические.
Хорошие прочностные характеристики означают эксплуатационную надежность утеплителя и его способность удерживать заданную форму. Они включают в себя целый ряд показателей, в частности, прочность на сжатие и растяжение, прочность на отрыв слоев. Все это очень важно, так как теплоизоляция в составе конструкции часто подвергается механическим нагрузкам. Так, например, ошибочно считается, что материалы небольшой плотности используются там, где нагрузка на изоляцию отсутствует (полы на лагах, перегородки, чердаки), а высокой плотности — для нагружаемых конструкций, таких, как полы на цементной стяжке, фасады, плоские кровли и т. д. Это не совсем верно, так как для «тяжелых» конструкций (плоские кровли, полы) важным показателем, характеризующим стойкость к нагрузкам, является твердость на сжатие при 10 % деформации, для фасадов — твердость на отрыв слоев, а для сэндвичпанелей — твердость на сдвиг.
Теплопроводность — это главное качество для теплоизоляции. Оно означает, что материал должен обеспечить требуемое сопротивление теплопередаче при минимальной толщине несущей конструкции. Чем ниже теплопроводность, тем лучше теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности для изолирующих материалов не должен превышать 0,04–0,06 Вт/(м•К). Помимо этого, необходимо учитывать горючесть, паропроницаемость, плотность материала, а также его водостойкость, водопоглощение и экологичность.
Где нужна теплоизоляция?
В строительстве сегодня используют современные материалы и технологии, позволяющие сберечь тепло более эффективно. Надо сказать, что утеплить как в строящемся, так и в уже построенном здании можно буквально все — от фундамента до крыши. Однако для достижения максимальной эффективности необходимо знать некоторые технические особенности, характерные для разных сфер применения теплоизоляции.
«Теплые» стены — реальность, а не мечта
В уже построенных домах часто применяют внутреннее утепление, хотя с точки зрения теплотехники — это не самый лучший вариант. Дело в том, что в этом случае, помимо уменьшения полезной площади, влага, неизбежно образующаяся в жилом помещении, начинает конденсироваться на холодной части стены, то есть под теплоизоляцией. Итогом становится отсыревание стен, что негативно отражается на внутренней отделке помещений и здоровье находящихся в них людей.
Наиболее оптимальным, по мнению специалистов, является фасадное утепление, позволяющее не только эффективно и надежно утеплить уже построенное здание, но и придать ему новый облик. Стоит сказать, что такое утепление является наиболее грамотным со всех точек зрения. Дело в том, что по сравнению с другими конструкциями стены имеют гораздо большую площадь и поэтому значительная часть всех потерь тепла (до 40 %) происходит именно через них. При этом внешние части стен здания при эксплуатации испытывают неблагоприятное воздействие перепадов температур, осадков, солнечной радиации и других вредных факторов.
Если теплоизоляция стен дома выполняется снаружи, проблема конденсации влаги весьма эффективно решается использованием современных паропроницаемых утеплителей. Зона выпадения конденсата смещается в слой утеплителя, который испаряет его в окружающую среду. Это позволяет несущей стене оставаться сухой и благоприятно отражается на состоянии конструкции. Кроме того, стена внутри теплоизоляционной «шубы» перестает подвергаться температурным перепадам и, оставаясь постоянно нагретой изнутри, становится своеобразным аккумулятором тепла, способствуя сохранению комфортной температуры. Для реализации этих преимуществ наружного утепления и созданы два вида фасадных систем.
Штукатурные системы
Теплоизоляционная штукатурная система представляет собой многослойное покрытие, закрепляемое на несущей стене из бетона или кирпича. Материалы должны быть подобраны так, чтобы обеспечить «дыхание» стены. Для этого с внутренней стороны ограждающей конструкции рекомендуется использовать материалы с более высокой теплопроводностью и сопротивлением паропроницаемости. В этом случае конденсат, образовавшийся в толще стены, при перепаде наружной и внутренней температуры, будет легко выводиться наружу. В противном случае, в толще стены будет накапливаться влага, что вызывает появление грибка и плесени, ухудшение теплоизоляционных свойств, и даже разрушение строительной конструкции.
