Утеплитель в кровле


ПРОБЛЕМЫ  И  НЮАНСЫ

 Теплоизоляционные материалы (ТИМ) в кровельных конструкциях могут выполнять сразу несколько функций:


• тепловая изоляция покрытия;


• основание для монтажа гидроизоляционного кровельного материала;


• восприятие возможных нагрузок(эксплуатационных,  ветровых, снеговых и т.д.);


• удаление излишков водяного пара и выравнивание создаваемого им давления;


• компенсатор температурных деформаций;


• конструкционная противопожарная защита.


Все это вынуждает относиться очень внимательно к такому, на первый взгляд, простому вопросу, как выбор теплоизоляционного материала для утепления кровли. В первую очередь, это относится к строительству скатных кровель, особенно при устройстве мансард, так как, во-первых, это одно из наиболее массово используемых решений; во-вторых, является довольно сложным инженерным решением, требующим не только специальных материалов, но и хорошего знания теплофизики и аэродинамики у проектировщиков и строителей. Как показывает практика, чаще всего не вызывают проблем крыши, которые не служат ограждением жилого помещения и отделены от такого помещения хорошо теплоизолированным потолком. Можно привести такой пример: еще не так давно чердачные помещения (как, между прочим, и подвальные) крайне редко использовались для жилья, и пространство под крышей проветривалось вдоль и поперек. Это, в свою очередь, автоматически позволяло поддерживать комфортный для проживания микроклимат в нижних жилых помещениях. Необходимость создавать больше жилых помещений в уже построенных зданиях или ограничения площади, занимаемой строящимися домами, привело к совершенствованию конструкции крыши. Снова в моду вошли мансарды, большая часть наружных ограждений которых интегрированы в кровельную конструкцию.


Для утепления мансардных помещений в основном применяют ТИМ из каменной ваты (в Украине она представлена продукцией компаний Рагос, Rockwool и некоторых других) и стекловолоконной ваты (Isover, Knauf Insulation, Ursa и ряд других).


Основным фактором, обуславливающим хорошие теплоизоляционные свойства ТИМ из минеральной ваты, является очень низкая теплопроводность статического воздуха — плохого проводника тепла. При температуре +10°С коэффициент теплопроводности воздуха равен 0,026 Вт/м-К. Вата состоит из чрезвычайно тонких и однородных хаотично переплетенных между собой волокон, которые, переплетаясь между собой, образуют ячейки, содержащие воздух в неподвижном состоянии. Из-за того, что в изделиях из ваты содержится большой объем воздуха, собственная теплопроводность этих изделий из ваты также мала — от О до 0,045-0,05 Вт/м-К. Определение теплопроводности можно найти в любом учебнике по строительной теплофизике. Теплопроводность — это способность материала проводить тепло через свой массив. Степень теплопроводности материала характеризуется величиной его коэффициента теплопроводности. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Различают коэффициенты теплопроводности в сухом состоянии и при различных режимах эксплуатации.


На коэффициент теплопроводности материала весьма влияет его влажность. С повышением влажности материала резко возрастает и его коэффициент теплопроводности. Это объясняется тем, что вода, находящаяся в порах материала, имеет коэффициент теплопроводности в 20 раз больше, чем у воздуха, кроме этого, влага увеличивает площадь соприкосновения между частицами материала. Поскольку материалы почти никогда не бывают в абсолютно сухом состоянии, а имеют некоторую влажность, в основном вследствие процессов сорбции, капиллярного увлажнения и конденсации влаги, то и для расчетов применяются различные коэффициенты теплопроводности, определенные для режимов эксплуатации, зависящих от влажности.


Кроме этого, необходимо отметить еще некоторые немаловажные факты. Влажный теплоизоляционный материал неприемлем и с гигиенической точки зрения, так как является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Помимо теплотехнического и санитарно-гигиенического значения, нормальный влажностный режим ТИМ и ограждения имеет еще и большое техническое значение, поскольку он обуславливает долговечность ограждения. Применение в современном строительстве и реконструкциях в качестве утеплителей легких эффективных материалов заставляет придавать первостепенное значение влажностному режиму ограждения, для того чтобы обеспечить им необходимую долговечность.


Для понимания всех процессов, протекающих в мансардных ограждениях, необходимо обратиться к строительной теплофизике.


