Know-House.ru - строительные материалы и технологии Выпуск N54 от 29/01/2002

Представляем очередной выпуск рассылки 'KNOW-HOUSE.ru - строительные материалы и технологии'.
Статьи готовятся на основе новых материалов, публикуемых в Информационной системе по строительству НОУ-ХАУС (www.know-house.ru).
Будем благодарны Вам за советы и замечания по организации рассылки и помощь в выборе тем.
Наш e-mail: newsletters@know-house.ru

Системы наружного утепления фасадов 'мокрого' типа
Общие сведения

Что же представляет собой система наружного утепления 'мокрого' типа? Само понятие 'система' говорит о неоднородности и сложном взаимодействии входящих в нее элементов. Можно выделить три основных слоя системы:

• теплоизоляционный - плиты из теплоизоляционного материала с низким коэффициентом теплопроводности (например, минераловатные или из пенополистирола);
• армированный - слой из специального минерального клеевого состава, армированного устойчивой к щелочи сеткой;
• защитно-декоративный - грунтовка и декоративная штукатурка (минеральная или полимерная); возможна окраска специальными 'дышащими' красками, могут также использоваться облицовочные материалы (например, клинкерная плитка).

Каждый слой выполняет в системе свою функцию. Теплоизоляционный материал обеспечивает утепление ограждающей конструкции, его толщина определяется теплотехническим расчетом, а тип материала - противопожарными требованиями.

Армированный слой необходим для обеспечения адгезии защитно-декоративного слоя к поверхности теплоизоляционной плиты.

Защитно-декоративный слой выполняет две функции: защищает теплоизоляционный материал от внешних неблагоприятных воздействий (ультрафиолетового излучения, осадков, и т.п.), а также придает фасаду эстетический внешний вид.

В системе применяются также доборные элементы, обеспечивающие: усиление углов здания, оконных и дверных откосов; примыкание системы к кровле, оконным и дверным блокам; примыкание к цоколю здания; защиту конструктивных деформационных швов здания, и так далее. Выбор материала доборных элементов зависит от их химической совместимости с другими материалами системы.

Применение системы наружной теплоизоляции 'мокрого' типа позволяет существенным образом повысить тепло- и звукоизоляцию ограждающей конструкции. Для надежной и долговременной службы системы необходимо, чтобы она проектировалась с учетом диффузии водяного пара, его конденсации и влагопереноса. Система должна обладать необходимой химической стойкостью. Важным фактором беспроблемного функционирования является прочность и надежность основания ограждающей конструкции, на которую монтируется система.

Тепловая защита

Многослойные системы теплоизоляции 'мокрого' типа с эффективными утеплителями из минераловатных плит или пенополистирола без труда позволяют достичь необходимого значения приведенного термического сопротивления теплопередаче R₀^ТР ограждающих конструкций. При этом сама ограждающая конструкция может иметь толщину, которая рассчитывается только из условия достаточной несущей способности. Отметим также, что легкие ограждающие конструкции, как известно, имеют низкий коэффициент теплоусвоения материала несущей стены. Однако это в достаточной мере компенсируется высоким термическим сопротивлением теплоизоляционного материала.

Звукоизоляция

Кроме основного назначения - утепления ограждающей конструкции, система 'мокрого' типа существенным образом увеличивает и звукоизолирующие свойства наружной стены. Этот вопрос еще в России не исследован.Обратимся поэтому к опыту применения подобных систем в Германии.

Система 'мокрого' типа представляет собой классический пример двухслойной акустической конструкции, где обе оболочки конструкции при возбуждении звука колеблются независимо одна от другой и связаны между собой лишь воздушной прослойкой или изоляционными материалами незначительной жесткости.

В нашем случае система 'мокрого' типа представляет собой колебательную систему, подчиняющуюся принципу масса - пружина - масса. В качестве массы выступают несущая стена и внешний штукатурный слой, пружина - теплоизоляционный материал из минерального волокна или пенополистирола.

Звукоизоляция может существенно снизиться, теоретически даже до нуля, когда обе массы начинают колебаться с одной частотой, т.е. наступает резонанс. Таким образом, анализ данной модели колебательной системы заключается в оценке полосы частот перед резонансом, в зоне резонанса, после резонанса и в области стоячих волн.

