Теплоизоляция в российских условиях: тонкости выбора

Большая часть территории России характеризуется суровым климатом и низкими температурами. Зимой во всех регионах устанавливается устойчивый снежный покров (за исключением Черноморского побережья), высота которого достигает в отдельных районах 1,5-2 м и более.  Карта России изобилует местами с экстремально низкими температурами. Так, у жителей Норильска, Воркуты, Якутска лето бывает лишь 60-70 дней в году. Все остальное время здесь дуют ледяные ветра, а температура опускается до (-70 `C).

Суровые зимы продолжительностью 5-8 месяцев и большое количество переходов температуры через ноль диктуют особые требования к выбору теплоизоляции зданий и сооружений. Остановимся подробнее на требованиях к утеплителю и используемых материалах.

Какой должна быть теплоизоляция

Эффективный утеплитель должен отвечать следующим требованиям:

• низкая теплопроводность;
• водонепроницаемость;
• огнестойкость;
• долговечность;
• устойчивость к воздействию агрессивных сред;
• экологическая безопасность.

Каждый материал обладает своими плюсами и минусами, оценивать которые нужно применительно к области использования, с учетом специфики объекта, особенностей и продолжительности эксплуатации.

Минеральная вата

Материал с таким названием производится в России в огромных объемах. Легкие (плотностью 10-90 кг/м3) и тяжелые (свыше 90 кг/м3) минваты используются для утепления стен, перекрытий, ограждений. Другая область применения – изоляция печей, трубопроводов и иных поверхностей с высокими температурами. Различным видам этой теплоизоляции (стекловате, каменной вате, шлаковой вате) свойственно общее качество – низкая теплопроводность порядка 0,038 Вт/м°С, в зависимости от вида. Другие плюсы: негорючесть, устойчивость к температурным деформациям, биологическая и химическая стойкость, легкий монтаж.

Теперь о недостатках. Минеральная вата – мягкий материал и для достижения необходимых физико-механических показателей в отдельных сферах применения требуется использовать минеральную вату высокой плотности (от 100 кг/м3), что влечёт за собой увеличение материалоёмкости зданий, а также усложняет монтаж. Часто вместо плотных и тяжелых разновидностей минеральной ваты строители используют более легкие варианты, что влечёт за собой проблемы: к примеру, в плоских кровлях при основе из мягких сортов минеральной ваты межремонтные сроки эксплуатации редко превышают 3-х лет.

Кроме того, из-за свойства данного материала впитывать и накапливать влагу, минеральная вата должна быть максимально защищена от контакта с влажной средой. В помещениях с повышенной влажностью (пищевые производства, сельскохозяйственные и производственные здания, холодильные камеры) минеральную вату использовать не рекомендуется.

В случае применения минеральной ваты в качестве сердечника в сэндвич панелях появляется еще один недостаток, который является следствием вышеописанных проблем. Стыки минераловатных сэндвич панелей требуют тщательной герметизации, что, в свою очередь, накладывает серьёзные ограничения на квалификацию монтажников. Утеплитель впитывает влагу, попадающую через стыки панелей из воздуха, и через 3-4 года теряет свои свойства, начинает разрушаться. Особенно данная проблема актуальна для регионов, в которых происходит большое количество переходов температуры через ноль.

Пенополистирол

Появился на рынке свыше 60 лет назад. Для середины прошлого столетия он действительно оказался инновационным, т. к. его характеристики на порядок превышали показатели многих существующих на тот момент утеплителей.

Конструктивно материал состоит из гранул пластика, наполненных газом и потому плохо проводящих тепло. Утепление им помещений позволяет сохранить тепло внутри и избежать повышенной влажности. Материал не гигроскопичен, хорошо «дышит», его паропроницаемость аналогична древесине. Он не стареет, устойчив к деформациям и стоит относительно дешево. Экструдированный пенополистирол – несомненный лидер в теплоизоляции фундаментов, а вспененный полистирол – в утеплении мокрых штукатурных фасадов. И все же область применения его существенно ограничена в связи с не самыми высокими показателями пожарной безопасности.

Пенополиуретан

У пенополиуретана самый низкий среди материалов своего класса коэффициент теплопроводности (0,022 Вт/м°С). ППУ не пропускает влагу (до 98 % закрытых пор). Он не меняет своих характеристик в кислотных и щелочных средах. Один из видов ППУ изоляции – пенополиизоцианурат (PIR) – является трудногорючей (группа горючести Г1) разновидностью пенополиуретана. При горении верхний слой его обугливается, образуя пористую углеродную матрицу, защищающую от огня внутренние слои. Благодаря этому, PIR-изоляцию можно эксплуатировать при температуре до 140°С.

