Способы утепления фасада

ОБЗОР СПОСОБОВ УТЕПЛЕНИЯ ФАСАДОВ.

1. Утепление пенополистиролом (пенопластом)

В настоящее время в строительстве неоправданно широкое распространение получил Пенополистирол (пенопласт) в качестве «самого эффективного» «универсального» «долговечного» «экологически чистого» и «дешевого» утеплителя. Большой проблемой, которая как правило остается неизвестной потребителю, является то что из всего этого перечня правдой является только последнее – пенополистирол дешевый материл. Но и в это утверждение необходимо внести ясность. Да пенополистирол сам по себе дешев, но утепление качественным пенополистиролом является далеко не самым дешевым способом. Итак, потребитель планирующий использовать в качестве утеплителя пенополистирол (пенопласт) должен знать, что пенополистирол:

- пожароопасен;

- экологически опасен;

- недолговечен.

Разберем по порядку эти утверждения.

1.1. Пожароопасность.

По классификации на пожарную опасность ВСЕ пенопласты относятся к классу «Г», то есть горючих материалов и относится к веществам легко воспламеняемым. Еще до возгорания (уже при температуре 80-90 градусов!) в пенополистироле начинают развиваться процессы деструкции с изменением объема и выделением вредных веществ. На практике проблема пожарной опасности пенопластов рассматривается обычно с двух сторон: опасность собственно горения полимеров и опасность продуктов термического разложения и окисления материала. По статистике основным поражающим фактором пожаров являются летучие продукты горения, при этом в среднем только 18% людей гибнет от ожогов, остальные - от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и др. Несмотря на то, что современный пенопласт относится к трудно сгораемым материалам, при пожаре он выделяет токсичные удушающие вещества. В исследования Российского научно-исследовательского центра пожарной безопасности ВНИИПО МВД РФ однозначно говорят о высокой пожарной опасности полимерных материалов. Например, в приведенном отчете об испытаниях на пожарную опасность полистирольного пенопласта указано, что значение показателя токсичности образцов близко к граничному значению класса высоко опасных материалов. Поэтому согласно современным строительным нормам, при утеплении фасада пенопластом вокруг оконных проемов на расстоянии полметра необходимо сделать покрытие из негорючего материала, чтобы в случае горения ядовитый дым не затягивался в помещение.

1.2. Экологическая опасность

Рассмотрим, что представляет из себя пенополистирол (пенопласт). Пенополистирол является твердой пеной полистирола, получаемой в результате полимеризации стирола в присутствии инициаторов (перекисей, гидроперекисей и азосоединений). При этом любой химик может подтвердить что 100% полимеризации не бывает никогда, а это значит, стирол в объеме остается. При этом известно, что длительное воздействие даже малых концентраций приводит к ухудшению самочувствия человека. Химические свойства. Стоек к щелочам, кислотам, трансформаторному маслу, глицерину. При 200° разлагается с образованием стирола и других низкомолекулярных соединений, димеров и тримеров. При нагревании до 60° в течение около месяца пенополистирола в воздухе создавались концентрации стирола от 0,017 до 0,001 мг/л . Токсическое действие. В основном определяется количеством незаполимеризованного мономера (стирола). В условиях естественной эксплуатации пенополистирола в качестве утеплителя (колебание температуры -30 +30°С, отсутствие света и прямого попадания осадков) пенополистирол подвергается химическому действию кислорода воздуха. При этом в окружающую среду выделяются бензол, толуол, этилбензол, а также ацетофенон, формальдегид, метиловый спирт. Кроме того, особенно в начальный период эксплуатации, выделяется стирол как следствие неполной полимеризации. ). Важно также понимать что если количество вредных веществ ниже ПДК (предельно допустимая концентрация), но они присутствуют и как это скажется на здоровье человека через 5, 10,15 лет,не знает никто. Известно что стирол оказывает сильное воздействие на печень, от этих микродоз стирола достается сердцу, у женщин - особые проблемы... , а ведь кроме стирола, выделяются и другие вещества, включая фенол, формальдегид, этилбензол и так далее. Риторический вопрос: куда все это девается? Все просто. Дело в том, что в стенах дома (особенно зимой) постоянно идут два противонаправленных процесса. Движение водяных паров и движение воздуха. Внутри дома всегда тепло, в тёплом воздухе содержится водяного пара - гораздо больше, чем в наружном морозном воздухе. С точки зрения влажности дом зимой являет собой подобие аквариума из оболочки (стен) которого наружу постоянно сочится... нет, не вода конечно, но пар. Пар из дома выходит, а вот с воздухом творится ровно противоположное: теплый воздух внутри дома легче морозного воздуха снаружи, это значит, что воздуха внутри дома просто меньшее количество, даже если взвесить его в килограммах! Так летает воздушный шар – купол заполняется легким (горячим) воздухом, то есть становится более пустым, благодаря чему и выталкивается средой – всплывает. Именно поэтому плотный холодный воздух стремится попасть внутрь тёплого дома любыми путями, сквозь щели в окнах и дверях, микротрещины в стенах...ну и соответственно все что выделяется из паронепроницаемого утеплителя все попадает внутрь дома… Руководствуясь этими соображениями экологически вредные материалы – отделочные и утеплители нельзя использовать не только внутри, но и снаружи дома! Со временем, рано или поздно, в большей или меньшей степени, все эти прелести окажутся у вас в доме, и вы будете их успешно вдыхать.