Резонансную частоту f₀ Гц можно найти по формуле f₀ = 160V Е_ДИН/(d * m),

где ЕДИН - динамический модуль упругости теплоизоляционного слоя, МН/м²;

d - толщина слоя теплоизоляционного материала, м;

m - поверхностная плотность штукатурного слоя, кг/м².

С точки зрения звукоизоляции, оптимальна та многослойная ограждающая конструкция, у которой резонансная частота вынесена за область так называемых 'строительно-акустических частот'. В Германии эта область соответствует интервалу частот [100:3200] Гц.

После достижения резонанса обе массы начинают действовать как две независимые стеновые конструкции. К ним применим закон массы Бергера для однослойных конструкций. Хорошая звукоизолирующая способность двухслойной ограждающей конструкции основывается именно на этом принципе, хотя общая масса двух оболочек невелика. После провала в области резонансной частоты рост звукоизоляции в области строительно-акустических частот обычно составляет 12 дБ на октаву. Отдельному анализу должна быть подвергнута область образования стоячих волн.

Противопожарная защита

В качестве утеплителя могут применяться как негорючие материалы (минеральная вата), так и горючие (с некоторыми ограничениями) - пенополистиролы, пенополиуретаны, и др. Утвержденных нормативных документов, содержащих правила безопасного применения в строительстве систем наружного утепления с использованием горючих теплоизоляционных материалов, на сегодняшний день не разработано. Поэтому их применение допускается только после прохождения огневых испытаний систем утепления (письма Управления технормирования Госстроя России исх. N 9-18/294 от 18.06.99 и ГУГПС МВД России исх. N 20/2.2/1756 от 18.06.99).

Диффузия водяного пара, конденсация и влагоперенос

В многослойных конструкциях обычно применяются материалы, которые существенно различаются по паропроницаемости и водопоглощению. Для таких конструкций (наряду с расчетами приведенного термического сопротивления и теплоустойчивости) исключительно важным является вопрос влагопереноса, который необходимо рассматривать в зимних и летних условиях.

Хорошо известно, что существующий всегда перепад температур внутри и снаружи здания вызывает перепад парциального давления и, как следствие, диффузию водяного пара через ограждающую конструкцию. Кроме того, если в какой-либо зоне ограждающей конструкции температура опускается до точки росы (температура насыщения водяного пара), то происходит выпадение конденсата. Процесс появления влаги и накопление ее в конструкции можно отнести к одному из самых вредных факторов, приводящему к разрушению изделия, снижению теплозащиты, появлению плесени, грибков, и т.д. В многослойных конструкциях это усугубляется еще и тем, что слой, имеющий минимальную паропроницаемость, может выступать в качестве паробарьера.

Таким образом, количественный расчет влагопереноса является одним из важнейших при проектировании многослойной ограждающей конструкции.

Компьютерная методика расчета влагопереноса через систему 'мокрого' типа, которую активно используют во многих странах мира, выглядит следующим образом. На первом этапе рассчитывается влагоперенос за 1 час, а затем - за весь период накопления влаги в конструкции. За период накопления можно принять срок продолжительностью в несколько зимних месяцев со средней расчетной температурой и средней относительной влажностью. На втором этапе рассчитывается влагоперенос за 1 час, а затем - за весь период испарения влаги. За период испарения влаги можно принять срок продолжительностью в несколько летних месяцев со средней расчетной температурой и средней относительной влажностью. Длительность периодов накопления и отдачи влаги устанавливается для каждой климатической зоны.

Правильно спроектированная система 'мокрого' типа должна удовлетворять двум критериям:
1. Накапливаемое количество влаги не должно приводить к переувлажнению ограждающей конструкции;
2. Количество влаги, испаряющейся из ограждающей конструкции в летний период, должно превышать количество влаги, накапливаемой в зимний период.

Химическая стойкость

В системе 'мокрого' типа в качестве разнообразных несущих и крепежных элементов могут использоваться изделия из металла, например, сердечники для пластиковых дюбелей, и т.д. Кроме того, в системе могут находиться или проходить через нее конструктивные металлические элементы, например, ограждения балконов, вывод коммуникаций, и т.п. Все эти элементы должны быть защищены специальными антикоррозионными составами (грунтовками или красками).

