Превращение чердачных пространств в жилые помещения подразумевает качественное утепление. Однако ставшая стандартом система теплоизоляции крыши из минеральной ваты с вентилируемым зазором не всегда функционирует правильно. Как устранить этот недостаток?
В состав наиболее популярной системы теплоизоляции мансардной крыши помимо минераловатного утеплителя входят пароизоляционная плёнка (защищает утеплитель со стороны помещения), а также ветровлагозащитная паропроницаемая мембрана (прикрывает теплоизоляционный материал с внешней стороны), над которой располагаются вентилируемый зазор и кровельное покрытие. Зачем нужен вентзазор? Как показывает практика, пароизоляция лишь частично задерживает поступления паров воды из помещений в толщу утеплителя. Из него пар может выходить только в сторону улицы, а чтобы он мог беспрепятственно это делать, над прикрытым паропроницаемой (подчеркнём это ещё раз) мембраной утеплителем необходимо обустроить вентиляционное пространство (зазор) с хорошей воздушной тягой. Давайте подробно рассмотрим, как реализоуется такая схема утепления.
СТАНДАРТНАЯ СХЕМА ("ПРОСТАЯ" КРЫША)
Прежде всего, изнутри помещения к стропилам прикрепляют пароизоляцию и прибивают обрешётку, затем сверху между стойками укладывают слой утеплителя, общая толщина которого равна ширине балок (как правило, 150 или 200 мм). По идее, после этого можно накрыть утеплитель полотнами паропроницаемой мембраны, прижать их к стропилам контробрешёткой, прибить к ней обрешётку и далее смонтировать кровельное покрытие, но тогда изготовленные из массива древесины стропила превратятся в мостики холода. Поэтому опытные строители ещё закрепляют перпендикулярно стропилам обрешётку из брусков 50 х 50 мм, размещают между последними плиты утеплителя, прикрывая им сверху стропила, и только потом укладывают мембрану.
Но не всё так просто… Из-за неустойчивой погоды часто приходится сначала монтировать дополнительный слой утеплителя и сразу же сооружать кровельное покрытие, а потом крепить основной слой утеплителя изнутри дома. На приведенных ниже фотографиях представлен порядок операций именно для такого варианта теплоизоляции.
1. МОНТАЖ СТРОПИЛ
2. МОНТАЖ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ВНЕШНЕГО УТЕПЛЕНИЯ
3. МОНТАЖ ПАРОПРОНИЦАЕМОЙ МЕМБРАНЫ
4. МОНТАЖ КРОВЕЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ
5. МОНТАЖ УТЕПЛИЛЕЛЯ ИЗНУТРИ ДОМА
6. МОНТАЖ ПАРОИЗОЛЯЦИИ
ВСЁ ЛИ ТАК ПРОСТО ПРИ МОНТАЖЕ "ПРОСТОЙ" КРЫШИ
Стандартная схема утепления крыши проста только с виду. Её монтаж следует доверять лишь профессионалам, иначе неприятностей не избежать. То вставший на обрешётку неопытный рабочий прорвёт ботинками влагоизоляционную мембрану сразу в двух местах (а), то сотрудники бригады, не имеющие представления о том, как передвигаться по крыше, которая полностью покрыта мембраной, начнут настилать полотна не поперёк, а вдоль ската кровли (б). Да мало ли что ещё могут натворить такие горе-специалисты.
КРЫШИ "ПРОСТЫЕ" И "СЛОЖНЫЕ"
Описанная нами выше схема практически безупречно работает на двускатной крыше, которую мы назовём "простой".
Но российские архитекторы и застройщики не любят ни домов прямоугольной формы, ни соответствующих им простых крыш, предпочитая замысловатые конструкции: многоуровневые, совмещённые с вальмами, шатрами, куполами и т. д.
Зачастую такое и без того сложное кровельное сооружение оказывается буквально унизаным выводами труб вентиляции, дымоходами, мансардными окнами и т.п. Вот на такой-то, не побоимся этого слова, сложной крыше и возникают проблемы.