1.3. Недолговечность

Долговечность полистирольных пенопластов очень сильно зависит от их качества, так по разным данным пенопласты марок ПСБ, ПСБ-С не изменяют существенно свои свойства от 10 до 40 лет. Величины сами по себе не велики, а кроме того эти цифры взяты для лабораторных испытаний пенополистирола. На рисунке внизу представлена фотография типичной структуры пенополистирольного пенопласта (левая фотография). Хорошо видно, что ячейки воздуха разделены тонкими пленками полимерного материала. Очевидно, что в связи с незначительной толщиной пленок, значительная доля материала полимера всегда доступна для газовой фазы. Но особенно интересно посмотреть, что случается с пенополистиролом даже после незначительного искусственного старения. Для этого материал выдержали в термостате при 60°C всего 10 часов (правая фотография). Хорошо видно, что многие пленки превратились в ажурную сетку-паутину. Естественно, что такое изменение необратимо и не улучшает теплоизоляционные свойства материала. То есть даже при таком незначительном и непродолжительном тепловом воздействии полимерная пена изменила свою структуру, начался процесс разрушения, который со временем будет только усиливаться.

На практике же, имеет место сложная система химического взаимодействия с основанием, гидроизоляторами, клеями, краской, штукатуркой и т.д. и все это однозначно не улучшает свойства и срок службы пенополистирола. При воздействии бензина, ацетона, уайт-спирита и толуола (то есть веществ, входящих в состав многих красок, применяемых в строительстве и ремонте) в жидком состоянии наступает полное растворение образцов пенополистирола через 40-60 секунд. В парах полное растворение происходит через 15 суток.

Обследование «хрущевок» и административных зданий того же возраста в Санкт-Петербурге показало, что использованные в них теплоизоляторы за 40 лет полностью рассыпались в весьма токсичную пыль, от воздействия которой погибают даже грызуны.

Расчеты проведенные Европейскими специалистами показывают, что полная потеря теплотехнических свойств пенополистирола и пенополиуретана наступает через 10 лет, а стекловолокнистых материалов – уже через 7.

В популярном среди строительной общественности России журнале «Строительные материалы» еще в 2002 г. №5 была опубликована статья: Ясин Ю.Д., Ясин В.Ю., Ли А.В. Пенополистирол. Ресурс и старение материала. Долговечность конструкций.
Эта наделавшая много шума статья (а также диссертация А.В.Ли) рассматривались на заседаниях Госстроев России, Украины и Беларуси и стали основными «опорными», для назначения реальной, а не рекламируемой долговечности пенополистирольных изделий в составе строительных конструкций. Согласно исследований, реальная долговечность для беспрессового пенополистирола марки ПСБ (в частности был взят для исследований самый лучший представитель фирмы Тиги Кнауф) составила всего 13 лет !