Все неметаллические элементы системы (например, полимерные гильзы дюбелей, армирующие сетки) должны обладать необходимой щелочестойкостью.

Долговечность системы

Долговечность представляет собой время, в течении которого система сохраняет свои эксплуатационные свойства. Долговечность обычно подтверждается испытаниями в климатической камере, где образец системы подвергается циклическому воздействию низких и высоких температур при различных значениях относительной влажности. При этом периодически образец облучается ультрафиолетовыми и инфракрасными лампами. По количеству циклов, которое образец выдержал без видимых повреждений, ориентировочно оценивается долговечность.

Очевидно, что окончательно о долговечности той или иной системы теплоизоляции можно судить только после длительной практической эксплуатации.

В ноябре 1999 года восемь ведущих стран Европы (Дания, Франция, Финляндия, Германия, Нидерланды, Италия, Португалия, Великобритания) приняли документ 'Основные положения по европейскому техническому утверждению внешней тепловой изоляции сложных систем со штукатуркой', который устанавливает срок эксплуатации систем 'мокрого' типа. В соответствии с этим документом долговечность сертифицированной системы составляет 25 лет, если она поставляется одним дилером, правильно спроектирована и смонтирована, правильно эксплуатируется.

Необходимо подчеркнуть, что при проектировании системы нужно обеспечить совместимость смежных слоев по тепловому расширению, водопоглощению, морозостойкости и паропроницаемости (с увеличением наружу), а также надлежащее сцепление слоев друг с другом (возрастающее по мере движения снаружи вовнутрь). Применение материалов с несовместимыми свойствами приводит к отрицательным результатам и к дополнительным затратам заказчика на производство ремонтных работ.

Обычно в состав системы входят компоненты (утеплитель, сетка, штукатурные смеси, дюбели для механического крепления, и т.д.), изготавливаемые различными производителями. Однако обязательства по качественной работе всех разнородных элементов совместно берет на себя одна фирма - разработчик системы. Для этой цели проводятся испытания как отдельных элементов, входящих в систему, так и всей системы в комплексе. Системы, прошедшие испытания, имеют техническое свидетельство Госстроя РФ о пригодности для применения на территории России.

Необходимо понимать, что одна незначительная на первый взгляд замена в системе одних элементов другими может привести к существенному сокращению безремонтного срока службы фасада.

Комплектация систем наружного утепления с оштукатуриванием фасада доборными элементами (угловыми направляющими, цокольными и карнизными профилями, элементами примыкания, и т.д.) может варьироваться, но при этом выбираемые для системы дополнительные элементы должны иметь подтвержденные аккредитованными лабораториями параметры, не ниже указанных в техническом свидетельстве.

• Устройство наружной теплоизоляции является по существу заключительной стадией строительства. Несущая стена должна успеть высохнуть, причем нельзя допускать ее последующего пропитывания влагой. К началу работ по устройству теплоизоляции должны быть установлены кровельные покрытия, встроены оконные и дверные коробки, готовы балконы, установлены козырьки и отливы, выполнены все необходимые стыки и примыкания. Должны быть закончены работы по монтажу водосточных труб. Желательно, чтобы были закончены внутренние штукатурные ('мокрые') процессы.

В процессе работ необходимо принять меры по предохранению утепляемых стен от воздействия атмосферных осадков, а также от прямого попадания солнечных лучей.
Строительные леса, при необходимости их использования, должны отступать от несущей стены на расстояние, учитывающее собственную толщину системы утепления и рабочее пространство для ее установки.

Системы утепления фасадов 'мокрого типа' подразделяются на два конструктивных типа: системы с жестким закреплением утеплителя на стене (системы 'скрепленного' типа по европейской терминологии) и системы с гибкими (подвижными) элементами крепления теплоизоляции (темы следующих рассылок).

Информационный раздел ИС Ноу-хаус.ру СТЕНЫ И ФАСАДЫ
http://www.know-house.ru/walls/