ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ - "СТЕНЫ"

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

УТЕПЛЕНИЕ КАРКАСНЫХ СТЕН

ВЕНТИЛИРУЕМЫЕ ФАСАДЫ

ШТУКАТУРНЫЕ ФАСАДЫ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ В КОЛОДЦЕВОЙ КЛАДКЕ

ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ПЕРЕГОРОДОК

ВЕТРОЗАЩИТНЫЕ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ФАСАДОВ

Утепление ограждающих конструкций (в данной статье, стен), на сегодняшний день, является необходимым мероприятием при современных высоких требованиях по энергосбережению согласно условий проживания или эксплуатации зданий и сооружений. Поэтому, к решению вопросов, связанных с выбором того или иного способа и типа утепления следует подходить с особой ответственностью. Для этого давайте разберемся, какие системы утепления существуют на сегодняшний день, какие материалы в них применяются и какими преимуществами или недостатками они обладают.

Итак, возможно два способа утепления - это внутреннее утепление помещений и внешнее.

Внутреннее утепление - это утепление, при котором теплоизоляционный материал устанавливается с теплой, внутренней стороны помещения. Данный способ утепления не является достаточно грамотным решением, в силу ряда причин, которые не обеспечивают необходимых теплоизоляционных условий. Какие же это причины? 

- При утеплении с внутренней стороны помещения, практически невозможно обеспечить непрерывный контур утепления. В местах сопряжения внешних стен и перекрытий образуются мосты холода, приводящие к серьезному росту теплопотерь. 

- Внешняя стена помещения постоянно находится в зоне отрицательных температур, что способствует образованию конденсата внутри стены. Конденсат, в свою очередь, способствует образованию плесени на внутренних участках стены. При замерзании конденсата происходит его расширение, что приводит к образованию микротрещин, что влечет за собой постепенное разрушение стены. 

- Внешняя стена является паробарьером на пути испарения влаги из утеплителя. Влага в утеплитель попадает из внутреннего помещения в процессе жизнедеятельности и скапливается на границе утеплителя и внешней стены. 

- При утеплении стен изнутри, происходит значительное сокращение внутреннего пространства помещений. 

Из всего вышесказанного следует, что при разработке конструкционного решения утепления внешних стен следует, по возможности, отказаться от внутреннего и остановиться на внешнем способе утепления стен.

При внешнем способе утепления, т.е. когда теплоизоляционный материал установлен с внешней, холодной стороны стены, все негативные факторы, характерные для внутреннего способа утепления (см. выше), исчезают. В данном случае, комфортные условия эксплуатации помещений и необходимые теплотехнические требования, достигаются за счет теплоизоляционного материала, который в силу своих лучших теплотехнических характеристик обеспечивает:

- Смещение точки росы из внутреннего объема несущей стены в полости самого теплоизоляционного материала. Весь внутренний объем несущей стены находится в положительном диапазоне температур, тем самым она не подвергается увлажнению. Точкой росы называется точка, где образуется конденсат, т.е. влага, которая появляется на границе смешения холодных и теплых масс воздуха.

- Плавное падение температуры от внутренней границы несущей стены к ее внешней границе. Данное обстоятельство способствует снижение затрат на обогрев помещений 
быстрое и беспрепятственное выведение конденсируемой влаги, вследствии лучшего показателя паропроницаемости теплоизоляционного материала 

Существует два основных типа внешнего утепления ограждающих конструкций: 

-системы с внешним воздушным зазором

-штукатурные фасадные системы

СИСТЕМЫ С ВНЕШНИМ ВОЗДУШНЫМ ЗАЗОРОМ

 В свою очередь, в данном типе существует три конструкционных решения внешнего утепления стен:

- Система с деревянными элементами каркаса 
- Система с трехслойной (колодцевой) кладкой 
- Навесные, вентилируемые фасадные системы с металлической подконструкцией

Все эти конструкционные решения отличаются друг от друга по сфере применения и материалам, входящих в них, однако, объединяющим фактором для них является наличие вентиляционного воздушного зазора между теплоизоляционным и внешним облицовочным, декоративным слоем. Главная задача воздушного зазора - обеспечение вентиляции теплоизоляционного материала для его надежной работоспособности. 

