Системы фасадной теплоизоляции

Холодные зимы в России – дело привычное. Каждый сельский житель знает, что чем сильнее натоплена печь, тем теплее в доме. А вот горожане зачастую сталкиваются с явлением, ломающим привычные представления: батареи горячие, а в квартире холодно. Причина – в больших теплопотерях через наружные стены из-за их низкого термического сопротивления, ведь в многоэтажном строительстве применяются конструкционные материалы, термическое сопротивление которых значительно ниже, чем у древесины. Для примера скажем, что термическое сопротивление стены из сосны и ели толщиной 0,15 мм в 1,4 раза выше, чем кирпичной кладки толщиной 0,51 м.

От величины термосопротивления зависит другая важная характеристика ограждающих конструкций – теплоустойчивость. Теплоустойчивость характеризует их свойство сопротивляться перепадам наружной температуры. Повысить теплоустойчивость ограждающих конструкций возможно за счет увеличения их термического сопротивления.

Учитывая большую продолжительность отопительного сезона во многих регионах РФ, а также рост цен на энергоносители, Минстрой РФ внес изменения в СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника", согласно которым общее термическое сопротивление ограждающих конструкций для реконструируемых и вновь строящихся зданий должно составлять, например, для г. Москвы не менее 3,2 кв.м х С/Вт. Это означает, что падение температуры при прохождении через ограждающую конструкцию теплового потока плотностью, равной единице, должно быть не меньше, чем 3,2 град. С.

Выполнение этого требования за счет увеличения толщины ограждающих конструкций практически невозможно: толщина стен из железобетона должна быть не менее 6 м, а из полнотелого кирпича – не менее 2,3 м. В настоящее время толщина внешних стен назначается исходя из требований прочности, а необходимое термическое сопротивление обеспечивают теплоизоляционные материалы.

Теплоизоляционные материалы имеют низкое значение коэффициента теплопроводности. Чем ниже это значение, тем выше при одинаковой толщине его термическое сопротивление. Для примера скажем, что при несущей стене из железобетона толщиной 0,25 м достаточно применить плиту с коэффициентом 0,042 Вт/м х С иной всего 0,12 м – и общее термическое сопротивление, равное 3,2 кв.м х С/Вт, будет обеспечено. В этом случае общая толщина стены составит всего 0,37 м вместо 6 м.

С точки зрения теплофизики общее термическое сопротивление не зависит от последовательности расположения слоев различных материалов в ограждающих конструкциях. Однако с точки зрения диффузии водяных паров они должны быть расположены в порядке уменьшения термического сопротивления и паропроницания снаружи вовнутрь. Нарушение этого условия может привести к конденсации влаги в сечении ограждающей конструкции и, следовательно, к снижению ее термического сопротивления.

В зависимости от расположения утеплителя в ограждающей конструкции можно выделить три основных типа теплоизоляционных систем. Проанализируем их достоинства и недостатки.

Система 1. Утеплитель расположен с внутренней стороны ограждающей конструкции. При таком расположении утеплителя, во-первых, уменьшается внутренняя площадь помещения. Во-вторых, применение этой системы всегда связано с дополнительными затратами на пароизоляцию. В противном случае на границе внутренней стены и утеплителя происходит конденсация водяного пара. Повышенная влажность приводит к снижению теплотехнических характеристик, появлению и активному росту грибков, плесени.

Система 2. Утеплитель расположен внутри самой ограждающей конструкции (колодцевая кладка). При такой системе ограждающая конструкция выполняется из двух параллельных стенок, соединенных между собой жесткими связками, а образующееся между ними пространство заполняется утеплителем. При этом внутренняя стенка является несущей, а внешняя защищает утеплитель от атмосферного воздействия. Монтаж системы может производиться при отрицательных температурах. Однако она имеет и существенные недостатки. Во-первых, под ограждающие конструкции требуется более объемный и дорогостоящий фундамент, чем в случае применения системы 3. Во-вторых, влага конденсируется между внешней и внутренней стенками на теплоизоляционном материале и на внутренней поверхности наружной стенки. Это приводит к снижению термического сопротивления ограждающей конструкции и ее ускоренной амортизации.

Система 3. Утеплитель расположен снаружи ограждающей конструкции. В случае применения систем наружной (фасадной) теплоизоляции толщина ограждающей конструкции может быть минимальной, исходя из требований прочности. Толщина утеплителя должна быть такой, чтобы зоны конденсации влаги и основного перепада температуры находились внутри теплоизоляционной плиты. В этом случае накопленная влага легко испаряется из-за высокой паропроницаемости системы.

При расположении утеплителя снаружи его необходимо защищать от атмосферного воздействия одним из двух способов:

а) защитным экраном (теплоизоляционная система с вентилируемым фасадом);

б) штукатурным защитно-декоративным слоем (многослойная система "мокрого" типа).