Дело в том, что в конструкции этой самой сложной крыши на пути поднимающегося вдоль ската по вентилируемому зазору воздуха возникают во множестве различные препятствия в виде ендов и хребтов (коньков), а также мансардных и слуховых окон, выходов вентиляции, дымоходов и т.д. Упираясь в эти конструктивные элементы, воздух, для которого перед препятствием, к сожалению, как правило, не предусмотрено дополнительного выходного отверстия, застаивается, а содержащаяся в нём влага при снижении температуры конденсируется. Проблем бы не возникло, если бы влага просто выпала на поверхности мембраны, прикрывающей утеплитель снаружи. Беда в том, что поступающие из помещений новые порции влажного воздуха в «застойное» пространство выйти не могут, и содержащаяся в них влага конденсируется прямо в утеплителе. В результате он отсыревает и частично или полностью теряет теплоизоляционные качества.
Таким образом, создаются предпосылки для образования наледи и сосулек на крыше в холодное время года, промерзания конструкции, проникновения конденсата в помещения, разрушения несущих конструкций (каркас из дерева начинает гнить, а из металла — корродировать).
Каким образом можно избежать подобных неприятностей?
СИСТЕМА УТЕПЛЕНИЯ "СЛОЖНЫХ" КРЫШ
Казалось бы, выход прост - применить вместо минеаловатного паропроницаемого утеплителя, материал паронепроницаемый. Например, пенополистирол или пенополиуретан.
Пенополистирол
Что и говорить, вариант его использования для утепления крыши весьма заманчив. Во-первых, потому, что он имеет низкую теплопроводность, что позволяет нескольео уменьшить толщину слоя утеплителя. Во-вторых, он имеет небольшой удельный вес, что позволяет не усиливать стропильный каркас и обрешётку. Ну, и в-третьих, материал обладает высокой влагостойкостью — он практически не впитывает воду благодаря закрытой ячеистой структуре (правда ето не спасает от необходимости герметизировать стыки плит и защитить материал от прямого контакта с водой с помощью гидроизоляционных плёнок).
Минусов у этого материала также хватает, причем с избытком:
- Во-первых, это низкая паропроницаемость — пенополистирол практически не пропускает влагу, что приводит к образованию конденсата под слоем утеплителя - это может вызвать гниение деревянных конструкций и появление плесени.
- Во-вторых, горючесть. Обычный пенополистирол без добавок относится к классу Г4 (сильногорючий). Он легко воспламеняется, горит с высокой скоростью, плавится и образует горящие капли, способствуя быстрому распространению огня. Для использования в строительстве разрешён только пенополистирол с антипиренами с маркировкой «С» (самозатухающий), который в зависимости от количества и качества антипиренов материал может получить класс от Г1 до Г3. В общем, главная опасность — токсичность дыма: при горении пенополистирол выделяет ядовитые вещества, включая стирол, бензол, толуол, угарный газ и т.д., что и делает его опасным для использования в жилых помещениях.
- В-третьих, "хрупкость" — материал легко крошится и деформируется под механическим воздействием, что снижает его долговечность.
- В-четвертых, неустойчивость к ультрафиолету — под воздействием солнечных лучей пенополистирол разрушается.
- В-пятых, проблемы с экологичностью - частицы стирола могут выделяться в воздух, особенно в первые месяцы после выпуска материала, при нагреве плит (например, на солнечных фасадах). Типичные уровни стирола в воздухе при этом в десятки раз ниже предельно допустимых значений, но при плохой вентиляции и высокой температуре они могут повышаться. В 2019 году IARC признало стирол веществом категории Group 2A — вероятно канцерогенным для человека. Это не значит, что пенополистирол опасен сам по себе, но уровень стирола в воздухе должен контролироваться.
- В-шестых, при увеличении температуры с пенополистиролом происходят следующие процессы:
Размягчение массы. Материал выносит долгое нагревание при 80 °С и даже недолгий нагрев при 95 °С. ecoeurodom.ru
Деструкция. Начинается при температуре +160 °C. С повышением температуры до +200 °C начинается фаза термоокислительной деструкции. Выше +260 °C преобладают процессы термической деструкции и деполимеризации. ru.wikipedia.org*pamag.ru
Квазихрупкое разрушение. При температурах более 60–75 °С (температура возможного нагрева крыши в летнее время) пенополистирол ведёт себя как нелинейное вязкоупругое тело, способное к необратимому течению. Наблюдается вынужденно эластическое разрушение элементов ячеистой структуры. тгту.рф
Все эти недостатки (особенно последний!) и является основной причиной, по которой пенополистирол применять для утепления крыш не рекомендуется (обратите внимание - не запрещается, а именно - не рекомендуется).
