Энергоэффективные дома

Кровля. Фасады. Изоляция. № 5 2007
Начальник технического отдела Орлов Юрий Николаевич

По статистике более 40% размера коммунальных платежей составляют счета за отопление и кондиционирование. В самом деле, эксперты утверждают, что с помощью инвестирования нескольких сот долларов в адекватное утепление вашего дома можно снизить затраты на отопление и кондиционирование на 30%.
Почему утепление так важно?
Правильно подобранная по типу и толщине теплоизоляция из экструдированного пенополистирола позволит создать непрерывный тепловой барьер, минимизирующий тепловые потери через стены, потолки и полы. В результате получится более комфортабельное жилье с уменьшенными расходами на отопление и кондиционирование.

Кроме того, контроль влаги приведет к увеличению срока службы строительных материалов и снижению риска возникновения плесени и грибка.

Столь же важно, как и выбор толщины утеплителя, корректно смонтировать его. Щели, пустоты, сдавленность материала, так же как и наличие влаги снижает эффективность утепления и дает возможность «некондиционному» воздуху проникать в ваш дом.

Что следует знать при покупке дома?
Если вы покупаете или строите новый дом, убедитесь, что его утепление осуществляется (или осуществлялось) в соответствии с нормами, принятыми для теплоизоляции в вашем регионе. Необходима информация о типе утеплителя, его толщине и теплопроводности для каждой части дома, которая утепляется.

Для того, чтобы сохранять цены на дома конкурентными, многие застройщики предлагают минимальные или недостаточные уровни теплоизоляции, хотя дополнительная изоляция была бы отличной инвестицией для покупателя. Соблюдение принятых норм и рекомендаций по утеплению обеспечит вам дом с высокими показателями по энергосбережению. Эти рекомендации описывают также методы, которые можно использовать при проектировании дома для компенсации теплопотерь через стальные стойки в стенах или через большое количество окон.

Следует проверить, строит ли подрядчик дома в соответствии со строительными нормами по утеплению. Почти всегда экономически выгодней устанавливать рекомендуемые уровни теплоизоляции во время начального строительства, чем устанавливать дополнительную теплоизоляцию позже.

В каких местах изолировать дом?
Для того, чтобы дом стал энергосберегающим, его следует правильно теплоизолировать от фундамента до крыши, включая следующие площади:

• Мансарда (потолок и стены);
• Наружные стены;
• Полы над неотапливаемым гаражом;
• Фундаменты и подвалы.

На рисунке показаны те части дома, которые следует теплоизолировать.

• Неотделанные помещения мансарды: утепление между и поверх балок перекрытия, для того чтобы теплоизолировать помещения, находящиеся ниже (Адекватно изолированные мансарды, технические и кладовые помещения и другие замкнутые помещения должны хорошо вентилироваться, чтобы предотвратить образование излишней влаги):
  • 1а — двери/люки в мансарду;
• Отделанные помещения мансарды (с мансардными окнами или без них) следует изолировать:
  • 2а — между стойками стен мансарды;
  • 2б — между стойками и между стропилами кровли и внешних стен;
  • 2в — потолки с холодным чердаком над ними;
  • 2г — между балками перекрытия, чтобы снизить потоки воздуха.
• Все наружные стены, включая:
  • 3а — стены между жилыми помещениями и неотапливаемыми гаражами, кладовками, навесами и т.п.;
  • 3б — стены отапливаемых подвалов, целиком (снаружи или изнутри);
  • 3в – плита в грунте.
• Полы над холодными помещениями: кладовыми, неотапливаемыми гаражами. Также теплоизолируются:
  • 4а — часть пола в помещении, свисающем над внешней стеной;
  • 4б — стены фундамента невентилируемого подполья (как альтернатива теплоизоляции пола);
  • 4в – продление теплоизоляции в межэтажном перекрытии, чтобы снизить поток воздуха.

Ограждающая конструкция дома — первая и наиболее эффективная линия обороны в борьбе с потерями тепловой энергии. Благодаря способности ограждающих конструкций препятствовать прохождению через них тепла, в доме и в холодное, и в жаркое время года сохраняются комфортные тепловые условия.

Способность ограждающей конструкции оказывать сопротивление тепловому потоку, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередаче R0

R0 = 1 / αв + Rк + 1 / αн,

где αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения (в большинстве случаев принимается равным 8,7 Вт/м2 °С)

αн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения (в большинстве случаев принимается равным 23 Вт/м2 °С)

Rк – термическое сопротивление конструкции, которое зависит от толщины материала (δ) и его теплопроводности (λ). Эта зависимость выражается соотношением:

Rк = δ / λ [м2*°С/Вт]

Здесь δ выражается в метрах, а λ — в Вт/(м °С)

Теплопроводность λ является характеристикой теплоизоляционного материала как такового, в то время как Rк характеризует теплоизоляционные свойства конструкции определенной толщины. Ограждающая конструкция, как правило, состоит из нескольких материалов различных толщин. В этом случае результирующее термическое сопротивление будет равно сумме термических сопротивлений отдельных слоев.