По нашему мнению чаще всего используемый для утепления среднего качества пенополистирол после 5-7 лет эксплуатации, особенно в южных областях, теплозащитные свойства материала значительно ухудшаются. Пенопласт разрушается под действием многократных воздействий повышенной температуры на нагреваемой солнцем стене, теряет свои свойства и при этом не благоприятно воздействует на здоровье человека.

К вышесказанному можно добавить, что укорачивают срок службы пенополистирола птицы легко разрушая защитное покрытие и вьющие гнезда в пенополистироле и грызуны проделывающие в пенополистирольных плитах целые лабиринты. На фотографиях приведенных ниже можно увидеть проведенный эксперимент, когда лабораторной мышке дали пенополистирол. На фото виден

Таким образом надо сильно не любить себя чтобы закрывать глаза на достаточно важные особенности применения пенополистирола в качестве утеплителя такие как пожароопасность, экологичность и долговечность. Однако отрицательные свойства этого материала на этом не заканчиваются.

1.4. Теплоизоляционные свойства.

Все это приводит к тому, что реальная теплопроводность ухудшается едва ли не в разы.

1.5. Низкая механическая прочность.

Ни у кого не вызывает возражений низкая механическая прочность пенополистирола. Даже после нанесения защитного штукатурного слоя он может быть легко поврежден случайным не сильным ударом или надавливанием. Только все забывают. что это теплоизоляционное покрытие не ремонтопригодно. Замена пенополистирольного утеплителя на стене практически невозможна без разрушения всей системы теплоизоляции.

1.6. Паропроницаемость.

Пенополистирол – материал, обладающий низкой паропроницаемостью. Стены, утепленные пенопластом, «не дышат», а это в свою очередь ухудшает микроклимат в помещении. Следствие этого – возможные плесень и грибок внутри слабо вентилируемых помещений, что ведет к быстрому накоплению влаги между ограждающей конструкцией и утеплителем, появлению плесневых грибов, а в дальнейшем к заболеванию проживающих в таких домах людей, промерзанию увлажнённых стен. Многочисленные жалобы в связи с образованием плесневых грибов инициировали отправку во все регионы письма (исх. № 24-10-4/367 от 5 марта 2003 г.) руководителя Главэкспертизы РФ следующего содержания: «...утепление наружных стен с внутренней стороны плитным или рулонным утеплителем категорически недопустимо, поскольку такие решения вызывают ускоренное разрушение ограждающих конструкций за счет их полного промерзания и расширения микротрещин и швов, а также приводят к образованию конденсата и соответственно к замачиванию стен, полов, электропроводки, элементов отделки и утеплителя». Аналогичная ситуация наблюдается при наружной теплоизоляции зданий и при использовании колодцевой кладки, что нашло отражение в различных исследовательских материалах, опубликованных в печати. Дело в том, что зимой при отрицательной температуре воздуха влажность в помещении всегда выше, чем на улице. Водяной пар постоянно мигрирует из помещения и, соприкасаясь с охлажденной поверхностью, конденсируется. Это происходит непосредственно в теплоизоляционном материале, на границе между утеплителем и несущим участком стены, или непосредственно в стене. Конденсат накапливается за отопительный период, очень сильно снижая при этом теплотехнические свойства конструкции. При перепадах температур конденсат замерзает разрушая при этом или утеплитель или стену в любом ухудшая теплоизоляцию, и снижая при этом срок службы как строения в целом так и теплоизоляцию в частности. Выход конечно есть – устройство пароизоляции со стороны помещения. Но возникает вопрос цены такого утепления. А на практике много ли известно реальных примеров такого исполнения теплоизоляции?!

1.7. Технологичность, стоимость.

Как правило при предложении способа утепления говориться о низкой стоимости пенополистирола. При этом не учитываются затраты на вспомогательные материалы и время (а это опять затраты) и на проведение работ. Мы конечно же будем рассматривать вариант утепления проведенный с соблюдением всех необходимых для правильного функционирования и относительной долговечности утеплителя.