Типичная конструкция состоит из следующих элементов:
Несущая наружная стена. Слой теплоизоляции. Слой армирования. Грунтовка под штукатурку. Фактурная штукатурка.
В систему могут быть включены и различные вспомогательные элементы: перфорированные профили для защиты строения от механических повреждений, уплотняющие и герметизирующие материалы. Штукатурки могут окрашиваться паронепроницаемыми красками.
Первым слоем закрепляется теплоизоляция, как правило, из водоотталкивающих материалов, затем крепится армированный сеткой штукатурный слой, на который наносится финишный штукатурный слой. Эти системы нуждаются в регулярном уходе и периодическом ремонте. Из-за «мокрых процессов»: оштукатуривания, установки облицовки на цементном растворе и т. д. — их невозможно монтировать круглогодично, хотя благодаря применению специальных составов некоторые штукатурные системы устанавливают почти круглый год. В качестве утеплителя обычно применяют базальтовые минераловатные плиты, что с экологической точки зрения почти безупречно, пеностекло в этих системах не используется. В системах СФ (штукатурные системы) наиболее широко применяются теплоизоляционные материалы на основе базальтового волокна, а также из экструдированного пенополистирола (чаще гранулированный). Это связано со свойствами материала, которые позволяют выдерживать более высокие нагрузки на изоляцию (по сравнению со стекловолокном), предотвратить сползание и отрыв материала. Важными показателями, кроме теплопроводности, являются характеристики плотности, паропроницаемости, прочности на отрыв слоев. Обычно используют материалы плотностью от 75 кг/м3 и с прочностью на отрыв слоев не менее 15 кН/м3.
Часто в штукатурных системах используется пенополистирол, что не удивительно: материал относительно дешевый, с ним легко работать — крупногабаритные плиты почти ничего не весят — и т. д. Но вот паропроницаемость у пенополистирола, тем более экструдированного, ниже, чем у стеновых материалов. Поэтому удаление влаги при использовании пенополистирола затруднено. Может быть, это не столь принципиально, когда мы имеем дело с достаточно плотной бетонной стеной. Но использование пенополистирола на кирпичной кладке, на легкобетонных заполнителях может привести к большим проблемам. В какой-то степени эта проблема решается за счет установки между пенополистирольными минераловатных плит с достаточно большим промежутком, но делается это, к сожалению, далеко не всегда.
Эти системы дешевле систем с вентилируемым фасадом, отличаются простотой установки и возможностью работы с любыми сложными поверхностями, включая элементы архитектурного декора. Необходимо отметить, что они должны отвечать двум условиям: во-первых, паропроницаемость каждого последующего слоя должна быть выше предыдущего; во-вторых, необходимо, чтобы коэффициенты температурного расширения всех слоев были практически равны. Не следует покупать компоненты производства разных фирм: через годдва фасад растрескается, а еще через какое-то время от него ничего не останется. Оптимально использовать системы с минеральными, а не синтетическими компонентами, финишный слой которых под воздействием ультрафиолета быстро темнеет и покрывается микротрещинами. Гарантию на такие системы дают только на 45 лет (на системы с минеральными компонентами — до 10 лет).