Системы с деревянными элементами каркаса

Данный тип, в основном, применяется в малоэтажном частном домостроении. В качестве каркаса применяются деревянные направляющие брусья, между которыми устанавливается теплоизоляционный материал. Основанием, на которое монтируется деревянный каркас, обычно, является стена из деревянного бруса или стена, выложенная из штучных материалов (кирпич, пеноблоки и т.п). При монтаже каркаса шаг между деревянными направляющими составляет, как правило, 550-600 мм, в зависимости от размеров теплоизоляционного материала. Такой шаг направляющих обеспечивает надежную фиксацию теплоизоляции между ними.

1. 1. Основание стены
2. 2. Деревянные направляющие элементы каркаса 
3. 3. Основной теплоизоляционный слой
4. 4. Верхний теплоизоляционный слой или паропроницаемая мембрана (в зависимости от конструктивнонго решения) 
5. 5. Облицовочный слой (вагонка, сайдинг и т.п.) 

Наиболее распространенным теплоизоляционным материалом, применяемом в каркасных конструкциях, являются плиты на основе базальтового волокна с объемным весом 27-50 кг/м3, а основные требования, предъявляемые к ним это:

-Сохранение размеров, в течение срока эксплуатации (материалы не должны давать усадки) 
-Высокие показатели по паропроницаемости 
-Низкие значения теплопроводности и влагопоглощения 
-Класс горючести НГ (негорючие материалы)

При монтаже каркасной системы необходимо применение паропроницаемых ветрозащитных мембран, которые устанавливаются с внешней стороны теплоизоляции. Функция таких мембран заключается в защите теплоизоляционного материала от атмосферных осадков (дождь, снег), которые могут проникать сквозь декоративное внешнее покрытие. Также мембраны должны обладать хорошей паропроницаемостью для обеспечения беспрепятственного выведения паров конденсируемой влаги из внутренних полостей теплоизоляционного материала.

Иногда, для большей теплоизоляционной защищенности здания, применяют двухслойную схему утепления, которая характерна для систем с навесным вентилируемым фасадом. Нижний слой более толстый, с объемным весом 27-50 кг/м3, и верхний, тонкий слой (30-50 мм), с объемным весом 75-90 кг/м3. Верхний тонкий теплоизоляционный слой в данной конструкции служит альтернативой ветрозащитным пленкам и обеспечивает непрерывный контур утепления за счет перехлеста стыков плит утеплителя.

Облицовочными материалами в системах с воздушным зазором и деревянным каркасом, в основном, являются деревянная вагонка, пластиковый сайдинг, а также листовые материалы (профилированный лист, цементно-волокнистые плиты с декоративным покрытием и т.п.)

 Для своей сферы применения, каркасные системы внешнего утепления имеют следующие преимущества: 

-осуществление монтажа системы без дополнительных специальных навыков 
-возможность монтирования системы в любое время года и в короткие сроки 
-применение недорогих, доступных материалов

К недостаткам такой системы, пожалуй, можно отнести: 

- Повышенные требования к качеству и пропитке элементов деревянного каркаса. В противном случае, деревянный каркас будет недолговечен (возможность гниения, растрескивания, искривления) 
- Возможно возникновение дефектов декоративного внешнего покрытия, из-за деформации деревянных элементов каркаса, ввиду изменения их влажности 
- Относительно ограниченные возможности декоративного решения фасада здания

Системы с трехслойной колодцевой кладкой

Как видно из названия, система состоит из трех слоев: основной несущей стены, выполненной из железобетона или кладочного кирпича, теплоизоляционного слоя, в качестве которого применяются минераловатные плиты и третьего внешнего декоративного слоя из облицовочного кирпича.

1. 1. Основание стены (бетон, кирпич, пенобетон и т.п.)
2. 2. Теплоизоляционный слой (минераловатные поиты на основе базальтового волокна) 
3. 3. Гибкая связь (закладные элементы) 
4. 4. Кладка из облицовочного кирпича 
5. 5. Отсечной гидроизоляционный слой (устанавливается на верхней части цоколя

В трехслойной системе утепления стен воздушный зазор имеет наибольшее значение, по сравнению с другими системами этого типа. Дело в том, что для надежной работы системы, значения паропроницаемости каждого из слоев должны увеличиваться от внутреннего слоя к внешнему. Однако, в этой системе это невозможно, т.к. паропроницаемость внешнего слоя из облицовочного кирпича намного хуже, чем паропроницаемость теплоизоляционного слоя (по этой же причине в конструкциях с вентилируемым фасадом невозможно применение полистирольных плит). Учитывая этот факт, при устройстве системы необходимо обеспечить постоянный воздушный поток внутри зазора, в противном случае, теплоизоляционный слой утратит свое функциональное назначение.

