Одним из классических вопросов при разработке технического задания на проектирование всего деревянного дома является альтернатива – делать ли чердак холодным или утепленным, превращая его в круглогодично эксплуатируемую мансарду. Ответ не так однозначен, как это может показаться на первый взгляд. И тут нам европейский опыт тотального использования сооружаемых площадей, на который кивают «западники от строительства» по поводу и без оного, совсем не указ. Кстати, попутно не сочтите авторов портала закоренелыми противниками импортных технологий. Прежде всего, на наш взгляд, определяющим фактором является существенная климатическая разница территорий «старой» Европы и нашего отечества. И, речь тут идет отнюдь не о сибирских холодах, а о температуре «вокруг» нуля. Точнее, о бесчисленном количестве ее переходов «туда-сюда» через него за пять холодных месяцев. В матушке-Европе их количество за скоротечную слякотную зиму меньше в разы.
Почему мы акцентируем внимание читателей именно на этой проблеме? Дело в том, что она является решающей в поведении строительных материалов, используемых при защите коттеджа от климатических «невзгод». Конденсация пара находящегося во внутреннем домашнем воздухе в ощутимую влагу, и дальнейшее ее превращение в лед с увеличением в объеме на 20% не проходят даром для современных материалов. Эта истина быстро обнаруживается, если они положены технически неграмотно, а даже если и грамотно, то недобросовестно и неаккуратно. А таких циклов «пар-лед» за зиму в Центральном регионе РФ набирается несколько десятков.
Рассмотрим этот вопрос подробнее.
Мансарда теряет тепло интенсивнее, чем нижние этажи, поскольку имеет значительно большую общую поверхность соприкосновения с внешней средой (и стены, и потолок). Для ее эффективной защиты необходимо по всей поверхности помещения выполнить единый контур утепления. Конструкция крыши должна сохранять тепло зимой и препятствовать его передаче внутрь помещения летом (что особенно стало понятно в знойное лето 2010 года), защищать утеплитель от проникновения водяных паров из помещения и пропускать на улицу влагу, все же в него попавшую.
Хорошо известно, что теплоизолирующая способность утеплителя существенно снижается при повышении влажности материала. Это хорошо знают хозяйки на кухне, беря раскаленную сковородку инстинктивно сухой прихваткой (тряпкой), а не мокрой. Поэтому одна из важнейших задач — обеспечить эффективную защиту теплоизолятора от увлажнения неизбежными парами, содержащимися в воздухе, поступающего из внутренних помещений, а также атмосферных осадков и конденсата, образующегося на кровельном покрытии. Для выполнения этих условий необходимо создать правильную структуру подкровельного пирога, выбрав в качестве его составляющих утеплитель и как минимум две пленки ( паро- и гидроизоляционную либо диффузионную мембрану). Кроме того, следует предусмотреть вентилируемые зазоры параллельные скатам крыши. Они помогут удалить из нее избыточную влагу. Каждый слой пирога имеет свое назначение и одинаково важен. Если хотя бы один из них окажется плохого качества или будет плохо уложен, пострадает вся конструкция дома. Появившиеся на потолке мансарды протечки (а при определенном температурно-влажностном режиме и наледи) сообщат эту грустное известие владельцу дома.
В случае равной защиты стен и кровли потери тепла через последнюю всегда будут больше из-за разницы температур между наружной и внутренней поверхностями, так как теплый воздух поднимается вверх и температура под потолком помещения всегда примерно на 2 °С выше, чем на уровне пола. Более того, предельное количество водяного пара в теплом воздухе выше, чем в холодном, поэтому конденсат на потолке верхнего этажа может образовываться при более высоких температурах, чем на внутренней поверхности стены. Надо отдать должное авторам СНиПа 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» - руководствуясь им можно грамотно рассчитать толщину теплоизоляции для крыши. И хотя этот документ благодаря «Закону о техническом регулировании» 2003 года не обладает юридической силой, он является надежным подспорьем в расчете теплоизоляционного слоя. Так, например, для условий средней полосы России при сооружении скатной крыши необходимая толщина утеплителя из минеральной ваты должна составлять 220 мм, экструдированного пенополистирола — 150 мм, а для южных регионов страны, например, Краснодара, на 50-70 мм меньше. Причем желательно применять многослойную систему утепления, то есть укладывать не одну плиту толщиной 200 мм, а четыре толщиной по 50 мм либо две по 100 мм, чтобы иметь возможность разложить их в шахматном порядке и перекрыть стыки. Специалисты советуют нарезать маты длиной, равной скату крыши. При этом уменьшается число стыков, а значит, и потенциальных мостиков холода.