Вентилируемые фасады
Теплоизоляционная система с вентилируемым фасадом (чаще именуемая просто « вентилируемый фасад ») — представляет собой многослойную стену, внутренний слой которой из относительно тяжелого и прочного материала (например, кирпича или бруса) является несущим. На наружной стороне этого слоя закрепляется теплоизоляция, обычно она выполняется из водоотталкивающих материалов. Затем с воздушным зазором (вентиляционным каналом) к несущей стене крепится защитнодекоративный экран. Последний защищает стену от атмосферных воздействий, летом отражает солнечные лучи. Кроме того, летом через вентиляционный канал восходящий поток воздуха уносит значительную часть тепла, прошедшего через экран. В этом и состоит одно из главных преимуществ такой фасадной системы: она позволяет значительно экономить не только на отоплении, но и на кондиционировании. Зимой через вентиляционный канал уходят водяные пары, просачивающиеся из помещений, предохраняя утеплитель от увлажнения. Воздушная прослойка снижает потери тепла примерно на 8 %, поскольку ее температура в среднем на 3 °С выше наружной. При их использовании уменьшается влажность и температурные колебания в несущей стене (что снижает опасность появления трещин), отсутствует резонанс и уменьшается вибрация.
В качестве утеплителя обычно используют базальтовые минераловатные плиты, применение стекловолоконных утеплителей не рекомендуется. Наружную сторону утеплителя часто покрывают гидро- и ветрозащитной паропроницаемой пленкой типа TYVEK.
Вентилируемые фасады не нуждаются в специальном уходе, к тому же их не сложно ремонтировать, заменяя старые или поврежденные панели; с таких фасадов легко устраняется грязь (в отличие от штукатурных фасадов). Несмотря на относительно высокую стоимость, вентилируемые фасады экономически выгодны, так как сберегают энергоресурсы и рассчитаны на длительный срок службы.
Однако все достоинства наружного утепления могут проявиться лишь при грамотном расчете и монтаже. Дело в том, что современное фасадное утепление представляет собой довольно сложную систему, включающую множество элементов. И если какиелибо ее части будут неправильно подобраны, эффективность утепления существенно снизится.
Зачастую это происходит из-за применения неправильного металлического крепежа, образующего «мостики холода» между утепляемой стеной и окружающей средой. При монтаже теплоизоляции в фасадной системе необходимо следить, чтобы плиты плотно прилегали к изолируемой поверхности и друг к другу, заполняли весь предусмотренный для этого объем, а в местах примыкания не оставалось щелей. При многослойной изоляции желательно, чтобы каждый последующий слой перекрывал внахлест швы предыдущего слоя.
Межвенцовый утеплитель как средство теплоизоляции стен
Отдельной проблемой при утеплении стен в деревянных домах является правильный выбор межвенцового утеплителя , который, как минимум, должен не ухудшить свойства самого дерева и тем более не способствовать его разрушению.
Утеплители на минеральной и синтетической основе — материалы на основе стекловаты, стеклянного штапельного волокна, минеральной ваты, базальтового минерального сырья; пенополистирол, вспененный полиэтилен; жесткие напыляемые пенополиуретаны, монтажная пена; различные виды герметиков; вспененные пенополиуретаны. Эти теплоизоляционные материалы созданы и отлично выполняют свою функцию для утепления ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий из кирпича и бетона, но совершенно не годятся для межвенцового утепления деревянных домов.
Дело в том , что на человеческое жилище воздействуют внешние (природные) и внутренние (связанные с жизнедеятельностью человека) процессы, приводящие к изменению влажности внутри помещения, кроме того, дерево обладает собственной влажностью (от 15 % — до 35 % и выше для свежесрубленного леса). Эти перепады во влажности приводят к тому, что деревянное строение находится в постоянном движении (дом «дышит»). Паропроницаемость утеплителей на основе минеральной ваты обеспечивается присутствием воздуха между волокнами, в случае поролонов — воздух заполняет мелкие поры материала. Попадая между венцами, утеплитель сдавливается под тяжестью бревна, получается плотная паронепроницаемая прослойка из однородной массы материала. Материалы же с закрытыми порами являются абсолютными пароизоляторами. В результате в случае применения одних материалов, избыточная влага накапливается в толще утеплителя, вызывая промерзания шва, других — конденсируется в местах соединения дерева и утеплителя («парниковый эффект») или и то и другое вместе, что со временем вызывает разрушение деревянной конструкции изнутри.