Воздушный поток в трехслойной системе обеспечивается путем создания продухов в нижней и верхних частях внешнего декоративного слоя. Если конструктивное решение здания предусматривает межэтажный разрыв внешнего теплового контура (кстати, современные технологии обеспечивают возможность избежать этого при помощи специальных кронштейнов), то продухи организовывают на каждом этаже. Продух во внешнем слое обычно устраивают из щелевого кирпича развернутого на 90⁰, либо боковые стыки кладочного кирпича не заполняют раствором, оставляя пустоты. Количество продухов обеспечивают, исходя из соотношения: На каждые 20 м2 площади стены приходится 75 см2 площади воздушных отверстий.

Теплоизоляционным материалом служат минераловатные плиты с объемным весом 40-70 кг/м3, а основные требования, предъявляемые к ним это: 

-Сохранение размеров в течение срока эксплуатации (материалы не должны давать усадки) 
-Высокие показатели по паропроницаемости 
-Низкие значения теплопроводности и влагопоглощения

Для связывания слоя основания и внешнего, облицовочного слоя применяют, так называемые гибкие связи. Это металлические элементы, один конец которых через теплоизоляционный слой крепится к основанию, а другой конец располагается сверху законченного ряда из облицовочного кирпича. Концы крепежа закрываются следующим рядом кирпичной кладки, и при застывании раствора образуется клетчатая структура, скрепляющая все слои системы. Шаг гибких связей 600 мм по горизонтали и 500-1000 мм по вертикали.

Преимущества трехслойной системы: 

-Надежная защита теплоизоляционного слоя от внешних воздействий 
-Надежность и долговечность всей конструкции 
-Широкий выбор облицовочного кирпича для внешнего слоя 

Недостатки:

-Наличие трудоемких мокрых процессов, связанных с кладочными работами 
-При межэтажных разрывах теплового контура появляются мосты холода, требующие дополнительных мероприятий по их устранению 
-При недостаточности воздушного потока, вызванного малым количеством продухов или их закупорки, -значительно снижаются технические характеристики теплоизоляционного слоя 
-Необходим тщательный подбор облицовочного кирпича, во избежание появления «высолов» на фасаде.

Системы с навесным вентилируемым фасадом с металлической подсистемой

Системы этого вида получили широкое применение в современном строительстве и активно используются при сооружении, как жилых, так и промышленных зданий и сооружений.

Вентилируемый навесной фасад представляет собой конструкцию, состоящую из металлической подсистемы, теплоизоляционного слоя и внешнего отделочного слоя. Металлическая подсистема это набор металлических направляющих, фиксирующих и крепежных элементов, формирующих основной несущий каркас системы. Материалами, из которых изготавливается подсистема, могут быть алюминий, нержавеющая сталь, либо оцинкованная сталь.

1. 1. Основание стены (бетон, кирпич и т.п.)
2. 2. Направляющие элементы металлической подвесной системы
3. 3. Теплоизоляционный слой (минераловатные плиты на основе базальтового волокна)
4. 4. Верхний теплоизоляционный слой или паропроницаемая мембрана ( в зависимости от конструктивного решения)
5. 5. Крепежные элементы (для теплоизоляции)
6. 6. Декоративное покрытие (керамогранит, листовые материалы и т.п.)

В вентилируемой фасадной системе с воздушным зазором теплоизоляционной материал не испытывает существенных механических нагрузок, за исключением собственного веса, и основная его функция - обеспечение необходимой теплоизоляции. Однако, требования к теплоизоляционным материалам для такой системы должны быть достаточно жесткие. Это связано с физическими процессами, происходящими в объеме воздушного зазора навесной системы, основными из которых являются ветровые ударные нагрузки и конвекция. 

