Теплоизоляция цокольных и первых этажей: оптимальный выбор фасадной системы

1 апреля 2016 - Фасады.pro
Теплоизоляция цокольных и первых этажей: оптимальный выбор фасадной системы

 При возведении любого здания особое внимание уделяют прочности и надежности его заглубленных конструкций, которым приходится не только выдерживаться на себе вес всей постройки, но и постоянно подвергаться воздействию негативных факторов окружающей среды: давлению грунта, действию грунтовых вод, сил морозного пучения и т.п. Однако, выбрав надежные и высокопрочные материалы для фундамента дома, не стоит забывать о цокольной части и первых этажах здания, которые также подвергаются воздействию неблагоприятных факторов на протяжении всего срока эксплуатации. 

Одним из  основных элементов защиты конструкции здания от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды является его теплоизоляция. Очевидно, что к теплоизоляционному материалу, предназначенному  для утепления цоколя и стен первого этажа, должны предъявляться особо жесткие требования, что продиктовано особенностями режима эксплуатации данных ограждающих конструкций:

— Растепление снежного массива неизбежно увлажняет конструкции (как по принципу капиллярного всасывания, так и через возможные стыки).

— Попадание влаги в конструкцию (в зону утеплителя) через стыки (зазоры), трещины или иные нарушения однородности и герметичности облицовочного (или отделочного) слоя как по средствам естественных  воздействий, таких как дождь (увлажнение фасада зданий косыми дождями особенно остро касается вентилируемых фасадов), снег, так и в результате поливов газонов и брызг с проезжей части.

— Естественное сорбционное увлажнение (например, туман).

В процессе эксплуатации зданий влажностное состояние материалов ограждающих конструкций определяет эксплуатационные характеристики ограждающих конструкций здания, непосредственно влияет на теплозащитные свойства ограждающих конструкций и на энергоэффективность применяемых систем теплоизоляции.

В последние годы в нашей стране активно используется система вентилируемых фасадов с минераловатным утеплителем, и достаточно часто вентфасады монтируются до самой отмостки здания, что влечет за собой возникновение целого ряда проблем: со временем жители первых этажей начинают жаловаться на холод и сырость в квартирах, внутри помещений образуются грибки и плесень, а отделочная плитка на внешней стороне фасада покрывается трещинами и отваливается.

Далее мы подробно рассмотрим, почему возникают данные проблемы, и что происходит с теплоизоляционным слоем вентилируемой фасадной системы при ее использовании в конструкции цокольных и первых этажей.

Влияние ключевых негативных факторов окружающей среды на систему вентилируемого фасада цокольных и первых этажей

1. Увлажнение фасада здания косыми дождями,  воздействие на цоколи и стены первых этажей грунтовых  (почвенных) вод,   а также увлажнение конструкций в результате ежегодного таяния снега.

Через щели фасадной облицовки вентилируемого фасада вода неизбежно проникает внутрь системы. Разрыхление ватного материала в процессе деформации приводит к набуханию плит по толщине, в результате чего в системе вентфасада сокращается воздушный зазор и ухудшается вентиляция и процесс выведения влаги из утеплителя. Кроме того, в холодное время года влага конденсируется в утеплителе за счет различного температурного и влажностного режима внутри и снаружи здания.

В результате действия всех этих факторов происходит водонасыщение утеплителя и резкое снижение его теплоизолирующих  свойств: насыщенная влагой вата превращается уже не в теплоизоляционный, а в теплопроводящий материал, т.е. выполняет функцию, противоположную своему прямому назначению. Следствием этого являются понижение температуры и повышение влажности в помещениях, появление плесени, грибков, формальдегидов и гнили, постепенная осадка утеплителя вниз по конструктиву системы под весом собственной, увеличившейся, тяжести. Появляется вероятность частичного обрушения теплоизоляционного материала.

       

Рис. 1 Внешний вид фасада: плесень, оседание минеральной ваты, влага

Применение в конструктивах вентфасадов специальных ветро-гидрозащитных покрытий или дорогостоящих мембран приводит к значительному увеличению конечной стоимости реализации проекта, и полностью не решает проблем снижения теплоизоляционных характеристик  здания в результате воздействия влаги. 

Опыт проведения экспериментальных исследований заграницей подтверждает вышеизложенные утверждения.

Ниже приведены полученные при данных исследованиях значения теплопроводности, λ, Вт/(м·оС), для ряда материалов с различной плотностью, которые широко используется в современном строительстве.

Измерения теплопроводности проводилось в соответствии с Европейскими стандартами. Испытания проводились на сухих образцах, а так же образцах, которые находились в воде в течение 28 дней, а затем были высушены. Результаты измерений были сопоставлены с расчетными значениями и параметрами, указанными в технической документации.

Процесс поглощения воды рассматривался в соответствии со стандартами EN 1609[1] и EN 12087[2]  для исследования водопоглощения при кратковременном и длительном погружении, соответственно. При этом теплопроводность определялся в соответствии со стандартом EN 12667[3].