Справедливости ради, нельзя не высказать и иную точку зрения. Так токсичная природа стирола и способность пенополистирола выделять стирол считается европейскими экспертами недоказанной. Эксперты, как в строительной, так и в химической отрасли либо отрицают саму возможность окисления пенополистирола в обычных условиях, либо указывают на отсутствие прецедентов, либо ссылаются на отсутствие у них информации по данному вопросу. Кроме того, по мнению некоторых специалистов, сама опасность стирола изначально часто ненсколько преувеличивается.
Производители пенополистирола обо, что мы Вам рассказали про этот материал, прекрасно знают. Именно поэтому в их инструкциях по эксплуатации материла в обязательном порядке присутствует, например, такая фраза: "Предел температуры эксплуатации экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ составляет +75°С". Однако хранить материал рекомендуется под навесом, защищающим материал от солнечного излучения." Проще говоря, мы вас предупредили, а дальше ваше дело - думайте сами до какой температуры может нагреться ваша крыша и применять ли для её утепления пенополистирол или не стоит.
Пенополиуретан
Пенополиуретан (ППУ) — это синтетический полимерный материал, который состоит из ячеек, заполненных газом (чаще всего воздухом или углекислым газом). Внешне похож на застывшую пену. В зависимости от вида исходного полиуретана получаемые из него матералы могут быть жёсткими или эластичными («поролон»). Жёсткий ППУ имеет закрытую структуру ячеек, не пропускает пар и не подвержен деформации. Мягкие ППУ имеют более открытые ячейки, за счёт чего материал может пропускать частички пара. Используют их весьма широко. Жёсткие ППУ — в качестве тепло- и звукоизоляции и лёгких формообразующих элементов, а также в качестве хладоизолятора в бытовых, а также торговых холодильниках. Мягкие ППУ — в качестве мягких покрытий и набивки, а также как губки для мытья, пылевые фильтры, амортизирующие упаковки и т.д). Некоторые виды таких материалов применяют всё же в качестве теплоизоляции, но учитывая вероятность проникновения пара сквозь мягкик плиты, в таких строениях обязательно монтируют слои паро- и гидроизоляции).
Применение жёстких пенополиуретанов с закрытой клеточной структурой для строительства мотивируется очень низкой теплопроводностью (0,029 — 0,041 Вт/(м•K), малой паропроницаемостью, хорошей адгезией и высокими гидроизоляционными характеристиками. Именно эти свойства материала позволяют отказаться при утеплении им крыши как от устройства слояч пароизоляции, так и от монтажа паропроцаемой мембраны.
Для утепления крыш используются плиты. Их стандартный размер: длинна -1200 мм, ширина - 600 мм, толщина - от 15 до 250 мм. Плиты изготавливаются с покрытием из бумаги или алюминиевой фольги, как с одной стороны, так и с двух сторон (по индивидуальному заказу плиты могут быть изготовлены нестандартных размеров и толщин, с покрытием из стеклоткани или даже оцинковки.
Преимущества материала: прочный, не электризуется, не токсичен, не имеет запаха, устойчив к растворителям, щелочам и кислотам, устойчив к атмосферным осадкам, экологически безопасен.
Но надо признать, что в плиты ППУ применяются для утепления крыш не так уж и часто. В наше время гораздо чаще утепление конструкций с помощью ППУ проводится методом напыления (его можно проводить как снаружи, так и изнутри помещения), что создаёт бесшовное покрытие, обеспечивающее высокий уровень теплоизоляции и при этом защищающее строительную конструкцию от влаги.
Для нанесения ППУ используется специальное оборудование, которое подаёт компоненты под высоким давлением. Естественно, от правильной настройки этого оборудования зависит равномерность нанесения и долговечность покрытия.