Продукция ППУ присутствует на строительном рынке в трех вариантах: в виде сэндвич-панелей, теплоизоляционных PIR-плит и напыления бесшовным методом.

Сэндвич-панели стеновые

Стеновые сэндвич-панели из пенополиуретана полностью избавлены от серьезного недостатка, присущего другим видам изоляции в панелях – негерметичных замковых соединений. В частности, минвата страдает от этого очень сильно, т. к. требует полной герметизации стыков, а если её не происходит – начинает накапливать влагу и разрушаться в месте соединения панелей, создавая мостики холода.

Сэндвич-панели кровельные

Протекающая кровля – катастрофа для здания гораздо более серьезная, чем «холодные» стены. В случае устройства кровель из сэндвич панелей требования к герметичности стыков еще выше. Они и обусловили популярность сэндвич-панелей PIR (легких трехслойных, с теплоизоляцией из огнестойкого пенополиизоцианурата), которые не боятся воздействия влаги.

Кровельные сэндвич-панели PIR полностью отвечают требованиям энергоэффективности и пожаробезопасности. Кроме того, они достаточно прочны для того, чтобы выдерживать нагрузки, в т. ч. и человеческие (а в случае производственных зданий еще и нагрузки от оборудования для вентиляции, охлаждения и пр. При этом сэндвич-панели PIR более чем в 2 раза легче и тоньше минераловатных).

Теплоизоляционные PIR-плиты

Прочность и огнестойкость это продукта – ключевые характеристики, позволяющие применять его вместо недостаточно прочной минваты и высокогорючего пенополистирола.

Одними из первых в мире начали изолировать кровлю плитами PIR мировые гиганты сетевого бизнеса. Плоские кровли гипермаркетов, утепленные минватой, выходили из строя уже в процессе монтажа. Мембрана рвалась от хождения людей, и кровля требовала ежегодного ремонта. После этого большинство крупных сетевых компаний стали включать в свои стандарты строительства кровлю с утеплением PIR-плитами. Сегодня до 70 % плоских кровель в мире утепляется с помощью плит PIR.

Особенности и преимущества PIR-плит:

• минимальный коэффициент теплопроводности (0,022 Вт/м*К);
• срок эффективной эксплуатации не менее 30 лет;
• прочность и жесткость;
• эксплуатация в диапазоне температур от -100°С до +150°С;
• не гигроскопичность;
• пожаробезопасность;
• безопасность для здоровья.

Перспективы рынка теплоизоляции

Сегодня много говорится об энергоэффективности. Что под этим понимается: комфортная температура в помещениях, низкие счета за отопление или что-то другое? Рассмотрим это понятие на примере утеплителей из пенополиуретана.

Теоретически, энергоэффективное здание можно построить из любых материалов. Поэтому сравнивать утеплители нужно не только по сопротивлению теплопередаче. Искомый результат достигается за счет создания герметичной оболочки с наименьшей толщиной и наибольшим межремонтным сроком эксплуатации. Возможные дополнительные затраты на энергоэффективность окупаются за 5 лет, и дальше здание начинает приносить прибыль.

Так как теплоизоляция ППУ обладает самым низким показателем теплопроводности среди распространенных теплоизоляционных материалов, то для достижения одних и тех же показателей тепловой защиты слой ППУ необходим значительно более тонкий. Соответственно, в случае внутреннего утепления применение пенополиуретана позволяет экономить полезную площадь, а в случае наружного – обеспечить тройную экономию: на материалоемкости конструкции, перевозке материалов и монтаже.

Отказ от механического крепежа в пользу приклеивания плит позволяет избежать «мостиков холода». В случае с сэндвич-панелями PIR энергоэффективность достигается благодаря полной герметичности стыков. 

В развитых странах, где действуют стандарты эксплуатации любых объектов, межремонтные сроки службы материалов и конструкций учитываются на стадии проектирования (особенно это важно для кровель). Индивидуальные застройщики, которым небезразлично то, как часто им придется заниматься ремонтом, также очень вдумчиво подходят к выбору теплоизоляции.

Преимущества теплоизоляции ППУ очевидны:

• повышение межремонтных сроков эксплуатации;
• увеличение полезного пространства;
• повышение показателей энергоэффективности;
• снижение материалоёмкости.

Автор: Инна Лефтер.
Материал подготовлен при участии экспертов Ассоциации «НАППАН»  и размещён в журнале "СтройПромЭксперт".