СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЁПЛОГО КОНТУРА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ДОМА. Статья является продолжением серии статей, посвященных энергоэффективным и пассивным домам. В первой (см. № 5/2014) речь шла о том, что такое энергоэффективные технологии, в чем разница между энергосберегающими, пассивными и активными домами, были приведены примеры реальной практики строительства таких домов в России. Во второй (см. № 6/2014) говорилось об инженерном оборудовании, использующемся в энергоэффективном строительстве. На этот раз рассмотрим строительные материалы для создания теплого контура дома.
Исследования показывают, что при эксплуатации жилого дома большая часть тепла теряется через ограждающие конструкции — стены, крышу, окна. Поэтому современные системы утепления предусматривают создание комплексной тепловой оболочки, передвигающей зону положительных температур в несущие конструкции по всей поверхности дома, включая и теплоизоляцию контактирующего с грунтом фундамента. Такое решение исключает появление мостиков холода, повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, отрицательно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций.
Теплоизоляция зданий и сооружений преследует несколько целей: повышение уровня комфортности, тепло- и звукоизоляции, экономию топливных ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов.
Утепление подвала и фундамента
Теплоизоляция подвала, кроме обеспечения комфорта в подземном помещении, дает сокращение общих затрат на отопление и эксплуатацию несущих конструкций в щадящем режиме. При устройстве изоляции подвала или фундамента к утеплителю предъявляют жесткие требования: достаточная прочность на сжатие, позволяющая выдерживать значительное давление грунта; очень низкое водопоглощение; высокая морозостойкость; стабильность линейных размеров; хорошая стойкость к увлажнению и агрессивным средам; теплоизолирующие свойства в течение длительного времени. Этим требованиям в большей степени отвечают материалы ячеистой структуры — плиты из экструдированного пенополистирола. Этот материал имеет закрытые поры (поэтому не впитывает воду), достаточную прочность, низкую теплопроводность, значительную долговечность. Закрытая пористая структура и свойства поверхности ячеек пенополистирола исключают капиллярные явления и обеспечивают минимальное водопоглощение даже в условиях гидростатического давления. Сочетание таких свойств позволяет считать этот материал оптимальным для утепления пола и стен подвала, цоколя, фундаментной плиты. Точность геометрических размеров и незначительный вес пенополистирольных плит обеспечивают максимальную производительность при минимальных трудозатратах без применения в монтаже специальных механизмов. Плиты из экструдированного пенополистирола удобны в монтаже; шпунтованные кромки плит позволяют легко их состыковывать, а шероховатая поверхность прочно сцепляется с бетоном и штукатурными растворами. Устанавливаются пенополистирольные плиты под плитой основания и снаружи стен фундамента, таким образом создается замкнутый внешний тепловой контур. Поскольку при горении пенополистирол может выделять вредные вещества, его применение допускается в подземной части фундамента, где в случае возможного пожара плиты не контактируют с огнем по определению.
В домах часто проектируются подвальные помещения и подполья, которые используются для хранения различных вещей, не требующих комнатной температуры. В этом случае для обеспечения низких температур в подвале и требуемых температур на поверхности пола необходимо утеплить перекрытие. Для этого над холодными подвалами и подпольями компания Rockwool предлагает использовать мягкие плиты из каменной ваты «Лайт Баттс Скандик», которые укладываются в пространство между балками или лагами. При утеплении плитных перекрытий под основание пола укладывают жесткие плиты из каменной ваты «Флор Баттс» требуемой толщины.
Утепление стен
Общеизвестно, что при эксплуатации жилого дома больше всего тепла (до 40 %) теряется через стены. Их утепление позволяет существенно повысить энергоэффективность наших домов.
Уже при выборе конструктивного материала для строительства стен можно существенно повысить их теплоизоляцию. Эту задачу позволяют решить поризованные крупноразмерные керамические блоки и камни, например RAUF. Они представляют собой многопустотные конструкции, размеры которых могут быть в несколько раз больше, чем одинарного кирпича. Средняя плотность их менее 1 000 кг/м3, прочность — 10–15 МПа. Крупноформатный поризованный камень 14,3 NF RAUF Therme марки М100, размером 510 × 250 × 219 мм может замещать в объеме сразу до 15 стандартных кирпичей! Вес его 23 кг, теплопроводность 0,18 Вт /м ∙ °C. Поризованная керамика хорошо подходит для малоэтажного строительства загородных домов, являясь основным конструкционным материалом при возведении внутренних и наружных стен дома. Толщина стены из крупноформатных поризованных блоков, отвечающая современным нормам по теплопотерям, для московского региона составляет 64 см и не требует дополнительного утепления другими материалами.