Из школьного курса физики известно, что теплый воздух легче холодного, и поэтому всегда поднимайся вверх, из-за чего температура воздуха под потолком в среднем на 2°С выше, чем посередине высоты помещения. При одинаковой теплоизоляционной способности стен и кровли потери тепла через кровлю всегда будут больше, что обусловлено большим перепадом температур между наружной и внутренней поверхностями покрытия. Кроме того, влагосодержание теплого воздуха выше, чем холодного, поэтому конденсат на потолке может образовываться при более высоких температурах, чем на внутренней поверхности стены. По этой причине требования к сопротивлению теплопередаче для кровельных ограждений выше, чем к наружным стенам.


Влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного, находящегося снаружи, поэтому диффузия водяных паров направлена из помещения через ограждающие конструкции мансарды наружу. Помимо этого, есть еще несколько источников влаги. Атмосферная влага может попасть в конструкцию кровли при выполнении монтажных работ, кроме того, определенную влажность имеют и конструктивные элементы кровли. Влажность может находиться в материале не только в виде жидкости, но и в виде пара и льда. Естественно, чем выше температура, тем выше вероятность нахождения влаги в материале в виде пара. В случае создания теплового подпора за счет отопления в холодное время года или нагрева верхних слоев кровли солнечными лучами в теплое время года давление водяного пара будет повышаться, что может привести к разрушению кровли. Довольно часто встречаются случаи «пузырения» кровли, когда, например, на битумном гидроизоляционном покрытии вздуваются «пузыри», причиной которых и является избыточное давление пара, находящегося под гидроизоляционным кровельным покрытием. По этой причине, в частности, не должно быть мест, где могла бы скапливаться влага — причина разрушающих нагрузок на гидроизоляцию и теплоизоляцию, которые могут возникнуть зимой из-за замерзания влаги, а летом из-за значительного давления, создаваемого паром.

Высокая влажность воздуха предъявляет требования и к конструкции кровли.


Наружная часть кровли представляет собой гидроизоляционный слой, который не только плохо пропускает водяные пары, но и способствуют выпадению конденсата с внутренней стороны ограждения. Это происходит из-за того, что влажный воздух, соприкасаясь с холодными поверхностями (например, с черепицей кровельного покрытия, температура которой близка к температуре наружного воздуха), не способен удержать влагу в виде пара, и она оседает в первую очередь на холодных поверхностях в виде воды. В результате конденсации влаги и ее последующего стекания или выпадения каплями происходит намокание поверхностей внутренних слоев кровельного «пирога» (в первую очередь, утеплителя). Для защиты утеплителя используют антиконденсатную пленку, верхняя часть которой имеет гидроизоляционное покрытие, а нижняя — сорбирующую влагу поверхность.


Учитывая отрицательное воздействие влаги на теплоизоляционные характеристики материалов, утеплитель необходимо защитить не только от увлажнения диффундирующими водяными парами, но и от влаги, которая может попасть из-за неплотного соединения краев пленки.


Для удаления влаги, попавшей по каким-то причинам в теплоизоляционный материал, между утеплителем и наружным (гидроизоляционным) слоем кровельного покрытия следует предусмотреть вентилируемую воздушную прослойку.

 Таким образом, атмосферная влага отводится гидроизоляционным слоем, находящимся на стропилах или обрешетке. Влага, которая может попасть снаружи с влажным воздухом, конденсационная влага и диффундирующая отводятся с помощью двух уровней внутренней вентиляции. Первый находится между кровельным покрытием и гидроизоляционным слоем, второй — между гидроизоляцией и теплоизоляцией. Очевидно, что эта вентиляция требует вентиляционных отверстий для входа и выхода воздуха. Из опыта строительства и эксплуатации мансардных помещений известно, что полная изоляция стропильных конструкций без второго уровня вентиляции приносит значительный вред. От подобных решений необходимо отказаться. Кроме того, при принятии решения по вентилированию кровли необходимо принимать во внимание, что наилучшие результаты дают проветриваемые через конек кровли с разделением конька. Крыша должна быть сконструирована так, чтобы каждая вентиляционная полость функционировала самостоятельно и выводила воздух в свой отдельный канал. Это подтверждено не только практикой, но и испытаниями, в том числе в аэродинамической трубе.


Обычно в качестве утеплителя используют легкие минераловатные плиты небольшой плотности (около 30 кг/куб.м), создающие небольшую дополнительную нагрузку на здание. Однако в воздушной прослойке может возникнуть явление продувания, сопровождающееся уносом тепла, поэтому для сохранения теплозащитных характеристик конструкции на поверхность теплоизоляции, граничащую с вентилируемой прослойкой, обязательно укладывается слой ветрозащитного паропроницаемого материала.

 

 

По материалам статей
Украинского специализированного
делового журнала "БудМайстер".

 

МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов
сайт создан компанией