 

Исследования проводились в течение 6 месяцев в 2005 году, начиная с материалов, имеющих меньшую плотность, переходя к более плотным образцам. Был проведен цикл измерений теплопроводности минераловатных изоляционных материалов. Далее образцы испытывались на водопоглощение – сначала при кратковременном погружении, затем при длительном. После проведения испытаний на водопоглощение, образцы оставляли сохнуть в течение 7 дней в естественных условиях, затем цикл измерений теплопроводности повторяли.

Для измерения удельных параметров были отобраны образцы минеральной ваты плотностью  75 и 100 кг/м3 и толщиной 80 мм.

 

 

Результаты для образцов толщиной 80 мм и плотностью 75 и 100 кг/м3

Тип

Б-570

Б-001

Лот №

50783169A

50923198D

Толщина

80мм

80мм

Размеры

200x200мм

300x300мм

200x200мм

300x300мм

Образец №

I

II

I

II

I

II

I

II

Измеренные размеры [мм]

203x201

180x205

299x290

295x300

198x201

202x201

300x300

300x298

Измеренная масса [гр]

201.6

207.0

472.0

484.0

295.7

3210.3

730.5

701.2

Водопоглощение (EN 1609)

208.1

213.2

497.3

501,2

301.8

326.1

743.8

715.4

Разница в весе[гр]

6.5

6.2

25.3

17.2

6.1

5,7

13.3

14,2

(макс. 1 кг/м2)

0.1625

0.155

0.28

0.191

0.1525

0.1425

0.148

0.158

Теплопроводность, λ1,согласноEN1609 [Вт/(м·оС)]

 

 

0.0325

0.0322

 

 

0.0342

0.0322

Водопоглощение EN12087 [гр]

217.3

219.9

503.8

518.2

317,1

341,0

771,7

739,6

Разница в весе [гр]

15.7

12.9

31.8

34.2

21.4

20.6

41.2

38.4

(макс. 3 кг/м2)

0.3925

0.3225

0.3533

0.38

0.535

0.515

0.458

0.423

Теплопроводность, λ2,согласноEN1609 [Вт/(м·оС)]

 

 

0.05746

0.06217

 

 

0.06196

0,05314

 

Результаты измерений подтвердили влияние сконденсированной влаги на теплопроводность минераловатных изоляционных материалов. Как и было предсказано теоретически, теплозащитные качества минеральной ваты существенно ухудшились в результате попадания избыточной влаги в волокна минеральной ваты (λ1 отличается от λ2 в два раза). Этот процесс становится особенно очевидным в результате долгосрочного воздействия влаги, что проверялось в соответствии со стандартом ΕΝ 12087. В этом случае минеральная вата практически переставала выполнять свою функцию теплоизоляционного материала, а её теплопроводность примерно стала равна значениям теплопроводности конструкционных материалов (например, глиняному кирпичу).

2. Механические воздействия на цокольные и первые этажи: давление от снежных массивов, воздействие уборочной техники, возможные вандальные действия, а также влияние веса самого здания.

  

Рис. 2 Механические и вандальные воздействия на цокольные этажи.

Нагрузкам, связанным с непосредственными механическими и вандальными воздействиями, подвергаются в наибольшей мере именно стены цокольных и первых этажей.  При использовании «мягких» утеплителей, в силу недостаточных жесткости и прочности этих материалов, облицовочная плитка на наружном декоративном слое вентфасада устанавливается с помощью механических креплений, что влечет за собой достаточно слабые антивандальные характеристики фасада: дорогостоящая облицовочная плитка  может быть легко демонтирована с помощью подручных средств.

Кроме того, даже при отсутствии явных механических воздействий, в ходе эксплуатации минеральная вата в системе вентфасада с течением времени уплотняется и дает усадку. Зафиксировано существенное изменение линейных размеров минераловатных плит в структуре вентфасадов: усадка по длине и ширине. По данным исследований, после 25 условных лет эксплуатации при размерах плит 1000х500х50 мм швы между соседними плитами, при их средней плотности 74 кг/м3,   могут раскрыться на 20-40 мм, а при плотности 156 кг/м3 – на 5-10 мм, что приводит к образованию «мостиков холода»[4].  

При этом, потеря массы минераловатных плит применительно к вентилируемым фасадам за 25 условных лет эксплуатации может достигать  — 18,78% для плит плотностью 74 кг/м3 и — 3,32% для плит плотностью 156 кг/м3[5].

Усадка и деформация, уплотнение ватного утеплителя влекут за собой резкое снижение его теплофизических свойств и, как следствие, повышение теплопотерь здания, что приводит к увеличению расходов на электричество, а также становится причиной промерзания стен и последующего разрушения облицовочного слоя и других элементов фасадной системы.