Утеплители из натуральных растительных волокон: льноволокно, пенька (волокно конопли), мох, джут.
Для утепления деревянных домов традиционно использовались пакля (льняная и пеньковая) и длинноволокнистый мох (красный мох, сфагнум, кукушкин лен). Все эти природные материалы отлично выполняют функцию утепления деревянного дома, обладают низким коэффициентом теплопроводности (0,04 Вт/м °С), благодаря капиллярной структуре своих волокон способны накапливать и отдавать влагу в зависимости от внешней влажности, обладают бактерицидными свойствами, препятствуют появлению грибка.
В последнее время на рынке появился и широко рекламируется так называемый «джутовый войлок» или «межвенцовый утеплитель из 100 % джута», при этом декларируется его несомненное преимущество перед льном. Основной аргумент — в волокнах джута большее содержание лигнина.
Техническое волокно, которое примерно равно длине стебля растения, состоит из элементарных волокон, склеенных между собой пектином, воском, лигнином. Лигнин отвечает за жесткость волокна. Он не находится в свободном состоянии, соответственно не может склеивать между собой волокна утеплителя, «склеивает» он элементарные волокна, из которых состоит техническое волокно.
Легко разобраться в видимых различиях волокон: волокно льна более мягкое и эластичное, высокопрядомое, поэтому из льна делают одежду, постельное белье, волокна пеньки более грубые (более высокое содержание лигнина), а у джута и более ломкие (практически отсутствуют воск и пектин), они традиционно используются для производства мешкотары, веревок, технических тканей.
Все эти волокна обладают гигроскопичностью, т. е. способностью впитывать и отдавать влагу — благодаря капиллярности их волокон, причем самый высокий показатель — у джута (элементарное волокно самое маленькое, капилляр самый короткий). То есть при изменении влажности воздуха на 50 % джут впитает 13 % влаги, а лен — 8 %.
Все эти волокна можно использовать в качестве межвенцового утепления как в чистом виде, так и в смесках различных пропорций. Какое из них лучше? Наряду с утеплителями из 100 %ного льноволокна вполне приемлемо сочетание более эластичного льна с грубыми волокнами пеньки или джута. Использование джута в чистом виде при хрупкости и отсутствии эластичности его волокон и вызванных этим его большим уплотнением приводит к образованию щелей в процессе усадки дома — необходимость повторной конопатки. А повышенная по сравнению со льном гигроскопичность джута в условиях зимы может вызывать промерзание утеплителя. И еще — джут не растет в Украине, это на мировых рынках джутовое волокно дешевле льняного, а в случае импорта цена джутового волокна в два раза выше льняного.
Нужно отметить, что все эти рассуждения верны только в случае использования натуральных волокон, под натуральным волокном подразумевается волокно, не подвергавшееся какойлибо переработке, «сырое волокно», волокно полученное после первичной переработки растений. Вторичное сырье или так называемые регенерированные волокна, побывавшие мешковиной, тканью, ветошью и т. д., практически лишены вышеперечисленных качеств.
В связи с этим хочется отметить некоторые специфические моменты. Что нужно знать человеку, желающему построить деревянный дом, который прослужит нескольким поколениям его семьи? Внимательно отнеситесь к выбору утеплителя. Если вы заметите, что волокна, из которых состоит утеплитель, очень короткие, в нем есть обрезки различных нитей, шпагатов — значит межвенцовый утеплитель произведен не из натурального волокна, а является результататом вторичной переработки джутовой или льняной мешкотары. Это объясняет и очень низкую плотность материала, неоднородность по плотности (волокна слишком короткие для того, чтобы равномерно прошить материал). Под одним и тем же наименованием (например «ленточная пакля» или «льняной войлок») на рынке могут предлагаться совершенно разные по внешнему виду и качественным характеристикам материалы, зачастую отсутствуют реквизиты производителя. Внимательно относитесь к тому, что покупаете, прежде всего, вас должна насторожить существенно более низкая цена.