Тут необходимо оговориться относительно полистиролов. Их возможности с точки зрения противостоянию огню и ранее ставились под сомнение, особенно, что касается выделения ядовитых газов при термическом воздействии на материал. А после памятной всем трагедии в пермской «Хромой лошади» и вовсе полистиролы попали в разряд неблагонадежных. И если использование этого материала для утепления фундамента (где нет доступа воздуха для процесса горения) целесообразно, то в крышах их применение как минимум, необязательно.
В скатных кровлях несущим скелетом кровельного пирога является стропильная система. Пространство между брусьями плотно, враспор, заполняют утеплителем. Снизу его удерживают тонкими рейками, закрепляемыми поперек стропил. Под утеплителем (и также поперек стропильных ног) размещают пароизоляционный пленочный материал, фиксируя его на нижней грани стропил оцинкованными гвоздями с широкой шляпкой или с помощью строительного степлера. Пленка защищает утеплитель от проникновения водяных паров, поднимающихся к кровле снизу.
Швы пароизоляционных полотен склеивают специальным скотчем. В утеплении крыши нет мелочей. В качестве примера остановимся на только что упомянутом скотче. Его не следует клеить длинными «по метру» полосками. В случае усыхания ленты пароизоляционный материал в месте стыковки полотен «пойдет» складками, образуя лазейки для наполненного водяными парами воздуха. А это приведет к увлажнению теплоизоляционных слоев и потери их защитных качеств. Поэтому скотч разрезается на полоски длиной до 10 см, которые клеятся последовательно, одна за другой, внахлест.
От нapужнoй влaги сверху утеплитель защищает слой гидроизоляции. Его цель — не пропустить влагу к утеплителю, который должен оставаться сухим в любое время года и при любой погоде. Подкровельный гидроизоляционный рулонный материал раскатывают параллельно карнизу и нарезают прямо на стропилах поверх утеплителя. Укладывают полотно от карниза к коньку с нахлестом и провисанием между стропилами. Если гидроизоляционный материал является паронепроницаемым, он обязательно должен отстоять от утеплителя на некотором расстоянии и не касаться его. Если материал обладает высокой паропропускной способностью, его допускается укладывать и поверх утеплителя без зазора. Закрепляют гидроизоляционное полотно рейками контробрешетки, которые прижимают его к стропилам и обеспечивают, в свою очередь, вентиляционный зазор между гидроизоляцией и кровельным материалом.
К контробрешетке и ей перпендикулярно крепят обрешетку. Последняя служит основанием для крепления материала кровли. В зависимости от вида кровельного покрытия обрешетка бывает реечной из брусков или сплошной в виде настила из досок, а также из водостойкой фанеры, цементно-стружечных (ЦСП) либо ориентированных стружечных плит (ОСП) и др. Обрешетку устраивают таким образом, чтобы обеспечить свободное движение воздуха от карниза до конька крыши. Образовавшиеся при этом зазоры, нижний (между утеплителем и гидроизоляционным ковром) и верхний (между гидроизоляционным ковром и кровельным покрытием или сплошным настилом), являются частью вентиляционной системы кровли. По верхнему зазору удаляется атмосферная влага и конденсат; контробрешетка и обрешетка постоянно проветриваются, что обеспечивает их долговечность. По нижнему — удаляется влага в виде паров воды, проникающая в утеплитель из внутренних помещений. Но чтобы эта система естественной вентиляции работала «как часы», надо предусмотреть вент.отверстия в подшивке кровли и в районе конька.
Таким образом, в теплой скатной кровле применение гидроизоляционных и пароизоляционных материалов решает две задачи. Во-первых, осуществляется защита утеплителя от внешней влаги, резко ухудшающей его теплоизолирующие свойства и в итоге приводящей к разрушению кровельной конструкции в целом; во-вторых, создаются вентиляционные зазоры, которые обеспечивают удаление из утеплителя проникших в него водяных паров.
Выбор компонентов кровельной требует не только инженерной грамотности, но и реального опыта работы «на высоте». Прежде всего, необходимо определиться, каким из типов кровельных материалов будет накрыт коттедж (см.раздел «Типы кровельных материалов»). Решение это очень важное, поскольку именно от выбранного материала зависит, какой вид пленки потребуется, сколько необходимо делать вентилируемых зазоров, какими окажутся расположение контрреек, прикрепляющих водоизоляционный материал, а также сама конструкция обрешетки. По мнению специалистов разумнее согласиться с комплексным подходом, суть которого заключается в использовании уже разработанных и испытанных комплектов, состоящих из не противоречащих друг другу (по сути своего физического действия) материалов.
