Утепление крыши является неотъемлемой частью строительного процесса, такой же, как строительство фундамента или устройство перекрытий. От правильности этого процесса будет зависеть как количество теплопотерь, так и срок, через который крыша потребует реконструкции. Вполне естественно, что каждый хочет «построить и забыть» на ближайшие пару, а лучше тройку десятилетий. И это вполне реально при соблюдении технологического процесса и выборе материала, соответствующего специфике применения. Рассмотрим, какие материалы используют для утепления крыш домов из бруса, так как именно из этого материала в последнее время предпочитают строить загородные дома. И, как правило, с мансардным этажом, что вполне оправдано с экономической точки зрения.
Содержание статьи
Требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам
Чтобы подобрать оптимальный теплоизоляционный материал для утепления кровли, необходимо определиться с критериями оценки, которые позволят сделать правильный выбор. Таких критериев несколько, так как оценивать утеплитель по какой-то определенной характеристике нецелесообразно. В сложных условиях крыши важен следующий набор параметров.
Гигроскопичность (водопоглощение)
Нередко на первое место в перечне ставят коэффициент теплопроводности, что не совсем верно, так как у многих утеплителей этот показатель если и различается, то не значительно. Тогда как способность впитывать влагу напрямую влияет на повышение теплопроводности изоляции. Не зря же производители всегда указывают теплопроводность в двух состояниях – в сухом и влажном. Мало того, контакт влажного утеплителя с деревянными элементами стропильной системы неизбежно повлечет развитие патологических процессов в несущей конструкции. Влага же в утеплитель поступает в виде испарений, особенно в зоне крыши, так как теплый воздух всегда стремится вверх. И никакой пароизоляционный барьер не в состоянии полностью отсечь пар, только минимизировать его количество. Попадая в утеплитель пар, преобразуется и выпадает на поверхность конденсатом. Если утеплитель негигроскопичен, этот конденсат выветривается благодаря вентиляционному зазору, если же изоляция способна впитывать влагу, то никакое вентилирование не способно поддержать ее в сухом виде. В идеале утеплитель должен быть гидрофобным, как минимум – с минимальной гигроскопичностью.
Теплоизоляционные свойства
Иначе, коэффициент теплопроводности, второй по важности критерий, так как в ограниченном стропильном пространстве уложить слишком толстый слой утеплителя проблематично. Существуют нормативы сопротивления теплопотерям, которым должны соответствовать ограждающие конструкции, к коим относится и крыша. Чем меньше теплопроводность утеплителя, тем меньшая его толщина позволит уложиться в нормативные показатели. Не говоря об экономии пространства и удобстве работ. Считается, что в кровельном пироге можно применять материалы, коэффициент теплопроводности которых не превышает 0,05 Вт/(м·С).
Плотность утеплителя
Чем плотнее материал, тем он больше весит, тем выше его теплопроводность и больше нагрузка на стропильную систему и стены, а они у нас из бруса, а не камня. Естественно, это не те качества, что нужны на крыше. Однако слишком рыхлый утеплитель сложнее укладывать, он нуждается в дополнительной фиксации, а также сильно подвержен усадке. Имеет смысл выбирать «золотую середину» – материал средней плотности, соответственно, средней жесткости, с допустимым показателем теплопроводности.
Паропроницаемость – способность материала пропускать сквозь себя влагонасыщенные пары. У проницаемого утеплителя пар конденсируется на внешней поверхности, откуда выветривается за счет вентканала. Непроницаемый утеплитель не способен пропускать пар, конденсат будет выпадать на внутренней поверхности под пароизоляцией. В этом случае кровельный пирог будет постоянно влажным, так как испаряться конденсату некуда, только впитываться.
Рабочая температура
Страна большая и в одном регионе давят лютые морозы, а в другом нещадно жарит солнце. И там, и там утеплитель в крыше работает в жесточайших условиях. Особенно, вкупе с металлическим кровельным покрытием, которое раскаляется на солнце и активно отдает тепло в изоляцию даже сквозь вентзазор и мембрану. А самые распространенные кровли у нас как раз металлические. Но и вне зависимости от типа кровель покрытия утеплитель должен быть рассчитан на работу в широком температурном диапазоне, как зимой, так и летом.