Теплоизоляционная система с вентилируемым фасадом является дорогостоящей и трудоемкой. Кронштейны с рейками крепятся к стене здания дюбелями. Плиты утеплителя вставляются в направляющие так, что кронштейны проходят между плитами утеплителя по стыкам. Облицовочные декоративно-защитные плиты прикрепляются к кронштейнам с рейками. Длина кронштейнов обеспечивает свободный зазор для вентиляции между утеплителем и облицовочной плитой (сама облицовочная плита обладает низкой паропроницаемостью). Достоинством этой системы является то, что ее монтаж можно производить при отрицательных температурах. Однако система имеет ограничения в применении для зданий со сложной архитектурой, а также в случаях, когда необходимо точное воспроизведение первоначального облика фасада: реконструкция старых зданий, исторических памятников. В типовых проектах пока не может широко применяться вследствие высокой стоимости.

Многослойная система "мокрого" типа является наиболее универсальной и применяется во многих странах Европы как основная система теплоизоляции фасадов. Для примера можно сказать, что только в Германии в течение 1996 года данная система была применена на площади более 43 млн. кв. м. В настоящее время уже существуют клеевые и армирующие составы, позволяющие производить работы при температуре до -22 град. С, и система фактически имеет только один недостаток: нанесение защитно-декоративного слоя может осуществляться при температуре не ниже +5 град. С. Но применение защитного теплового экрана устраняет и это ограничение.

Система "мокрого" типа проста в монтаже. Ее компоненты наносятся на стену утепляемого здания послойно. Плиты утеплителя приклеиваются к стене снизу вверх с перевязкой швов: смещение швов по горизонтали, зубчатая перевязка на углах здания. Кромки утеплителя усиливаются специальными угловыми профилями. Крепление утеплителя к стене осуществляется дюбелями.

На поверхность утеплителя наносится клеевой раствор, армирующая стека и декоративная отделка. Благодаря высокой паропроницаемости внешнего защитно-декоративного слоя накопленная в массиве утеплителя конденсационная влага легко испаряется наружу.

Российским строителям хорошо известны системы "мокрого" типа немецких фирм TEXCOLOR, HECK, ALSECCO, ISPO. В Германии эти системы классифицируются по пожарной безопасности:

класс А1 – негорючая, в которой применяются минеральные материалы без полимерных компонентов, что соответствует самым жестким требованиям по пожарной безопасности;

класс А2 – негорючая, в которой применяются минеральные материалы с полимерными добавками.

Так, например, в теплоизоляционной системе TEXCOLOR WDVS A2 применяются минеральный клеевой раствор "ОК 1000" для приклеивания утеплителя, минеральная армирующая шпаклевка "ОК 2000" для армирования, облегченная минеральная штукатурка RSL для финишного защитно-декоративного слоя, в составе которых содержится 4% полимерного компонента. Его наличие обеспечивает системе А2 преимущества в прочности, эластичности и долговечности по отношению к системе А1. Срок службы этой системы, согласно техническому свидетельству Госстроя России, не менее 30 лет.

В качестве утеплителя в системах А1 и А2 применяются минераловатные плиты. Например, система TEXCOLOR WDVS A2 комплектуется плитами Rockwool (Дания) марки Fasade Siab или плитами Paroc (Финляндия) марки RAL4, RAL5. По степени огнестойкости эти системы предназначены для зданий всех степеней огнестойкости. Это обусловлено подтверждением соответствия этих теплоизоляционных плит требованиям пожарной безопасности, установленных в ГОСТе 30244-94 (группа "НГ" – негорючие строительные материалы);

класс В1 – трудногорючая, в которой применяются пенополистирольные плиты. Система класса В1 является эффективной, недорогой и широко применяется в индивидуальном строительстве.

К многослойным теплоизоляционным системам "мокрого" типа и их комплектующим предъявляются определенные требования. Вот некоторые из них:

морозостойкость системы должна быть не менее F35;

анкеровка утеплителя дюбелями должна обеспечивать восприятие нагрузок от собственного веса и ветрового воздействия;

минераловатные плиты должны быть средней плотностью не ниже 145 кг/ куб. м и иметь прочность на разрыв а не менее 14 кН/кв. м; пенополистирольные плиты должны быть из безусадочного самозатухающего полистирола, иметь плотность не ниже 15 кг/куб. м и прочность на разрыв не менее 80 кН/кв. м;

армирующая сетка должна быть щелочестойкой;

адгезионная прочтность сцепления между штукатурным и теплоизоляционным слоями для систем с утеплителем из вспененного полистирола в сухом состоянии должна быть не ниже 80 кН/кв. м, во влажном – не ниже 40 кН/кв. м; для систем с минераловатным утеплителем – всегда не ниже 14 кН/кв.м.

Недопустимо комплектовать систему материалами разных производителей (кроме случаев, когда система прошла соответствующие сертификационные испытания): такие комплектующие могут быть несовместимы по целому ряду характеристик и, следовательно, не могут работать в системе.

Многослойные теплоизоляционные системы "мокрого" типа начали применяться в России сравнительно недавно, но уже существуют методики оценки их пригодности к применению в строительстве на территории Российской Федерации. Соответствующие заключения с выдачей технических свидетельств делаются Госстроем России.

В настоящее время на территории России применяются системы класса А1 и А2 в промышленном и гражданском строительстве, а также класса В1 в индивидуальном строительстве.

В заключение следует сказать, что на этапе выбора поставщика системы следует обратить особое внимание на наличие Технического свидетельства Минстроя РФ на систему в целом и сертификатов на все материалы и элементы системы.