Пример технологии утепления стен пенополистиролом (рисунок внизу).

Подготовка.

Перед наложением пенопласта стену необходимо прогрунтовать и выровнять.

Непосредственно оклейка стен пенопластом.

На втором этапе необходимо приготовить клеевую смесь и распределить ее по всей поверхности стены. После этого пласт пенопласта приложить к стене и приклеить. Лист за листом, применяя перфоратор и специальные крепления - «грибки» обшивайте стены дома. При этом один лист пенопласта пока крепите одним «грибком». Не допускайте, чтобы шов между листами пенопласта пошел по всей длине стены. После этого конструкцию следует оставить для просушки на 3-4 дня.

Армирование пенопласта сеткой.

При данной технологии применяют капроновую сетку. Для этого один ее конец следует прикрепить над пенопластом и по мере опускания фиксировать клеем. Учтите, что слой клея должен быть тонким-минимально необходимым. По окончании закрепите «грибками»

Выравнивание поверхности.

После высыхания следует многократно выровнять поверхность при помощи шпателя

Оштукатуривание пенопласта. Оштукатуривание следует проводить прямо по поверхности сетки, не допуская появления бугров или ям. Окончательный этап. Когда штукатурка высохнет, следует нанести на поверхность фасадную грунтовку, декоративную штукатурку и краску.

3.1. Стекловата (URSA, ISOVER и другие)

Недостатки:

- впитывает влагу из воздуха, при утеплении ее необходимо упаковывать во влагонепроницаемые пакеты. При этом свойства пропускать пары влаги становятся как у пенопласта. Но даже при использовании влагонепроницаемых пакетов утеплитель намокает из-за образования конденсата и быстро теряет свои свойства как теплоизолятор;
- низкая механическая прочность (требует защитного покрытия);
- экологически не безопасен (при работе с этим материалом требуются индивидуальные средства защиты); - не технологичен ( при утеплении требуются те же технологические операции что и при утеплении пенополистиролом. При этом необходимо следить за целостностью влагонепроницаемой упаковки, что в реальной жизни трудно осуществимо);
- в стекловате также заводятся грызуны..

3.2. Каменная вата (ROCKWOOL, PAROC и другие).

Это, пожалуй, самый дорогой материал среди теплоизоляционных, но недостатков практически нет. Есть, правда, один нюанс - это гидрофобизация материала. Без гидрофобизации материал будет впитывать влагу, но хорошие материалы гидрофобизированны и их влагопоглощение незначительно.

Недостатки минваты
- каменная вата также является средой обитания грызунов поэтому утепление фасада должно производиться очень тщательно;
- низкая влагостойкость;
- низкая механическая прочность.

Из-за этого минеральная вата дает усадку, образовывая пустоты. Для повышения прочности минвату пропитывают полимерными смолами, а это вредно для здоровья. Разрушение слоя минваты происходит в два этапа. На первом этапе разрушается связующее вещество. На втором этапе происходит процесс усадки плит по толщине и увеличение их теплопроводности, что связано с разрушением самих волокон. Последнее сопровождается выделением волокнистой пыли в окружающую среду.

Отдельно следует рассмотреть вопрос экологической безопасности использования минераловатных утеплителей. По мнению ряда экспертов, один из самых вредных для здоровья стройматериалов – минеральная вата. Дело в том, что связующим материалом является фенолформальдегидная или меламиноформальдегидная смола, выделяющая свободный формальдегид, а также фенол – высокотоксичные вещества, по сути, являются для человеческого организма ядами. По словам медиков, фенол очень быстро впитывается в даже неповрежденные участки кожи тела человека. Почти сразу же после попадания вещества в организм, фенол начинает воздействовать на мозг, вызывая кратковременное возбуждение, а, возможно, и паралич дыхательного центра. Даже мизерные доли этого компонента вызывают у человек кашель, головную боль, тошноту, упадок сил. Более серьезное отравление может привести к обморокам, нечувствительности роговицы, судорогам, онкологическим заболеваниям. У людей, долгое время проживающих рядом с источником фенола, могут рождаться дети с физическими и умственными недостатками.