Теплу не скрыться, если…
Хозяин дома знает, что его можно упустить через кровлю, подвал, пол и даже потолок.
Обратим внимание на крышу, через нее уходит до 20 % тепла. Утепление скатных крыш, основного конструкционного решения в частном строительстве, осложнено тем, что в кровельных конструкциях чаще всего используются горючие или не огнестойкие материалы (такие, как дерево, сталь или алюминий). Следовательно, для того, чтобы минимизировать последствия пожара, необходимо применять негорючую теплоизоляцию.
Также очень важно, чтобы утеплитель свободно пропускал водяные пары, но не был гигроскопичным (не набирал влагу из атмосферы), так как при увеличении влажности материала всего на 5 % его теплоизоляционная способность уменьшается почти в два раза.
Учитывая приведенные требования, для утепления скатных кровель хорошо подходят легкие плиты из каменной ваты, а также стекловолокна, которые устанавливают между стропилами. Между прочим, грамотное утепление скатных кровель позволяет превратить чердачное помещение в жилое (мансарду), что увеличивает полезную площадь жилья.
Заметим также, что преобладающие в городах и входящие в моду в индивидуальном строительстве плоские кровли невозможно создать без использования качественной теплоизоляции. При этом требования к ней очень жесткие, ведь в отличие от скатной крыши, плоская (с уклоном около 2 %) подвергается большей нагрузке и все ее элементы должны быть отличного качества. Так называемый «кровельный пирог» — сложная многослойная инженерная конструкция, включающая в себя основание (профнастил или плита перекрытие), пароизоляцию, предотвращающую попадание водяных паров из помещения в теплоизоляцию, теплоизоляцию и в завершение гидроизоляционный ковер. Теплоизоляция в этом случае должна обладать достаточной жесткостью, чтобы выдержать значительную нагрузку, не теряя при этом своих качеств.
В последнее время подвалы все чаще используются как подсобные помещения, мастерские и пр. Сделать подвал или цокольный этаж жилым возможно только при условии достаточной толщины теплоизоляции всех контактирующих с грунтом частей здания. В качестве теплоизоляции для подвала безупречно подходит пеностекло, прекрасно с этой задачей справляется и любой вид пенополистирола (лучше экструдированный). Нельзя не отметить, что если на этапе закладки фундамента не была выполнена сплошная наружная гидро- и теплоизоляция периметра здания по схеме «грунт, гидроизоляция, теплоизоляция, фундамент», добиться приемлемого микроклимата будет сложно и дорого.
Полы целесообразно утеплять и еще по одной немаловажной причине: слой теплоизоляции служит хорошим звукопоглотителем. Как известно, полы укладываются разными способами, следовательно, подбирать утеплитель следует с учетом их конструкции. При укладке полов по лагам, утеплитель располагается между ними и не подвергается нагрузке, поэтому в таком случае целесообразно использовать легкие плиты из каменной ваты. Если предусматривается цементная стяжка, следует применять более жесткие теплоизоляционные материалы.
Хочется обратить внимание, что пол и потолок в большинстве домов связаны воедино. И, конечно, потолок тоже может быть утеплен. Помимо сбережения тепла, в данном случае теплоизоляция выполняет и еще одну очень важную роль: она становится отличным звукоизолятором.
В заключение остается пожелать нашим читателям найти оптимальный способ сбережения тепла и, как следствие, сэкономить максимум средств на отоплении дома. В этом современным домовладельцам, вне сомнения, поможет все разнообразие систем и материалов, представленных на украинском строительном рынке. Мы также надеемся, что наши материалы помогут вам говорить «на одном языке» с профессионалами, способными сделать ваш коттедж наиболее теплым и уютным. Уверены, что вместе вы сможете найти верное решение, и ваш новый дом будет радовать вас, вашу семью и гостей долгие годы!
Иллюстрации предоставлены компанией Кнауф Инсулейшн Украина и СанГобен Изовер
Строительство и ремонт