В малоэтажном домостроении широко используется и ячеистый бетон, обладающий низкой плотностью плюс высокими теплозащитными и прочностными свойствами. Средняя плотность мелких ячеисто-бетонных блоков — 400–600 кг / м3, предел прочности на сжатие — 2,5–3,5 МПа. Теплопроводность ячеистого бетона — 0,11–0,14 Вт/м ∙ °С.
Ячеистый бетон позволяет хорошо удерживать тепло в помещениях и создавать благоприятный температурно-влажностный режим как летом, так и зимой.
В целях еще большего повышения теплосбережения стены, для доведения ее характеристик до требований к пассивным домам ограждающие конструкции из поризованной керамики и ячеистого бетона могут быть дополнительно утеплены снаружи.
Там же, где стены построены из обычного кирпича или других традиционных материалов, дополнительное утепление просто необходимо. Именно наружное утепление стен обладает максимальными преимуществами, поскольку защищает от неблагоприятных атмосферных воздействий, сдвигает точку росы к внешней поверхности утеплителя, создавая тем самым благоприятный с точки зрения влажности режим эксплуатации.
Для теплоизоляции стен наибольшее распространение получили следующие варианты фасадного утепления: штукатурный («мокрый») способ, устройство фасадов с вентилируемым зазором и применение отделочных термопанелей.
Это комплексная строительная система, напоминающая слоеный пирог. На несущую стену снаружи последовательно наносят и скрепляют между собой слои: теплоизоляционный (его толщину определяют теплотехническим расчетом), базовый армирующий, служащий для закрепления защитно-декоративного слоя на поверхности утеплителя, и наконец защитно-декоративный, предохраняющий от неблагоприятных внешних воздействий и создающий привлекательный вид фасада. Вариантов штукатурного утепления довольно много, в качестве примера можно привести систему «КНАУФ — Теплая Стена».
При выборе штукатурного способа термоизоляции используют плитный утеплитель. Оптимально применять плиты, изготовленные из минерального сырья. Плиты из каменной ваты характеризуются низким коэффициентом теплопроводности (λ (Б) — 0,035–0,037 Вт / м ∙ °C) и негорючестью. Компания Rockwool рекомендует для устройства штукатурных фасадов несколько видов устойчивых к деформациям гидрофобизированных негорючих жестких теплоизоляционных плит: «Фасад Баттс», «Фасад Баттс Д» и «Пластер Баттс». Первые два рекомендуются для использования в системах с тонким штукатурным слоем, а последний — с толстым. «Фасад Баттс Д» имеет комбинированную двухслойную структуру и состоит из плотного верхнего (наружного) и более легкого нижнего (внутреннего) слоев. Концепция двойной плотности позволяет снизить массу плиты, улучшить теплоизоляционные свойства фасадной системы, сократить сроки монтажа. Слоистая конструкция фасада, выполненная штукатурным способом, предъявляет повышенные требования ко всем компонентам. Именно поэтому компания стала предлагать системное решение — Rockfacade. В систему входят все необходимые компоненты: различные штукатурки, крепежные элементы, армирующие сетки и т. д.
Для повышения теплозащиты наружных стен штукатурным способом используют также плиты из экструдированного пенополистирола или обычного вспененного полистирола марок ПСБ-С-Ф-25, ПБС-С-25 и др. Экструдированный пенополистирол характеризуется очень малым водопоглощением, высокой прочностью на сжатие, низкими показателями плотности и расчетной теплопроводности (λ (Б) — 0,030–0,032 Вт / м ∙ °C). Этот материал морозостоек, химически устойчив и не подвержен гниению. По противопожарным нормам при использовании пенополистирольного утеплителя в системах утепления вокруг оконных, дверных и балконных проемов устраивают противопожарные рассечки и обрамления из негорючих минераловатных плит. Отдельные материалы, например утеплитель KNAUF Therm Façade, имеют продольные пазы на тыльной стороне поверхности плиты для усиления сцепления с клеевым слоем, а также пазы на лицевой стороне для упрочнения связи с наружным защитным слоем. Соединение плит типа «шпунт-паз» исключает образование мостиков холода.
Утепление фасада штукатурным способом имеет одну не очень удобную с точки зрения непрерывности строительного процесса особенность: его можно вести только в теплое время года (минимальная суточная температура должна быть не ниже +5 °С). Зимой требуется устраивать тепловой контур вокруг здания, что усложняет и удорожает строительство.