При монтаже вентилируемых систем на высокоэтажных зданиях на больших высотах возникают сильные ветровые, ударные нагрузки, способные с течением времени, выдувать волокна теплоизоляционного материала. Так же, при ветровых нагрузках, во внутренних полостях теплоизоляции происходит активная конвекция (замещение теплых воздушных масс на холодные). Способность сопротивляться этим факторам и должна определять возможность применения тех или иных теплоизоляционных материалов. 

Физико-технические свойства, которыми должен обладать теплоизоляционный материал, применяемый в вентилируемых фасадах: 

-Наличие длинных, переплетенных между собой волокон, которые формируют структуру, удерживающую теплые массы воздуха 
- Объемный вес материала, т.е. концентрация этих волокон в единице объема, должен составлять 70-100 кг/м3 
-Низкие показатели теплопроводности и влагопоглощения 
-Класс огнестойкости НГ (негорючий материал)

Теплоизоляционный слой по своему конструктивному решению может быть как в однослойном, так и в многослойном исполнении. При двухслойном решении, в качестве нижнего теплоизоляционного слоя, возможно применение легкого материала (объемный вес 27-50 кг/м3), аналогично каркасным конструкциям и верхний слой (30-50 мм) с объемным весом 75-90 кг/м3. Верхний слой может иметь покрытие из стеклохолста, либо паропроницаемой мембраны Tyvek. Если этих покрытий на плите нет, возможна установка аналогичных паропроницаемых мембран.

Для фиксации теплоизоляционного слоя к основанию применяют пластиковые крепежные элементы с металлическим, пластиковым или стеклопластиковым сердечником. Пластиковые элементы крепежа не должны разрушаться и растрескиваться при монтаже, даже при отрицательных температурах.

 В качестве верхнего декоративного слоя применяют широкий перечень листовых и штучных отделочных материалов, таких как керамогранит, композитные панели, цементно-волокнистые плиты, профилированный лист и т.п.

Все материалы, входящие в систему с навесным вентилируемым фасадом, должны иметь Техническое Свидетельство Госстроя России.

 Преимущества системы с навесным вентилируемым фасадом:

-Монтаж может вестись в любое время года 
-Возможность исправления кривизны несущих стен элементами металлического каркаса 
-Широкий выбор облицовочных материалов, способных создать современный облик сооружения

Недостатки:

- Монтаж требует профессиональной подготовки 
- Достаточно высокая стоимость системы и работ по монтажу

Штукатурные фасадные системы

За последние 15 лет, штукатурные фасадные системы получили широкое применение на российском строительном рынке. На сегодняшний день существует более 20 штукатурных фасадных систем, что говорит об их динамичном развитии и широком круге применения.

Системы этого типа утепления, так же именуемые как мокрые фасадные системы, представляют собой комплекс тщательно подобранных материалов, обеспечивающих их надежную работу в процессе эксплуатации.

Существует два вида штукатурных систем: 

- Тонкослойные фасадные штукатурные системы (толщина штукатурных слоев 5-7 мм) 
- Тяжелые фасадные штукатурные системы

Тонкослойные фасадные штукатурные системы

1. 1. Основание стены (бетон, кирпич и т.п.) 
2. 2. Теплоизоляционный слой (плиты на основе базальтового волокна)
3. 3. Крепеж для теплоизоляционных плит 
4. 4. Армирующие штукатурные составы
5. 5. Армирующая стеклосетка
6. 6. Финишные штукатурные слои

Процесс монтажа тонкослойных фасадных систем осуществляется следующим способом:

На существующую подготовленную несущую стену приклеиваются минераловатные или пенополистирольные плиты. Монтаж плит осуществляется в шахматном порядке, что уменьшает вероятность появления мостов холода между стыками теплоизоляционных плит. После застывания клеевого состава (!), теплоизоляционные плиты крепятся специальными фасадными дюбелями из расчета 5-6 шт./м2. В угловых зонах количество крепежных элементов должно составлять 8-10 шт./м2. Это связано с повышенными ветровыми нагрузками в этих зонах. Затем утепленная поверхность армируется стеклосеткой при помощи армирующих составов. Сетка должна быть вмонтирована в толщу армирующего слоя, не лежать на слое утеплителя и не выступать на внешнюю поверхность. В местах дверных проемов и окон устанавливаются дополнительные полосы из стеклосетки для обеспечения большей прочности и предотвращения растрескиванию штукатурных слоев. На углах зданий, оконных и арочных проемах устанавливаются доборные элементы, также отвечающие за надежность штукатурных слоев. Далее армированная поверхность после ее высыхания выравнивается специальными составами, и затем наносятся штукатурные отделочные слои уже прокрашенные в своей массе или применяют фасадные краски.

