Тёплая Крыша-Тёплый Дом. Термоизоляция Крыши

Крыша - это верхняя ограждающая конструкция здания, состоящая из несущей части и кровли, которая может быть плоской или скатной. Какую из них предпочесть, зависит в основном от климатических условий и традиций. Например, скатные кровли издревле предпочитали в дождливой Европе, а плоские - в засушливой Средней Азии.
Плоская кровля бывает как с чердаком, так и без него (совмещенные покрытия), а несущим покрытием чаще всего служит профилированный стальной лист или железобетонная плита. В России такие кровли широко распространены как в жилищном, так и в промышленном строительстве. Однако известно, что именно плоские кровли серийных панельных многоэтажек из-за конструктивных недостатков и низкого качества исполнения отличаются неудовлетворительной гидроизоляцией и повышенными теплопотерями.
Скатную кровлю поддерживает специальная конструкция, состоящая из обрешетки, непосредственно несущей кровельное покрытие, и стропил, передающих нагрузку веса кровли, снега, ветра и прочего на стены и внутренние опоры. У скатной кровли есть немаловажное преимущество — возможность устройства под ней дополнительного мансардного или чердачного помещения.
В устройстве современной кровли каждый конструктивный элемент несет определенные защитные функции. Кровельное покрытие — верхний элемент кровли, предохраняющий здание от атмосферных осадков, то есть выполняющий гидроизолирующую функцию. Все многообразие материалов для кровельных покрытий может быть классифицировано следующим образом: черепица, шифер, мягкие кровли, металлические кровли.
У любого кровельного материала есть свои особенности, которые и определяют рамки его применения. Так, чрезвычайно надежную и эффективную черепицу уже многие столетия используют для скатных крыш. Гораздо менее стойкий, но дешевый и простой в монтаже шифер подходит как для скатных кровель, так и для кровель с минимальным уклоном.
Мягкая кровля — условное название конструкции, для устройства которой применяют рулонные материалы, полимерные мембраны, мастичные материалы, мягкую (битумную) черепицу. Современные мягкие кровельные материалы, образующие на поверхности крыши сплошной герметичный ковер, могут обеспечивать водонепроницаемость даже на плоских кровлях.
Металлические кровли также используются для двух типов крыш: из листовой (рулонной) оцинкованной стали или из профилированного листа — в плоских кровлях, а металлочерепица и покрытие из цветных металлов (медь, алюминий, цинк-титановый сплав) — в скатных.
Теплоизоляцию кровли обеспечивает слой, выполненный из специальных материалов с низкой теплопроводностью.
Как ограждающая конструкция, кровля испытывает на себе воздействие разных температур. Как правило, температура ее нижней поверхности (потолка) близка к температуре помещения. В тоже время температура наружной поверхности меняется в весьма широком диапазоне: от -50°С зимой до +100°С в солнечный летний день. При этом кровля должна надежно ограждать внутренние помещения здания от колебаний температур, защищая зимой от холода, а летом от жары.
Утепление крыши играет значительную роль в повышении комфортности помещения, улучшении его микроклимата. Кроме того, правильно подобранная теплоизоляция крыши увеличивает термическое сопротивление ограждающей конструкции — покрытия, что позволяет снизить расходы на отопление за счет уменьшения теплопотерь.
При выборе теплоизоляционных материалов для различных видов кровель следует учитывать, что на срок их службы существенное влияние оказывают температурно-влажностный режим, возможность капиллярного и диффузионного увлажнения, а также воздействие механических нагрузок.
Теплоизоляционный материал должен сохранять свои свойства на протяжении долгого времени, обладать биостойкостью, водостойкостью, не выделять в процессе эксплуатации токсичных и неприятно пахнущих веществ, соответствовать требованиям пожарной безопасности.
К теплоизоляционным материалам в плоских конструкциях кровель предъявляют высокие требования по механической прочности, в частности на сжатие и на отрыв слоев, чтобы избежать нарушения теплоизолирующего слоя при хождении людей, снеговых и ветровых нагрузках.
По перечисленным показателям в качестве теплоизоляционного слоя можно использовать пенополистирольные плиты, вспененное стекло, жесткие стекловолокнистые плиты, пенобетон и Минераловатные плиты.
Пенополистирольные плиты до недавнего времени широко применялись для утепления плоских и скатных кровель, а также мансард, даже невзирая на такие существенные их недостатки, как весьма малая паропроницаемость и горючесть.
Вспененное стекло, вне всякого сомнения, отличный материал для плоских крыш. Но используют его редко, так как оно достаточно дорогое.
Популярные в России из-за доступной цены негидрофобизированные марки стекловаты имеют слишком большое водопоглощение, к тому же с течением времени они теряют прочность за счет усадки.
Плиты из минеральной ваты на основе базальтовых горных пород благодаря особой структуре с хаотичным расположением крепко сцепленных волокон обладают таким сочетанием весьма полезных для теплоизоляции свойств, как низкая теплопроводность, долговечность, хорошая паропроницаемость, высокая сопротивляемость к внешним механическим воздействиям и собственным деформациям, а также отличной звукоизоляцией.
Из-за гидрофобизирующей пропитки водопоглощение минеральной ваты не превышает 1,5% по объему.
Помимо того, минеральная вата относится к классу негорючих материалов, способных выдерживать температуру свыше 1000°С. В то время как связующий компонент выгорает при температуре 250 °С, волокна остаются неповрежденными, сохраняя прочность и создавая защиту от огня. Это же свойство позволяет на какое-то время задерживать процесс разрушения несущих конструкций зданий.