Этапы утепления крыши ППУ выглядят примерно так:
- Подготовка — поверхность очищают от пыли, грязи или остатков старого утеплителя (ППУ необходимо наносить только на сухую обезжиренную поверхность).
Нанесение ППУ методом напыления — материал наносят равномерными движениями, начиная с углов и труднодоступных мест, постепенно покрывая всю поверхность. Толщина слоя зависит от климатических условий и задач утепления.
Контроль толщины и равномерности покрытия — нанесённый слой должен быть одинаковым по всей поверхности, без пропусков и излишков материала. Неровности и дефекты исправляются немедленно.
Завершение работ — после нанесения необходимо дать материалу полностью затвердеть (процесс полимеризации занимает от нескольких часов до суток, в зависимости от условий окружающей среды). После этого можно приступить к финишной отделке.
Учитывая, что пенополиуретан как утеплитель «чувствителен» к ультрафиолетовому излучению, требуется защитить его финишным покрытием, который будет также выполнять декоративные функции. Ну, а перед началом монтажа такого покрытия поверхность напыленного слоя ППУ требуется подравнять, а, проще говоря, срезать выступаюшие части с помощью ножа.
Теплоизоляционные блоки со встроенной обрешеткой
В Европе, где климат мягче, чем в нашей стране, большинство домов имеют простые двускатные крыши, поэтому описанные выше проблемы возникают в этом регионе нечасто. Тем не менее, именно в Европе, а точнее, в Германии, была создана оригинальная конструктивная система утепления крыш с использованием теплоизоляционных блоков Puren, изготовленных из пенополиуретана и оснащённых встроенной деревянной обрешёткой.
Каковы конструктивные особенности этой системы утепления? Одно из достоинств материала Puren - он практически не впитывает влагу. Именно поэтому не нужно устраивать вентиляционный зазор в кровельной конструкции и, следовательно, отпадает необходимость использовать при монтаже крыши такие элементы, как вентилируемые коньки, «флюгарки», защитные сетки и т.п. Кроме того, пенополиуретановый утеплитель сегодня считается самым «тёплым» (λ = 0,024 Вт/(м • К), то есть его слой толщиной 100 мм соответствует почти 200 мм минераловатного утеплителя. Из-за уменьшения слоя утеплителя и отсутствия вентилируемого зазора толщина кровельного пирога значительно снижается, благодаря чему дом приобретает, так скажем, более элегантный вид.
Как происходит укладка? Блоки полиуретанового утеплителя укладываются по системе «шип-паз», но не между стропилами, которые являются традиционными мостиками холода, а сплошным слоем поверх кровельного основания. В частных домах (особенно деревянных) основание-настил часто сооружается из досок — таким образом сразу же решается проблема оформления потолка (надо только отшлифовать доски настила со стороны помещения, а также видимые в интерьере стропила, и затем покрыть декоративно-защитным составом). Поверх настила монтируются пароизоляция и сплошной ковёр из блоков Puren, встроенная обрешётка которых связывается с настилом длинными саморезами. Уложенные блоки прикрывают влагоизоляционной паропроницаемой мембраной и после этого монтируют кровельное покрытие, прикрепляя его элементы к обрешётке.
Справедливости ради следует отметить, что крыша с покрытием по системе «Акритэк» обходится примерно на 40 % дороже аналогичной кровли, утеплённой классическим способом. Однако этот недостаток с лихвой компенсируется за счёт более высокой скорости монтажа и снижения степени влияния человеческого фактора на качество монтажа. Кроме того, при эксплуатации не возникает описанных нами выше проблем, свойственных аналогичной кровле с традиционным утеплением.
А куда же будет уходить влага из воздуха помещений, если мы перекроем ей дорогу в утеплитель? Все просто. Для её удаления потребуется тщательная организация системы вентиляции помещений дома. Но это, как вы и сами понимаете, уже совсем другая история.
___________________________________
Спасибо, что дочитали этот материал до конца! Рады, если он Вам понравился.
Номер этой статьи в рубрикаторе журнала WOODFOCUS - 13-0-2 (здесь Вы найдёте все темы и названия статей, напечатанных в нашем журнале)
Хотите регулярно читать интересные статьи на тему деревянной (и не только) архитектуры и строительства - подписывайтесь на наш канал.