Компоненты
1.Утеплители
Теплоизоляционный материал для кровли должен иметь низкий коэффициент теплопроводности, достаточную прочность, быть водостойким, негорючим и обладать хорошей паропроницаемостью. К этому перечню физических характеристик уместно добавить и легкость монтажа. Обладающие высокими теплозащитными свойствами, эти материалы характеризуются малой средней плотностью, поэтому не оказывают влияния на величину нагрузки стропильной конструкции. На рынке стройматериалов представлены три основных вида кровельных утеплителей разных достоинств. Это плиты и маты на основе каменного волокна (ROCKWOOL, PAROC, IZOVOL, ISOROC), стекловолокна (ISOVER, URSA) и пенопластовые (пенополистирольные) плиты. По причине, изложенной страницей выше, о последних мы больше не вспоминаем, по крайней мере, в разделе «Крыша».
Волокнистая кровельная изоляция в силу своего пористого строения характеризуется низкими показателями теплопроводности и средней плотности, отличной паропроницаемостью, устойчивостью к гниению и воздействию слабоагрессивных сред, долговечностью. После обработки гидрофобными составами волокнистые изделия приобретают водоотталкивающие свойства. К месту будет упомянуть, что в течение 10 лет бесспорный лидер по производству теплоизоляционных материалов в РФ называл свою вату «базальтовой», и только в конце 2008 проведя ребрендинг, перешел на термин «каменная» вата. Она сохраняет геометрические размеры на протяжении всего срока службы, а после снятия нагрузки хорошо восстанавливают форму. Для теплоизоляции чердаков, скатов и перекрытий хорошо подходят легкие плиты “ЛАЙТ БАТТС” или маты “ЛАЙТ МАТ” производства компании ROCKWOOL, а также материалы ISOLIGHT, ISOROC-Lфирмы “Изорок” или IZOVOL (Л) недавно построенного Белгородского комбината теплоизоляционных материалов (БКТМ).
Стекловолокнистые плиты и маты более доступны по цене по сравнению с каменноватными, кроме того, они значительно легче, что имеет решающее значение при выборе утеплителя для кровли. Общая нагрузка на несущую конструкцию в этом случае заметно снижается. Стекловолокнистые маты обладают большой упругостью, благодаря которой продукция в рулоне сжимается в несколько раз и лишь после распаковки полностью восстанавливает заявленные размеры и среднюю плотность. Это, несомненно, удобно и выгодно при их транспортировке и хранении.
К наиболее распространенным стекловолокнистым кровельным утеплителям относится продукция марок ISOVER KL 37, KL 34 и KT 37 компании “Сен-Гобен Строительная Продукция Рус”, а также «УРСА Скатная крыша» соответственно компании URSA.
В тех случаях, когда требуется утепление кровли большой толщины (более 100 мм), в целях повышения прочности конструкции и экономии материала применяют двухслойную систему утепления кровли: нижний — из менее прочного, а верхний — из более прочного утеплителя. Независимо от того, какой толщины утепление кровли, высота верхнего слоя должна быть всегда одинаковой — нужные параметры достигаются за счет увеличения нижнего, более дешевого слоя. Плиты или маты утеплителя монтируют, как правило, враспор между стропилами скатной крыши без какого-либо крепежа. При этом не требуется специальных инструментов и приспособлений, работы выполняются вручную.
Следует также помнить, что утеплитель можно укладывать лишь после того, как влажность деревянных элементов кровельной конструкции снизится до нормативной. Иначе есть опасения, что они смогут передавать влагу в утеплитель.
2. Подкровельная паро, ветро- и гидроизоляция
Качество утеплителя определяется тем, насколько хорошо он защищает от проникновения влаги. Ведь при увеличении влажности утеплителя на всего 1% его теплоизолирующая способность уменьшается в среднем на 3%. Поэтому для предотвращения увлажнения с внутренней стороны мансарды устраивается пароизоляция. Если мансарда не предусмотрена и чердак холодный, пароизоляционный слой укладывают под утеплителем перекрытия верхнего этажа. То есть в любом случае утеплитель защищается от «домашней» влаги пароизоляционным барьером. А с внешней стороны утеплитель защищается гидроизоляцией. От дождя.
Рaздeлeниe пoдкpoвeльныx материалов нa гидpoизoляциoнныe и пapoизoляциoнныe дocтaтoчнo уcлoвнo. Очень чacтo одни заменяют другие.
Пароизоляционные материалы изготовлены на базе одного или двух слоев полиэтилена, армированных сеткой из полиэтиленовых полос. Покрытые алюминиевой фольгой или “зеркальным” слоем металлического напыления, они не только повышают огнестойкость пароизоляции, но и улучшают теплозащиту всего кровельного “пирога”. Есть на рынке материал, сочетающий в себе бесспорные пароизоляционные качества и немного теплоизоляционных. Это односторонне фольгированный «Пенофол». Стоит упомянуть, что такой материал укладывается зеркальной стороной внутрь помещения. Материал не только закрывает доступ парам в воздухе, но и отражает лучистое тепло, идущее от нагревательных приборов. Особенно целесообразно устанавливать листы этого материала между стеной и обогревательными радиаторами.