 Теплоизоляционный материал

В качестве изоляции применяют теплоизоляционные минераловатные плиты, либо пенополистирольные плиты. Основным техническим требованием, предъявляемым к теплоизоляционному материалу, является прочность на отрыв слоев, т.к. значительную часть нагрузок в подобных системах принимает на себя именно теплоизоляционный слой. Показатель на отрыв слоев должен быть не менее 15 кПа, что должно быть отражено в специальных документах. Значения объемного веса теплоизоляционных плит лежат в пределах 130-150 кг/м3 для минераловатных материалов, и 16-19 кг/м3 для пенополистирольных материалов. Марка пенополистирольных плит должна иметь литеру Ф, что подтверждает принадлежность такого материала к штукатурным фасадным плитам. 

Наиболее грамотным решением при выборе теплоизоляции будет выбор минераловатных теплоизоляционных плит, т.к. именно они обеспечивают весь необходимый перечень физических и теплотехнических свойств, а именно: 

-Низкие показатели теплопроводности и влагопоглощения 
-Высокая паропроницаемость 
-Высокие адгезивные свойства, т.е. прочность контакта между волокнами плиты и штукатурными слоями 
-Класс горючести НГ (негорючий материал)

Применение пенополистирольных плит обусловлено, в основном, снижением себестоимости системы, однако главными минусами пенополистирольных плит являются их низкая паропроницаемость , способность впитывать влагу, горючесть. К тому же стандартный (неэкструдированный) пенополистирол, как показывают многочисленные современные исследования, не является экологически чистым материалом.

Кроме того, в пользу минераловатных утеплителей говорит и тот факт, что на закругленных поверхностях с малым и средним радиусом, существует возможность применять, так называемые, ламельные плиты. Эти параллелепипеды (ламели) шириной 200 мм и длиной 1200 мм, крепятся таким образом, чтобы волокна плит находились перпендикулярно плоскости основания. При таком способе установки материал отлично изгибается, что способствует созданию бесшовных, ровных поверхностей при последующих штукатурных работах, чего очень сложно или невозможно добиться при применении обычных плит или плит из пенополистирола.

Армирующая сетка

Штукатурная сетка обеспечивает дополнительную адгезию между армирующими штукатурными слоями и равномерное распределение напряжений, возникающих внутри штукатурных слоев при перепадах температур, что препятствует их растрескиванию и разрушению. Требования к стеклосеткам – стойкость к щелочным химическим процессам, возникающим при приготовлении штукатурных смесей, размер ячейки 5х5 мм, прочность межузловых связей сетки, препятствующей ее растяжению.

Штукатурные фасадные смеси и составы

Как уже отмечалось выше, на строительном рынке существует большое количество штукатурных тонкослойных фасадных систем, представленных различными производителями. Основные требования, которым должны соответствовать штукатурные смеси это обеспечение их химической совместимости, как между собой, так и между другими компонентами системы, и обеспечение паропроницаемости всех штукатурных слоев, причем каждый последующий слой должен обладать большей паропроницаемостью, чем предыдущий. Это условие призвано обеспечить беспрепятственное выведение конденсируемой влаги из внутренних полостей теплоизоляционной плиты

Тяжелые штукатурные системы

Системы этого вида применяются достаточно редко, в виду их сложного монтажа, однако такие системы имеют свои преимущества:

-Толщина штукатурных слоев составляет 4-5 см 
-Наличие плавающей системы крепежа. Смонтированная фасадная система не дает трещин, которые могут возникнуть в процессе усадки возведенного сооружения 

Основными несущими элементами, на которые приходится вся нагрузка системы, являются стальные крепежные элементы и металлическая оцинкованная сетка.

Теплоизоляционным материалом в данной системе являются только минераловатные плиты с объемным весом 80-90 кг/м3.