Что касается формальдегида, то по данным ряда экспертов, ссылающихся на проводимые исследования, некоторые образцы минваты могут выделять до 0,02 мг этого компонента на квадратный метр поверхности плиты в час. С учетом того, что в жилом помещении достаточно много других источников этого высокотоксического вещества (древесностружечные плиты, фанера и др.), а также учитывая поступление его из уличного воздуха, предельно допустимая концентрация (0,05 мг/м³) формальдегида может быть превышена в несколько раз.

Медики считают, что особую угрозу минеральная вата представляет для дыхательных органов человека: волоконная пыль, попадая в легкие и задерживаясь там, может стать причиной различных заболеваний. Все зависит от размера и формы волокон. По их мнению, наибольшую опасность имеют частицы толщиной менее 3 и длиной более 5 микрон. Кстати, это касается не только минваты, но и асбестового волокна, в меньшей степени стекловолокна – источников мельчайших крупиц, попадающих в дыхательные пути и не выталкивающихся обратно потоками выдыхаемого воздуха.

Ситуацию усугубляет то, что минеральная вата обладает повышенной влаговпитываемостью по сравнению с большинством альтернативных утеплителей. Если использовать этот материал в районах повышенной влажности и значительных перепадов температур, то теплоизоляционная эффективность минваты снижается. Через два-три сезона – сильного намокания, замерзания, высыхания – волокна ломаются и превращаются в труху, выдуваемую ветрами как внутрь помещения, так и наружу. Например, по некоторым подсчетам, из девятиэтажного здания серии 90 с площадью утепления до 1500 м² за 25 условных лет эксплуатации потоки воздуха вынесут из-под обшивки примерно 1875 кг волокнистой пыли.

Если нарушается элементарная технология при ее изготовлении и нарушаются регламенты при строительстве, то использование таких материалов может привести к очень серьезным последствиям для здоровья, – рассказал глава Роспотребнадзора Онищенко в интервью «Независимой газете». – Человек переезжает в новую квартиру, у него возникают головные боли, скачет давление, он не может места себе найти. Когда мы начинаем проверять, в отделочных материалах находим много нарушений технологии – выделение тех же формальдегидов. Доходит до того, что даем предписание все содрать и заново переделать. Но это тогда, когда человек пожаловался. А большинство не жалуются».

4. Пено – газобетоны.

Большинство производителей газобетона плотностью 600 кг/м³ указывает значение теплопроводности в пределах 0,140 - 0,145 Вт/(м·К), но только для сухого материала. С завода он обычно отпускается с влажностью до 20-25%. Теплопроводность такого материала не укладывается в рамки требований теплоизоляционных материалов. Считается, что со временем влажность блоков упадет, но погодные условия средней полосы России характеризуются высокой относительной влажностью или условиями эксплуатации «Б», а значит сорбционная влажность для изделий с высокой микропористосью, к каким относятся пено- и газобетоны, не позволит добиться равновесной влажности ниже 5-10%. Естественно, что и теплопроводность в реальных условиях эксплуатации оказывается значительно выше той, которая декларируется.

При этом хорошо известно, что даже при невысокой относительной влажности в капиллярах происходит конденсация влаги, что объясняет явление сорбционной влажности пористых тел. Именно такая структура пено- и газобетона делает неизбежной существенное значение сорбционной влажности. То есть в пено- и газобетонах обязательно в естественных условиях присутствует сконденсированная в микропорах вода, причем значительное количество микропористости предполагает и значительную конденсацию влаги. чем резко снижаются теплотехнические характеристики, возникает деформация, которая портит отделку. Чтобы избежать этого явления, необходим дорогостоящий комплекс инженерно обоснованных мероприятий по защите ячеистых бетонов от переувлажнения. Естественно, что влага, заключенная в жестком капилляре при замерзании увеличивает объем и разрушает капилляр. Поэтому морозостойкость пено и газобетонов не может быть высокой.