Резюмируя вышесказанное, можно констатировать,  что в российских реалиях система вентилируемых фасадов неэффективна для применения в конструкциях цокольных и первых этажей, так как не может противостоять воздействию ключевых негативных факторов окружающей среды. При выборе фасадной системы для данных конструктивов необходимо делать выбор в пользу более надежных, прочных и влаго-био- стойких материалов, например, экструдированного пенополистирола.

ФАСАД PRO: эффективная фасадная система для теплоизоляции цокольных и первых этажей

Осознавая значимость и предельную актуальность данного вопроса, силами специалистов технического отдела ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб» была разработана вандалоустойчивая, а  также стойкая к различным микологическим факторам фасадная система ФАСАД PRO

ФАСАД PRO  — многослойная теплоизоляционная система, состоящая из нескольких компонентов, которые в совокупности обеспечивают надежность системы и эффективную теплоизоляцию здания. При этом чрезвычайно важным аспектом является применение в данной системе надежного влаго- и биостойкого утеплителя ПЕНОПЛЭКС®. Система наиболее эффективна для применения в ограждающих конструкциях первых  и цокольных этажей. 

Данная фасадная система имеет подтвержденный заключением №330-16 от 25.01.2016 г. ФГБУ ВНИИПО МЧС России класс пожарной опасности К0, что позволяет применять систему на зданиях и сооружениях всех степеней огнестойкости, за исключением зданий и сооружений классов функциональной пожарной опасности Ф1.1 и Ф4.1.  (детские сады, школы, дома престарелых).

Плиты ПЕНОПЛЭКС® обладают следующим рядом преимуществ для широко применения их на первых этажах зданий и сооружений:

1. Низкий коэффициент теплопроводности (λ (лямбда) = 0,032 Вт/м-К), что позволяет обеспечить высокий уровень теплозащиты при достаточно тонком слое теплоизоляции.

2. Низкий коэффициент теплопроводности. За счет замкнутой ячеистой структуры плиты ПЕНОПЛЭКС® обладают практически нулевым водопоглощением.

 

Рис. 3 Схема теплоизоляции цокольного и первого этажа с применением плит ПЕНОПЛЭКС®

 

3. Биостойкость. Плиты ПЕНОПЛЭКС® обладают абсолютной биостойкостью, они не подвержены биоразложению, а это значит, что никакой опасности при контакте материала с водой и почвой не возникает. По результатам тестирования образцов стройматериалов на биостойкость в присутствии влаги за счет минимального водопоглощения доказано, материал ПЕНОПЛЭКС® не является матрицей для размножения разного вида микроорганизмов. В отличии, например, от минераловатных утеплителей, которые в силу особенности волокнистой структуры материала являются отличной средой обитания микроорганизмов  и не могут быть эффективно очищены от образовавшихся биоповреждений в виде обрастания плесневыми грибами. 

4. Прочность на сжатие у плит ПЕНОПЛЭКС®– не менее 20 тонн на кв. м, он не крошится и не сыплется ни в процессе монтажа, ни в течение всего срока службы, в отличии от состоящей из волокон минеральной ваты, которая со временем осыпается и пенопласта, который с годами превращается в бесформенную кучу шариков. Высокая прочность – это важный фактор, учитывающий риски, связанные с возможными природными и механическими воздействиями на конструкцию первых этажей.

5. Долговечность материала – более 50-ти лет. Еще в 2001 году компания «ПЕНОПЛЭКС» провела испытание теплоизоляционных плит в Научно-исследовательском институте строительной физики г. Москвы на предмет определения долговечности материала при реальных условиях эксплуатации. Результаты испытаний показали, что материал сохраняет свои свойства в течение как минимум 50-ти лет (НИИСФ г. Москва, протокол испытаний № 132-1 от 29 октября 2001 года).

Совокупность вышеперечисленных качеств фасадной системы ФАСАД PRO с эффективной теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС®  доказывает, что она является оптимальным выбором для систем утепления первых и цокольных этажей.



[1] ГОСТ EN 1609-2011. Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы определения водопоглощения при кратковременном частичном погружении

[2] ГОСТ EN 12087-2011. Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы определения водопоглощения при длительном погружении

[3] ГОСТ 31925-2011 (EN 12667:2001) Материалы и изделия строительные с высоким и средним термическим сопротивлением. Методы определения термического сопротивления на приборах с горячей охранной зоной и оснащенных тепломером

[4] Гусев Б.В. Изменение линейных размеров минераловатных плит в условиях эксплуатационных воздействий / Б.В. Гусев, В.А. Езерский, П.В. Монастырёв // Промышленное и гражданское строительство. – 2004, № 8, с. 32-34

[5] Гусев Б.В. Потеря массы минераловатных плит в условиях эксплуатационных воздействий / Б.В. Гусев, В.А. Езерский, П.В. Монастырёв // Кровельные и изоляционные материалы. – 2005, № 2, с. 48-49

 

Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

СИАЛ
Paroc