Однако вернемся к «пирогу».
Гидроизоляционный подкровельный материал должен обладать механической прочностью, эластичностью, водонепроницаемостью, теплостойкостью, стабильностью характеристик на протяжении всего срока эксплуатации материала кровли. Он призван обеспечивать надежное крепление к основанию и быть устойчивым к ветровым нагрузкам. На выбор гидроизоляционного материала влияет его сочетаемость с материалом кровельного покрытия. На строительном рынке можно встретить три типа гидроизоляционных материалов для подкровельной изоляции: супердиффузионные “дышащие” мембраны, диффузионные и антиконденсатные гидроизолирующие пленки.
Первые отличаются очень важным для устройства кровли достоинством: они задерживают влагу в виде воды, но пропускают ее в виде водяных паров. Благодаря особой микроструктуре, эти мембраны обладают высокой паропроницаемостью. Такие свойства мембран позволяют рационально использовать пространство между стропилами.
При применении таких мембран в качестве гидроизоляции необходимость в нижнем вентиляционном зазоре отпадает, поскольку “дышащие” мембраны (вследствие высокой паропроницаемости) свободно пропускают проходящие через утеплитель водяные пары в верхний воздушный зазор для выведения их воздушным потоком. Поэтому супердиффузионные “дышащие” мембраны можно укладывать непосредственно на утеплитель без нижнего зазора, позволяя использовать материал толщиной, равной сечению стропил. Кроме того, такие мембраны предотвращают отрыв микроволокон утеплителя, выполняя функцию ветрозащиты.
Однако супердиффузионные мембраны не рекомендуют использовать вместе с теми кровельными материалами, нижняя сторона которых боится длительного увлажнения, например, с металлочерепицей. Такую гидроизоляцию целесообразно применять в сочетании с керамической, цементно-песчаной и гибкой черепицей.
Диффузионные гидроизолирующие пленки состоят из двух слоев полиэтилена с микроперфорацией, между которыми проложен слой полиэтиленовой армирующей сетки. Эти пленки имеют микроотверстия в виде воронок, обращенных широкой частью в сторону теплоизоляционного слоя. Поэтому такие материалы, пропуская пар, надежно преграждают доступ влаге со стороны кровельного покрытия внутрь помещения. Диффузионные пленки не должны соприкасаться с утеплителем, иначе микроотверстия закупорятся и перестанут пропускать пар. Такая структура пленок требует обязательного наличия двух вентилируемых зазоров — нижнего и верхнего. Конденсат удаляется через вентиляционный зазор между кровельным материалом (если кровля мягкая — между сплошной обрешеткой) и гидроизоляцией. Диффузионные пленки используют для крыш с кровельным покрытием из материалов на битумной основе, а также из натуральной черепицы. Применяют их так же, как и супердиффузионные мембраны, только с теми кровельными материалами, обратная сторона которых не боится воздействия влаги.
Антиконденсатные гидроизоляционные пленки — паронепроницаемы. Они предназначены для применения вместе с теми кровельными материалами, с которыми не используются супердиффузионные мембраны и диффузионные пленки. На обращенной к теплоизоляции нижней стороне гидроизоляционных пленок при движении водяного пара из утепленной конструкции образуется конденсат, ухудшающий температурно-влажностный режим кровли. Чтобы удержать его на поверхности полипропиленовой пленки, на ней предусматривают противоконденсатный ворсистый слой из вискозного волокна с целлюлозой, впитывающий и удерживающий влагу, не допускающий ее выпадения на утеплитель в виде капель. При этом удерживаемой влаги может быть в четыре-восемь раз больше собственной массы пленки. После того, как условия образования конденсата исчезают, этот слой высыхает в воздушном потоке нижнего зазора. Обратная сторона кровельного материала при этом полностью защищена от воздействия влаги и постоянно вентилируется благодаря верхнему воздушному зазору. Вот почему обязательным условием применения антиконденсатных пленок является наличие двух вентилируемых воздушных зазоров — нижнего и верхнего. Использование антиконденсатной пленки и постоянное проветривание нижней поверхности кровельного покрытия позволяют значительно удлинить срок службы последнего. Эти пленки особенно рекомендуются для металлических кровель с характерным для них обильным образованием конденсата при резких перепадах температур. Дополнительным «сервисом» антиконденсатных пленок является их ветрозащитная функция.
При использовании диффузионных и антиконденсатных пленок важно твердо знать, какой стороной они должны быть обращены к утеплителю, а какой — к кровельному материалу. Нередко на верхней части пленки можно встретить слова «Это сторона внешняя» или аналог на английском языке, подсказывающее кровельщикам, какой стороной класть материал. При нарушении этого правила пользы от этих пленок не более, чем от обычных полиэтиленовых.