Горючесть
Кроме скорости горения и устойчивости к распространению пламени, утеплитель оценивают также по количеству и качеству выделяемого дыма и токсичности продуктов горения. В идеале изоляция должна быть не просто негорючая (группа НГ), но и барьерная, то есть, обладать огнеупорными свойствами и сдерживать распространение пламени, чтобы дать возможность домочадцам спастись при пожаре. На деле же, как минимум не стоит использовать материалы Г 3 или Г 4, особенно, если при горении выделяется много дыма и отравляющих веществ.
Видео: Сравнение горючести утеплителей
Безопасность
Иначе это свойство модно называть экологичностью, но учитывая, из чего делают большинство изоляторов или чем их обрабатывают для придания нужных свойств, это не реальное обозначение, а ближе к маркетинговому ходу. Все имеющиеся в продаже специфичные утеплители допущены проверяющими структурами к применению в кровельных пирогах и проходят по СанПиН, СП и ГН. Но логично предположить, что чем меньше химических веществ исходно содержит материал, тем меньше он сможет выделить, как в процессе эксплуатации, так и в случае пожара.
Биостойкость
Не стоит создавать комфортные условия для жизни насекомых, грызунов или патогенной микрофлоры. Напротив, утеплитель должен быть устойчив как к поражениям плесенью или грибками, так и не подходить вредителям ни в качестве кормовой базы, ни в качестве комфортного жилья.
Видео: Воздействие муравьев на утеплитель
Стабильность
Крыша утепляется с расчетом на максимально долгий срок службы всей конструкции, крайне желательно, чтобы утеплитель также сохранял все свои характеристики на этот срок. Толку от минимальной теплопроводности, если изоляция осядет, намокнет или ее поточат мелкие «соседи» в первые же несколько лет.
Удобство монтажа
Не всем по карману нанять мастеров, предпочтителен тот материал, который неприхотлив в работе. То есть, не требует особых навыков, специализированного оборудования и расходников. Укладывается просто, быстро и без «танцев с бубнами».
Доступность
извечное стремление получить самое лучшее как можно дешевле никуда не денется, и в строительстве зачастую бюджет весьма скромен и возможности за желаниями не поспевают. Но с учетом того, что в общей массе расходы на утепление не столь значительны, чтобы кардинально раздуть смету, не стоит поступаться качеством и выбирать только с позиции доступности.
Критериев много, все они важны, естественно, идеального утеплителя отвечающего всем пожеланиям, пока еще не изобрели. Но можно попытаться подобрать наиболее подходящий к кровельной специфике.
Какие утеплители используются в кровле
Перебрать все позиции, предлагаемые производителями достаточно сложно, так как у одного материала может быть несколько модификаций и форм выпуска. Кроме того, речь идет именно о скатных крышах, так как плоские кровли и Barn house (Барн Хаус), хоть и с мансардами, из бруса практически не строят. Следовательно, и материалы, применяемые для утепления плоских кровель, рассматривать нецелесообразно. Но вполне реально разобраться с наиболее востребованными разновидностями теплоизоляции, получившими достаточно широкое распространение. Такие материалы можно разделить на несколько групп.
Утеплители с открытой волоконной структурой
Теплоизоляция этой группы объединена общей структурой – все плиты, рулоны или маты, хотя чаще все же плиты, сформованы из множества тончайших волокон, хаотично переплетенных между собой. Между волокнами образуются воздушные поры открытого типа, которые и предотвращают отток тепла. В качестве связующего в волоконной теплоизоляции обычно используются особые смолистые вещества формальдегидной группы, в допустимых количествах безвредные для организма. Также в процессе производства в состав добавляются различные модификаторы, придающие материалу те или иные дополнительные характеристики. Волокнистые утеплители представлены несколькими подгруппами.
Минеральная вата на кварцевой основе
Производится из расплава кварцевого песка, современная разновидность известной всему Союзу стекловаты, особых изменений с тех пор не претерпевшая. Брендовая продукция может похвастаться более гибкими волокнами, без характерной ломкости, но способность раздражать кожу и дыхательные пути при монтаже никуда не делась. То есть, укладывать ее стало проще, но при резке из нее сыплется мельчайшая взвесь, а закрыть все кожные поверхности и несколько часов к ряду проходить в респираторе то еще удовольствие. На фоне достаточно высоких технических характеристик, главным недостатком стекловаты остается гигроскопичность. Она бодренько впитывает влагу и довольно неохотно ее отдает, при малейших прорехах в пароизоляционном барьере минеральная теплоизоляция будет переувлажняться, чем это чревато, уже выяснили.
