Утепление деревянной конструкции
Способы фасадного утепления
Сразу же позволим себе небольшую оговорку. При утеплении здания снаружи его отделка перестает играть только эстетическую роль. Она призвана не только создать комфортные условия внутри здания, но и обеспечить защиту несущей конструкции и укрепленного на ней утеплителя от влияний различных погодных факторов, естественно, без потерь внешней привлекательности. Поэтому невозможно рассказывать только о способах утепления домов и материалах, используемых для этого, - волей-неволей придется попутно говорить и об отделке, поскольку обе операции просто неотделимы друг от друга.
Рассматривать способы утепления мы начнем с деревянных конструкций, поскольку именно для них схема стенового "пирога" получается наиболее сложной, и именно они наиболее подвержены разрушению вследствие неправильного устройства такого "пирога". Попутно мы подробным образом рассмотрим процессы, происходящие в утепленной конструкции.
Утепление деревянной конструкции
Дерево - традиционный строительный материал, из которого возводят рубленые и каркасные дома не только у нас, но и во многих других странах мира. Но какими бы замечательными свойствами ни обладала древесина, она не является достаточным теплоизолятором. Поскольку речь идет об относительно влагоемком материале, подверженном гниению, воздействию грибка и прочих болезней, вызываемых его увлажнением, то наиболее целесообразной считается схема внешнего утепления с защитно-декоративным экраном (внешняя обшивка) и вентилируемым зазором между этим самым экраном и утеплителем.
В такую схему включаются следующие компоненты: внутренняя облицовка (со стороны помещения), пароизоляция, несущая деревянная конструкция, утеплитель, ветрозащита, вентилируемый воздушный зазор и внешняя облицовка (со стороны улицы). Для того чтобы понять, для чего необходим каждый из этих компонентов, стоит более подробно рассмотреть физические процессы, происходящие в утепленной конструкции.
При круглогодичной эксплуатации здания отопительный сезон имеет продолжительность 5 месяцев, из которых 3 приходятся на зимний период. Это означает, что 24 часа в сутки имеется устойчивая разница температур между внутренним пространством (зона положительной температуры) и улицей (зона отрицательной температуры). А коль разница температур есть, значит, в стеновой конструкции, обладающей определенной теплопроводностью, возникает тепловой поток в направлении "из тепла в холод". Проще говоря, стена отбирает тепло помещения и отводит его на улицу. Задача утеплителя - свести этот поток к минимуму. Применение утеплителей в настоящее время регламентируется требованиями к теплозащите ограждающих конструкций, указанными в изменении №3 к СНиПу 11-3-79* "Строительная теплотехника" и вступившими в силу еще в начале 2000 г. (о правилах выбора утеплителя и расчетах толщины его эффективного слоя см. ниже).
Но теплоизоляционный материал эффективен до той поры, пока он сух. Например, базальтовый утеплитель с объемной влажностью всего 5% теряет 15-20% своих теплоизоляционных свойств. И чем больше его влажность, тем более ощутимыми становятся потери. Иными словами, утеплитель перестает быть утеплителем. Откуда же в нем может взяться влага?
В воздухе всегда содержатся водяные пары. Так, при стопроцентной относительной влажности и температуре 20°С в 1 м3 воздуха может содержаться до 17,3 г воды в виде пара. С уменьшением температуры способность воздуха удерживать влагу резко падает - при температуре 16°С в 1 м3 воздуха уже может содержаться не более 13,6 г воды. И чем ниже температура, тем меньше влаги способен удержать воздух. Если при снижении температуры действительное содержание водяного пара в воздухе превышает предельно допустимую для данной температуры величину, то "лишний" пар тут же выделится в виде капель воды. Вот вам и источник увлажнения утеплителя.
Как происходит этот процесс? Относительная влажность воздуха в помещении составляет 55-65%, что значительно превышает влажность уличного воздуха, особенно в зимний период. А коль скоро есть разница величин между двумя объемами, возникает "поток", который призван уравнять эти величины, - теплый водяной пар начинает двигаться из помещения на улицу через утепленную конструкцию. А поскольку двигаться ему предстоит "из тепла в холод", по пути он будет конденсироваться, увлажняя теплоизоляционный материал.
Предотвратить процесс увлажнения можно путем создания так называемого паробарьера, устраиваемого со стороны помещения. Для его создания применяют или пару слоев маслянной краски, или рулонные пароизоляционные материалы, которые закрывают декоративной обшивкой. (Пары влаги должны удаляться из помещений с помощью принудительной вентиляции.)