Требуемое сопротивлением теплопередаче R0 наружных ограждающих конструкций определяется из условий энергосбережения и в соответствии с требованиями СНиП II*-3-79 «Строительная теплотехника» в редакции 1998 года для различных регионов России в зависимости от их климатических условий. Например, приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен из условий энергосбережения для Москвы и Московской области составляет 3,2 м2*°С/Вт.

Итак, чем выше термическое сопротивление, тем выше теплоизоляционная ценность материала. Среди всех видов теплоизоляции наибольшим термическим сопротивлением (при одинаковой толщине) обладают плиты экструдированного полистирола XPS.

Например, чтобы удовлетворить требованиям энергосбережения в Москве и области толщина слоя теплоизоляции из плит XPS для кирпичного дома не превышает 80 мм.

В утеплении дома могут применяться разные типы теплоизоляции. Ниже приведена таблица с краткими характеристиками теплоизоляционных материалов.

Плиты из экструдированного пенополистирола XPS – жесткая теплоизоляция, которая может использоваться почти в любой части вашего дома, от крыши до фундамента. Плиты XPS характеризуются очень малой теплопроводностью (наилучший показатель среди утеплителей, представленных на рынке) и минимальным водопоглощением. Кроме того, плиты XPS придают дополнительную прочность конструкциям вашего дома. Плиты из экструдированного пенополистирола резко снижают теплопотери через конструктивные элементы дома.

Особенности проектирования
Некоторые новые дома строятся с использованием металлического каркаса вместо деревянного. При утеплении такого дома важно сознавать, что теплопотери через стальные стойки и балки значительно выше, чем через деревянные конструкции.
Из-за этой разницы теплоизоляция, уложенная между стенными стойками или балками перекрытий, не будет такой эффективной, как в домах с деревянным каркасом. Если стеновые конструкции имеют металлический каркас, вам понадобится предусмотреть сплошное теплоизоляционное покрытие с внешней стороны металлического каркаса, между внешней обшивкой дома и металлическими элементами дома. Это позволит блокировать мостики холода.

Для этой цели лучше всего подойдет теплоизоляция из плит экструдированного пенополистирола, который прост в обращении, легко режется ножом до нужного размера, имеет отличное термическое сопротивление при малой толщине.

Инфильтрация воздуха
Большинство владельцев домов знают, что инфильтрация (протечка воздуха) происходит через небольшие щели в дверных и оконных рамах, через камины и дымоходы. Воздух поступает в жилище также из неотапливаемых частей здания – чердаков, подвалов и т.п. Воздух проникает через отверстия в стенах, полах и потолках, таких как трещины в местах сопряжения двух стен или стены и потолка. Эти протечки воздуха между жилыми и нежилыми частями здания обычно гораздо более значительны, чем это принято считать.

Поскольку многие из этих протечек воздуха связаны с движением теплого воздуха вверх, а холодного вниз, мансарда часто является наилучшим местом для их остановки. Важно остановить эти протечки до установки дополнительной теплоизоляции в мансарде.

О вентиляции
Адекватная вентиляция в вашем доме важна по двум причинам:

• Кoнтроль влаги.

Вентиляция предотвратит возрастание уровня влаги во время отопительного сезона. Повышенный уровень влажности в помещении приведет к образованию конденсата на окнах и будет способствовать росту плесени и грибка. Кроме того, возможна скрытая конденсация внутри стен и подкровельном пространстве.

• Предотвращение комнатного загрязнения воздуха.

Когда естественная вентиляция резко сокращается, как например, в современных энергосберегающих зданиях, может возникнуть необходимость в притоке свежего воздуха, т.к воздух в таких помещениях становится затхлым и загрязненным комнатными источниками загрязнения.

Мансарда
Правильно уложив теплоизоляцию и воздухонепроницаемые уплотнения в мансарде, можно значительно повысить энергоэффективность здания. Мансарда часто является одним из тех мест в доме, которые легче всего утеплить, особенно, если вы хотите установить дополнительную теплоизоляцию.

Мансарды проектируются для создания недорогих жилых помещений под стропилами кровли. К сожалению, из-за того что эти стены редко утепляются с наружной стороны, возникает дискомфорт и снижение эффективности теплоизоляции. Дискомфорт связан с неконтролируемыми протечками воздуха. Воздух, поступающий через кровельные свесы может вызвать тягу через мансардные двери, проходные отверстия, места примыкания стен и полов. Снижение эффективности теплоизоляции также связано с движением воздуха. Это может привести к образованию конденсата на стенах мансарды. Зимой холодный воздух может охладить внутреннюю стену мансарды до температуры образования конденсата, что приведет к росту плесени.

Важно предотвратить протечки воздуха через теплоизоляцию в стенах мансарды.
Лучшее решение – использовать плиты экструдированного пенополистирола с наружной стороны низкой стены мансарды и проклеить все швы. Убедитесь, что торцы и швы хорошо загерметизированы и воздухонепроницаемы.