Технические характеристики
| Водопоглощение (% от объема при частичном погружении) | 15 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·С) | 0,038-0,042 |
| Плотность, кг/м³ | 11-25 |
| Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па). | 0,64-0,65 |
| Температурный диапазон ⁰С | -60 - +250 |
| Горючесть, группа | НГ-Г1 |
Что касается биостойкости, вредителям стекловата неинтересна ни в каком качестве, отсутствие в составе органики делает ее устойчивой к грибкам или плесени. Срок службы без деструкции производители брендовой продукции гарантируют в 50 лет и это отлично. Но проблема в том, что при намокании стекловата не только начинает пропускать тепло, но и дает усадку, за счет чего образуются мостики холода, дополнительно провоцирующие отток тепла. Так что заявленные половину века в исходном виде материал покажет только в идеальных условиях, а они редко встречаются в реальности.
Минеральная вата из каменного волокна
Вместо кварцевых в этом утеплители волокна из расплава горных пород габбро-базальтовой группы. Ввиду сырьевой базы эту теплоизоляцию обычно называют каменной ватой. Каменное волокно эластичнее кварцевого и прочнее, за счет большой длины его проще формовать, изоляция получается более плотной, с однородной структурой и хорошей геометрией. Да и укладка каменной ваты значительно проще – плиты отлично становятся враспор без дополнительной фиксации. Материал легко режется без осыпания края, перчатками и робой, конечно, пренебрегать не стоит, а вот без респиратора вполне можно обойтись. Также в отличие от стеклянной, каменная практически не впитывает влагу, что обусловлено как структурой, так и добавлением гидрофобизатора в процессе производства. А благодаря отличной паропроницаемости то, что попадает в утеплитель, проходя сквозь барьер, выпадает на поверхность и выветривается, не оставаясь внутри, что позволяет каменной вате оставаться сухой на весь срок эксплуатации.
Технические характеристики
| Водопоглощение (% от объема при полном погружении) | 1-3 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·С) | 0,039-0,047 |
| Плотность, кг/м³ | 25-200 |
| Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па). | 0,03 |
| Температурный диапазон ⁰С | -190 - +1100 |
| Горючесть, группа | НГ (огнеупорный) |
Материал не поражается грызунами, насекомыми и микрофлорой, оставаясь сухим сохраняет от загнивания и элементы стропильной системы. У каменной ваты больше шансов сохранить свои характеристики на заявленный производителем срок службы от пятидесяти лет, так как она не намокает, а пропускает пар, сквозь себя, оставаясь в исходном виде. Но все это работает только в отношении качественной, фирменной продукции, а она далеко не всем желающим по карману.
Целлюлозный утеплитель
По большому счету целлюлозный утеплитель, называемый эковата, можно отнести к теплоизоляции с открытой волокнистой структурой, так как масса состоит из волокон. Волокно является продуктом переработке отходов деревообрабатывающей промышленности, мукулатуры и подобного сырья. Доля именно целлюлозного волокна в материале составляет от 80 до 85 %, остальное приходится на добавки – биоциды и антипирены. Биостойкость эковате обеспечивает борная кислота, антипирены препятствуют возгоранию материала. Главным отличием эковаты от минеральной ваты является форма выпуска – вместо четкой формы она поставляется в виде неоднородной массы. И если плиты просто укладывают между стропилами или в подсистему, то эковату применяют двумя методами.
- Насыпью – сухая масса засыпается в скаты после предварительного распушения, вручную или механически. Чтобы максимально плотно заполнить все скаты, на стропила набивают сплошные щиты, по мере заполнения закрывая все утепляемое пространство или затягивают полости пленкой и задувают сразу всю массу.
- Задувным способом – подразумевает применение специальной установки и смачивание массы. Для скатных кровель задувной способ эффективнее, так как частицы материала плотно прилипают к элементам стропильной системы, что предотвращает усадку.
В отличие от минеральной ваты, эковата вообще не содержит формальдегиды, за что и получила свое название, но антипирены тоже химия, хотя и не столь агрессивная. Однако в плане экологичности этот утеплитель все же превосходит и стекловату, и каменную вату. Эковата достаточно гигроскопична, но благодаря капиллярной структуре волокна влага и испаряется из утеплителя также быстро, как и поступает, не ухудшая его свойств.