Различные изделия из минеральной ваты могут применяться во всех типах кровель. Так, Минераловатные плиты повышенной жесткости используют при устройстве плоских кровель. Минераловатные изделия небольшой плотности, кашированные фольгой или стеклохолстом, предназначены для утепления ненагруженных конструкций — скатных крыш и мансард. Для изоляции чердаков, скатных кровель, перекрытий также можно использовать плиты толщиной 50 — 150 мм.
В большинстве случаев в скатных кровлях и мансардах чердачные крыши не утепляют, а бесчердачные— утепляют. Это значит, что если под кровлей находится нежилое чердачное помещение, то скаты утеплять не нужно, достаточно утеплить только полы. Если же чердак или мансарду используют под жилье, тогда по скатам кровли следует проложить теплоизоляционный материал.
При утеплении скатов между слоем утеплителя и кровельным покрытием следует предусмотреть вентилируемую воздушную прослойку толщиной 5 см при использовании плоских материалов (листами оцинкованной стали) и 2,5 см при волнистом покрытии (профилированные листы из оцинкованной стали, волнистые асбестоцементные листы).
Важная проблема при утеплении скатов — устройство пароизоляционного слоя для предотвращения проникновения пара из жилых помещений в подкровельное пространство. Некоторые теплоизоляционные материалы в готовом виде на внутренней поверхности имеют основание из фольги, специально предназначенное для пароизоляции. Разница наружных и внутренних температур без пароизоляции и вентиляционных отверстий в кровле может привести к выпадению конденсата на нижней поверхности кровли и на элементах обрешетки.
Следствием этого могут стать преждевременное разрушение несущей конструкции, ухудшение теплоизоляции, подтеки на потолке и т. п.
В скатных кровлях устраивают специальные вентиляционные зазоры. Как правило, их два — верхний и нижний. Через зазоры удаляется атмосферная влага, попавшая под кровельное покрытие. Благодаря вентиляции деревянные конструкции (контробрешетка и обрешетка) постоянно проветриваются, что обеспечивает их долговечность.
В процессе строительства дома теплоизоляционный материал можно уложить поверх обрешетки скатной кровли или между стропильными ногами со стороны чердачного помещения. С уже эксплуатируемыми домами возможен лишь один вариант — утепление изнутри.
При утеплении мансарды плиты укладывают на наклонных поверхностях между направляющими, идущими от основания крыши к коньку. Шаг брусков должен соответствовать размеру утепляющих плит, чтобы плиты устанавливались в распор между брусками. Обязательным является устройство пароизоляции из толстой полиэтиленовой пленки (с перехлестом полотнищ на 10-15 см) с «теплой» стороны утеплителя. С внутренней стороны помещения производится обшивка досками, вагонкой, гипсокартонными листами или другими материалами.
Для плоских кровель без чердаков приемлемы и наружный, и внутренний способы утепления. Однако в связи с простотой исполнения наружный способ более распространен. Таким образом может быть утеплена кровля как в строящемся здании, так и в эксплуатируемом.
Конструкции плоских кровель предусматривают два решения теплоизоляции — однослойное или двухслойное. Выбор зависит от теплотехнического расчета и прочностных требований к кровле. Теплоизоляционные плиты укладывают поверх несущей конструкции по принципу швы вразбежку. Если устраивают двухслойное покрытие, то вразбежку также должны идти стыки верхних и нижних плит. В местах примыкания теплоизоляционных плит к парапетам, стенам и фонарям устанавливают переходные теплоизоляционные бортики.
Теплоизоляция должна быть закреплена на основании либо механически (шурупы-саморезы — для профнастила; пластиковые дюбели с сердечником — для железобетонного основания), либо посредством балласта (тротуарной плиткой или галькой), либо клеевым способом.
Чердачные полы как скатных, так и плоских кровель утепляют сверху. С этой целью весьма эффективно использовать Минераловатные теплоизоляционные плиты, которые укладывают поверх перекрытия или между брусьями стропильной конструкции. Для предотвращения разрывов в теплоизоляции и образования «мостиков холода» плиты должны лежать непрерывно и перекрывать вертикально расположенный утепляющий слой наружной стены. Для защиты чердачного перекрытия от увлажнения парами из помещений следует настелить слой пароизоляции из полиэтиленовой пленки с «теплой» стороны утеплителя.
При необходимости дополнительного утепления Минераловатные плиты можно разместить поверх старой теплоизоляции, которую необходимо предварительно просушить.
В большинстве построенных в советское время зданий значение сопротивления теплопередаче для покрытий было не более 1,5м2 · °С/Вт, что слишком мало для нашего сурового климата. В соответствии с новой редакцией федерального СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» от 1995 г. были установлены общероссийские нормативные требования по теплозащите зданий, повышающие требуемые значения сопротивления теплопередаче покрытий приблизительно в 3-3,5 раза.
Безусловно, выполнение ужесточенных норм термосопротивления возможно только при помощи использования качественных теплоизоляционных материалов. Их применение позволяет ощутимо снизить затраты на отопление жилых и производственных помещений (для справки: через кровлю в стандартном многоэтажном доме теряется до 18% тепла).
Однако утеплением только кровли едва ли можно добиться значительного, сокращения теплопотерь. Необходим комплексный подход к теплоизоляции домов, включающий создание термической оболочки. Как показывает практика, при применении такого подхода возможно сокращение теплопотерь на 50-70%. С учетом снижения затрат на отопление, капиталовложения в теплоизоляционные мероприятия окупаются менее чем через 10 лет.