Вентилируемый фасад
Это современное решение, применяемое при новом строительстве, реконструкции и утеплении зданий. Повышение энергоэффективности дома с помощью вентилируемого фасада привлекает еще и тем, что при таком способе отсутствуют мокрые процессы и устройство его можно производить в любое время года. Типичная конструкция вентилируемого фасада включает в себя несущую стену, закрепленный на ней анкерами утеплитель, воздушную прослойку шириной около 50 мм, направляющие, закрепленные на стене через специальные кронштейны, и защитно-декоративный слой, установленный на направляющих. Использование в вентилируемых фасадах горючих материалов запрещено. Кроме того, теплоизоляционный слой должен быть гидрофобизирован и не давать усадки при закреплении дюбелями. Очень важно, чтобы в толще утеплителя не возникало движения воздуха в параллельной плоскости фасада, что снижает теплоизоляционные показатели материала. Поэтому он должен обладать низкой продуваемостью, которая связана внутренней структурой. Всем вышеперечисленным требованиям отвечают плиты «Венти Баттс» и «Венти Баттс Д» компании Rockwool.
Утепление скатной кровли
При строительстве частных жилых домов очень популярным решением является обустройство мансарды. При утеплении этого помещения, кроме утеплителя. необходимо использовать пароизоляционную пленку и гидроветрозащитную мембрану, чтобы исключить попадание в теплоизоляционную плиту водяных паров изнутри помещения и атмосферных осадков снаружи.
Кровельный пирог — многослойная конструкция, состоящая из кровельного покрытия, утеплителя и разнообразных подкровельных пленок. Каждый слой имеет свое назначение и взаимосвязан с остальными. Если хотя бы один слой окажется плохого качества или будет плохо уложен, пострадает вся конструкция дома.
Несущим скелетом кровельного пирога является стропильная система. Пространство между стропилами плотно, враспор заполняют утеплителем. Под ним размещают пароизоляционную пленку. Пароизоляция защищает утеплитель снизу от проникновения водяных паров, поднимающихся к кровле, сверху от наружной влаги его защищает слой гидроизоляции. Если гидроизоляционный материал является паронепроницаемым, он обязательно должен отстоять от утеплителя на некотором расстоянии и не касаться его. Если же пропускает водяные пары, его можно укладывать поверх утеплителя без зазора. Образовавшиеся зазоры, находящиеся между утеплителем и гидроизоляционным ковром (нижний просвет) и гидроизоляционным ковром и кровельным покрытием (верхний), являются частью вентиляционной системы кровли. По верхнему зазору удаляется атмосферная влага и конденсат, по нижнему — влага в виде паров воды, проникающая в утеплитель из внутренних помещений.
Таким образом в теплой скатной кровле при использовании гидро- и пароизоляционных материалов решаются две задачи: во-первых, защита утеплителя от влаги, резко ухудшающей его теплоизолирующие свойства, и, во-вторых, создание вентиляционных зазоров, обеспечивающих вывод из утеплителя влаги в виде водяного пара.
Утеплитель скатной крыши должен обладать низкой теплопроводностью, высокой паропроницаемостью, быть негорючим, экологичным и легким в применении. Этим требованиям в большей степени отвечают плиты и маты на основе каменного и стеклянного волокна. Толщина утеплителя должна быть не менее 20 см, а для домов, имеющих повышенные теплотехнические характеристики, и больше.
В качестве примера можно привести плиты «Лайт Баттс» или маты «Лайт Баттс Скандик» компании Rockwool, отвечающие всем перечисленным требованиям и обладающие рядом дополнительных достоинств (сохраняют геометрические размеры на протяжении срока службы, после снятия нагрузки хорошо восстанавливают форму), что делает их весьма популярными как среди строителей, так и среди застройщиков.
Владимир ПАВЛОВСКИЙ, генеральный директор проектно-строительной компании «ПРОБИЗНЕССТРОЙ»
Впервые мы познакомились с поризованной керамикой в 1999 году, когда она только появилась на строительном рынке. Это был кирпич производства завода «Победа КНАУФ», расположенного в Санкт-Петербурге (ныне предприятие кирпичного объединения «Победа ЛСР», входящее в группу компаний ЛСР). Мы стараемся строить качественные дома из лучших современных материалов и с тех пор в своей практике используем для наружных стен дома только поризованный камень. Кстати, помимо энергосбережения материал обеспечивает и высокую тепловую инерцию — накапливает и медленно отдает тепло. Так, в летнюю жару дом, построенный из такого кирпича, прогревается медленно и долго сохраняет комфортную температуру без кондиционеров, а зимой, в случае аварийного отключения отопления, здание остынет очень медленно. Недавно нам позвонила заказчица упомянутого нашего первого дома, построенного из поризованной керамики, и рассказала, что у них был случай, когда в доме котел зимой не работал несколько дней, но они почувствовали дискомфорт только через пару дней.
Владимир Петров