Технические характеристики
| Водопоглощение (% от объема при полном погружении) | 9-15 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·С) | 0,038-0,043 |
| Плотность, кг/м³ | 40-75 |
| Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па). | 0,67 |
| Температурный диапазон ⁰С | -60 - +1000 |
| Горючесть, группа | Г 2 |
Несмотря на любовь мышей и насекомых к бумаге, эковату они не переносят из-за добавляемых в массу боратов, будучи антисептиками эти вещества также препятствуют развитию микрофлоры. Срок службы утеплителя те же 50 и более лет, но исходную теплопроводность он сохранит, только если будет своевременно просушиваться. Кроме того, если его заложить строго по объему, в течение первого же года он даст усадку в 20 % (при засыпном методе). Поэтому необходимо утрамбовывать в скаты минимум с этим запасом. При задувке получается более плотный слой, устойчивый к усадке, но услуги по нанесению прилично удорожат этот и без того не самый бюджетный материал. Тем не менее, это достойная альтернатива более популярной изоляции, постепенно отвоевывающая все больше потребителей.
Напыляемая изоляция
Напыление считается одним из самых эффективных способов утепления, так как позволяет получить абсолютно бесшовную поверхность. А благодаря высокой адгезии вспененная масса практически намертво пристает к обрабатываемой поверхности, что гарантирует отсутствие усадки. Чаще всего в качестве напыляемого утеплителя выступает пенополиуретан (ППУ), характеризующийся самой низкой среди аналогов теплопроводностью – всего 0,03 Вт/(м·С). Также ему присуща паронепроницаемость, но если для изоляции, укладываемой в стропильную систему это минус, то для материала, полностью покрывающего все несущие элементы это достоинство. Применение ППУ позволяет отказаться от использования пароизоляции, но вместо обрешетки потребуется сплошной настил. Долговечность, биостойкость и безопасность этого утеплителя тоже на высоте, однако он распространен значительно меньше, чем минеральная вата или эковата. Это объясняется как высокой стоимостью самого материала, так и необходимостью использования специального профессионального оборудования, то есть – привлечения квалифицированных исполнителей. В продаже есть одноразовые установки для напыления, но их стоимость тоже далека от бюджетной и не факт, что дешевле купить и сделать самостоятельно, чем нанять мастеров.
Альтернативные утеплители
Речь о производных пенополистирола, пенопласте (ППС/ПСБ), экструдированном пенополистироле (ЭППС) и пенополиизоцианурате (PIR). Все они выпускаются в виде жестких плит с ячеистой структурой с ячейками закрытого типа, заполненными газом. По теплопроводности все эти утеплители превосходят и минеральную вату, и эковату, а PIR даже ППУ, у него всего 0,022 Вт/(м·С). Тем не менее, на крышах эти материалы встречаются довольно редко.
ППС
Пенопласт, несмотря на рекомендации некоторых производителей и якобы «профессионалов», не предназначен для утепления мансард. В первую очередь это связано с его горючестью и большой токсичностью – при горении он выделяет едкий, отравляющий дым, убивающий за считанные минуты. Сомнительная экологичность обусловлена большим количеством пенопласта низкого качества, производимого в кустарных условиях. Только продукция серьезных производителей считается безопасной, так как стирол в ней стабилизирован и в атмосферу не выделяется. Не стоит рисковать здоровьем используя не специализированный материал, когда есть масса профильных.
ЭППС и PIR
Абсолютно непроницаемы, поэтому если и применяются на крышах, то при укладке снаружи, поверх стропильной системы. Да, эти материалы с минимальной теплопроводностью, биостойкие и долговечные и монтируются в шип-паз, образуя замкнутый изоляционный контур. Но если ЭППС еще как-то можно назвать доступным, то PIR обойдется в два раза дороже даже брендовой каменной ваты. То есть, утеплять крышу этими материалами можно, но стоит ли переплачивать, чтобы получить тот же эффект.
Все приведенные утеплители кроме теплоизолирующих свойств, обладают еще и звукопоглощающими свойствами, что очень важно для жилого помещения под крышей. Значительных различий по этому параметру между теплоизоляторами нет, поэтому и на выбор это свойство не влияет. Что касается того, какой из материалов лучше, каждый решает самостоятельно исходя из своих предпочтений и финансовых возможностей. Главное – приобрести качественный утеплитель, характеристики которого отвечают специфике применения.