Подземные сооружения
Возможны четыре подхода к теплоизоляции стен подвала:

• Теплоизоляция изнутри: Метод, который используется чаще других. Наиболее экономичный. Имеет наибольшие проблемы с влагой;
• Теплоизоляция снаружи: наиболее привлекательное расположение, с точки зрения строительной физики. Характерны практические проблемы с мостиками холода;
• Теплоизоляция посредине стены: самый дорогой и самый сложный в реализации способ. Меньше проблем с влагой;
• Теплоизоляция с обеих сторон: имеет сходные проблемы с теплоизоляцией снаружи. Дополнительные затраты на устройство внутреннего слоя.

С точки зрения строительной физики, наиболее логичным размещением теплоизоляции является наружное. Слой теплоизоляции, размещенный с внешней стороны стены и снаружи относительно гидроизоляции, сохраняет стены подвала при постоянной (почти комнатной) температуре. Стены действуют как тепловой резервуар, сглаживая возможные колебания температуры в интерьере. При этом, теплоизоляция не препятствует естественной диффузии водяных паров из интерьера подземного сооружения наружу и исключает условия для возникновения конденсата на внутренней поверхности.

Еще одним преимуществом теплоизоляции снаружи является защита стен подземной части от прямого воздействия сил морозного пучения. Морозное пучение – увеличение в объеме водонасыщенного грунта при его промерзании. Это промерзание происходит вследствие замерзания влаги, находящейся в грунте и образования ледяных линз.

В случае утепления снаружи возникает задача механической защиты самой теплоизоляции в период строительства. Она успешно решается с одной стороны, выбором утеплителя с высокой прочностью на сжатие, с другой – с помощью современных профилированных мембран, которые в структуре фундаментной стены играют роль механической защиты и пристенного дренажного слоя. Другая проблема – образование мостиков холода через слой облицовочного кирпича. По некоторым оценкам, потери тепла в этом случае могут быть настолько значительными, что могут свести на нет эффективность теплоизоляционного слоя.

Эти факторы могут привести к поискам альтернативных подходов к теплоизоляции подземных сооружений, прежде всего к теплоизоляции с внутренней стороны стены. К сожалению, этот подход обладает существенным недостатком: в холодное время года наружные стены подземного сооружения находятся в зоне отрицательных температур. Теплоизоляция, уложенная изнутри и покрытая со стороны интерьера пароизоляционной пленкой, препятствует естественной диффузии влаги из интерьера и способствует образованию конденсата. Это обычно становится причиной возникновения плесени, неприятного запаха и проблем с коррозией.

Часто для теплоизоляции подземных сооружений изнутри используются волокнистые утеплители, которые чувствительны к влаге (минеральная вата, стекловолокно), которые не способны вынести даже небольшие протечки грунтовых вод. Это требует от строителей совершенства при устройстве гидроизоляции – трудновыполнимая задача! Отказ от пароизоляционной пленки со стороны интерьера также не решает проблемы: водяной пар будет мигрировать наружу, создавая условия для конденсации влаги на внутренней поверхности стены, образования плесени и других проблем.

Поскольку большинство утеплителей, используемых для утепления изнутри, воздухопроницаемы, они пропускают воздух из интерьера к наружным стенам. При утеплении изнутри конструкции стен подземных сооружений в зимнее время будут холодными (железобетон в прямом контакте с холодным грунтом). Соприкосновение теплого воздуха с холодной внешней стеной станет причиной образования конденсата между утеплителем и стеной.

Поэтому для теплоизоляции стен подземных сооружений следует применять материал с минимальным водопоглощением и паропроницаемостью, который бы предотвратил контакт интерьерного воздуха с холодными поверхностями подземного сооружения.

Чем выше паропроницаемость, тем интенсивней процесс высыхания внутренней поверхности стены и, следовательно, меньше риск накопления излишней влаги. Однако, в холодном российском климате и/или в зданиях с высокой относительной влажностью холодное время года верхняя часть стены подземного сооружения может стать настолько холодной, что паропроницаемая теплоизоляция позволит проникнуть в интерьер значительному количеству влаги снаружи.

В такой ситуации можно использовать полупроницаемые пароизоляционные пленки или дополнительно слой внешней теплоизоляции.

Во всех случаях между подошвой фундамента и вертикальной стеной следует уложить слой гидроизоляции с целью предотвращения подъема капиллярной влаги. Не следует монтировать пароизоляционный слой в интерьере, чтобы не затруднять высыхание стен.

Наиболее энергосберегающим вариантом теплоизоляции является комбинация экструдированного пенополистирола и слоя волокнистой теплоизоляции (минеральной ваты или стекловолокна), который укладывается по деревянному каркасу. При этом пароизоляционная пленка поверх волокнистой теплоизоляции не монтируется. Затем структура обшивается гипсокартоном и готовится к последующей отделке.

Теплоизоляционные плиты XPS выполнят свою работу, добавляя комфорта жильцам, снижая ежемесячные суммы коммунальных платежей за отопление, помогая бороться с проникновением влаги, а также инфильтрация воздуха в
жилище. Кроме того, использование эффективной теплоизоляции из экструдированного пенополистирола помогает окружающей среде, снижая количество вредных выбросов, таких как двуокись углерода, окислов азота и серы, которые наблюдались бы в случае недостаточного утепления здания.

Материал предоставлен «Primaplex — профессиональная теплоизоляция»