Организация паробарьера - не единственное условие. Воздух, содержащийся в утеплителе, нагревшись от внутренней (несущей) стены, начнет двигаться в сторону улицы (современные паропроницаемые теплоизоляционные материалы такому движению не препятствуют) и по мере охлаждения из него тоже может начать конденсироваться влага. Чтобы этого не произошло, водяным парам, достигшим внешней границы теплоизоляционного материала, должна предоставляться беспрепятственная возможность покинуть его, не успев сконденсироваться. Таким образом, вторым условием обеспечения нормальной работы утепленной конструкции является наличие правильно организованного проветривания - создание так называемого "вентилируемого зазора" между наружной обшивкой и слоем теплоизоляционного материала, а также условий для возникновения потока воздуха ("тяги") в этом зазоре. "Тяга" и будет удалять водяные пары, выходящие из теплоизоляционного материала.
Но и это еще не все. Необходимо изолировать теплоизоляционный слой со стороны улицы. Если этого не сделать, теплоизоляционные свойства утеплителя могут начать ухудшаться. Во-первых, может происходить увлажнение слоя теплоизоляции за счет атмосферной влаги (задувание дождя, снега и т. п.). Во-вторых, под воздействием ветра не исключено "продувание" утеплителей малой плотности, сопровождающееся уносом тепла. В-третьих, может начаться разрушение теплоизоляционного материала под действием постоянного потока воздуха в вентилируемом зазоре - так называемый процесс "выдувания" утеплителя.
Для сохранения теплозащитных характеристик конструкции на поверхность теплоизоляции, граничащую с вентилируемым зазором, обязательно укладывается слой ветрозащитного, влагоизоляционного, но паропроницаемого материала.
Устанавливать со стороны улицы тот же паронепроницаемый, то есть "не дышащий" материал, что и с внутренней стороны ("паробарьер"), нельзя, поскольку в этом случае утепленная конструкция стала бы изолированной. В изолированном пространстве воздух тоже движется "из тепла в холод", но не имеет возможности выйти в сторону вентилируемого зазора. По мере продвижения воздуха в сторону наружной обшивки и одновременного остывания внутри теплоизолятора происходит активная конденсация влаги, которая постепенно смерзается в ледяную глыбу. В итоге теплоизоляционный материал теряет большую часть своей эффективности. С наступлением тепла лед растает и вся конструкция начнет гнить.
Обобщая сказанное, можно сформулировать основное условие успешной работы утепленной стеновой конструкции: теплоизоляция должна оставаться сухой в любое время года и при любых погодных условиях. Выполнение этого требования обеспечивает наличие паробарьера (со стороны помещения) и ветробарьера (со стороны вентилируемого зазора).
Конструкция и порядок монтажа обрешетки во многом зависят от материала, который будет использоваться в качестве защитного экрана. Например, процесс монтажа обрешетки под укладку утеплителя с последующим монтажом сайдинга выглядит примерно так. На внешней поверхности стены закрепляются вертикальные, предварительно обработанные антисептическим составом деревянные брусья толщиной 50 мм и шириной, превышающей толщину плит выбранного утеплителя. Например, при толщине теплоизоляции 80 мм толщина брусьев каркаса должна быть не менее 100-110 мм (для обеспечения воздушного зазора). Шаг обрешетки выбирается в соответствии с шириной плит утеплителей. Последние укладываются в пазы между брусьями и дополнительно прикрепляются к несущей стене анкерами. Количество анкеров на 1 м2 утеплителя устанавливается в соответствии с плотностью (и, соответственно, прочностью) выбранного утеплителя и может колебаться в пределах от 4 до 8 шт. Поверх утеплителя монтируется ветроизоляционный слой и затем сайдинг.
Это наиболее простая, но далеко не лучшая схема, поскольку при ее реализации остаются так называемые "мостики холода" (зоны, имеющие существенно меньшее, нежели утеплитель, тепловое сопротивление), которыми в данном случае являются брусья обрешетки. Гораздо более эффективна с теплотехнической точки зрения схема монтажа, в которой слой утеплителя разделен на две равные части (например, при необходимой толщине 100 мм используются две плиты толщиной 50 мм) и для укладки каждого из этих слоев используется собственная обрешетка (брусья обрешетки верхнего слоя набиваются перпендикулярно брусьям нижнего). Создание такой конструкции, безусловно, более трудоемко, зато "мостики холода" в ней практически отсутствуют. Остается закрыть утеплитель слоем ветроизоляции, закрепив ее вертикальными брусьями, и на них смонтировать тот же сайдинг.