Системы с жестким закреплением утеплителя на стене

Здесь рассматриваются системы, в которых утеп­литель жестко закрепляется на поверхности стены с помощью высокоадгезионного клеящего состава и (или) механического крепления (рис. 5.36).

Рассмотрим подробнее материалы основных слоев системы и технологию их монтажа.

Утеплитель.Для устройства наружной теплоизоляции применя­ют плитный утеплитель, основные показатели которого (плотность, влагопоглощение, теплопроводность, прочность на сжатие, горючесть) определяются необходимым сопротивлением теплопередаче, фактическим состоянием наружных ограждающих конструкций, требуемой долговечностью фасада, классом функциональной пожарной опасности и другими факторами.

В качестве утеплителя, как правило, используются минераловатные плиты из базальтового волокна или пенополистирольные плиты. Использование в качестве утеплителя минераловатных базальтовых плит допускается при работе со всеми типами зданий.

Для систем утепления используют плиты с высокой плотностью. Можно использовать и двухслойные плиты - с повышенной плотностью наруж­ного слоя и пониженной плотностью внутреннего. Применяются также плиты с поперечно направленными волок­нами (так называемые ламельные). Их основное преи­мущество - низкая объемная плотность (94 кг/м³), что значительно снижает нагрузку на стены и фун­даменты.

Рисунок 5.36 - Система с жестким закреплением утеплителя на стене:

1 - участок стены (бетон, кирпичная или каменная кладка, дерево, металл); 2 - старая наружная отделка (штукатурка и т.п.); 3 -специальный минеральный клеевой состав; 4 -специальный дюбель; 5 - теплоизоляционный материал (минераловатные плиты или плиты из пенополистирола); 6 - специальный клеевой состав, армированный сеткой из стекловолокна; 7 - сетка из стекловолокна; 8 - кварцевая грунтовка; 9 - декоративная штукатурка

Использование пенополистирола имеет ряд ограни­чений, связанных с требованиями пожарной безопас­ности. Разрешается использовать полистирольные пли­ты на фасадах с обрамлением оконных и дверных про­емов и межэтажных рассечек из минераловатных плит. Но даже при смешанном варианте использование пенополистирольных плит, как мы уже писали выше, допускается только после прохождения натурных огне­вых испытаний, после чего для каждой конкретной сис­темы нормируется область применения по этажности и классам функциональной пожарной безопасности зданий. Особенностью пенополистирола является также чрезвычайно низкая паропроницаемость (в зависимос­ти от плотности, в 40-70 раз ниже, чем у минерального волокна). Данный материал фактически является барь­ером на пути движения пара наружу. Если при этом внутри помещения достаточно высокая влажность, то при применении пенополистирола встает вопрос о необхо­димости внутреннего кондиционирования помещения во избежание прогрессирующего отсыревания стен.

Одним из важнейших моментов, определяющих качество всей системы, является подготовка фасада под утепление. Поверхность стены, не имеющая отделочных покрытий, должна быть тщательно промыта водой с по­мощью агрегатов высокого давления и просушена. Ста­рая штукатурка должна быть проверена, неровности и перепады более 1 см должны быть устранены, а трещи­ны зашпаклеваны. Отделочные покрытия должны быть исследованы на совместимость с клеящим составом уте­плителя.

Фиксация утеплителя на стену производится, как правило, комбинированным способом - наклейкой и ме­ханическим креплением. Необходимость наклеивания обусловлена двумя факторами, во-первых, зафикси­ровать плиты перед выполнением механического креп­ления (монтажное крепление); и, во-вторых, исключить возможность движения холодного воздуха под плита­ми, т.к. основное требование к любой теплоизоляционной системе - это ее замкнутость. Часто клей наносят на плиту только по периметру, оставляя в середине так на­зываемую воздушную линзу. Утеплитель наклеивают с перевязками по методу кирпичной кладки. Механическое крепление плит утеплителя к поверх­ности стены осуществляется посредством специальных дюбелей.

Армированный слой.К устройству армированного нижнего слоя штука­турки приступают после отвердения клеящего состава, фиксирующего положение утеплителя, и достижения прочного сцепления его с основанием, но не ранее, чем через 24 часа после наклейки. На утеплитель наносится клеевой состав, в который втапливается арматурная сет­ка. Далее осуществляется механическое крепление утеп­лителя, после чего наносится второй слой раствора. В процессе нанесения следят, чтобы шляпки (головки) дю­белей были скрыты. Оба слоя должны иметь толщину около 5 мм.

В качестве арматурной сетки, чаще всего, приме­няют стеклянную сетку, обработанную специальным щелочестойким составом. Стеклосетка с ячейкой 5x5 мм и массой от 150-200 г/м² (в зависимости от проекта) применяется для защиты утеплителя на большей части поверхности здания.

Специальная панцирная сетка обладает повышен­ной жесткостью, ее масса составляет 300-700 г/м². Она предназначена для армирования поверхностей, подверженных механическим воздействиям. В соответ­ствии с проектом, в качестве армирующего слоя может применяться металлическая сетка облегченного про­филя (массой не более 2,5 кг/ м²). Металлическую сетку целесообразно применять также при армировании углов, цокольной части здания, мест примыкания теп­лоизоляционного слоя к парапетам, карнизам, пиляс­трам и другим конструктивным элементам.

Качество применяемых в системе сеток имеет огром­ное значение. Желательно использовать только прове­ренные материалы известных заводов-изготовителей, имеющих техническое свидетельство и сертификаты со­ответствия. Каждая партия сетки (рулон) должна иметь документ о качестве, удостоверяющий соответствие требованиям проекта или другим норма­тивным документам, с указанием завода-изготовителя, штампа отдела технического контроля и т.д. На армированный слой системы ложится основная нагрузка в процессе эксплуатации здания, поэтому ка­чество сетки, ее устойчивость к щелочной среде, разрыв­ные характеристики определяют долговечность защит­ного слоя системы, его физико-механические свойства. Требования, предъявляемые к стеклосеткам (по ма­териалам стеклянных сеток "Строби" производства ОАО "Тверьстеклопластик"), представлены в таблице 5.1.

Разумеется, качество клеевых составов, имеющих не менее важное значение для долговечности армирующе­го слоя, также должно быть подтверждено результатами лабораторных испытаний на морозостойкость, паропроницаемость и другие физико-механические показатели. Профессиональные клеевые составы должны быть лег­кими, и, как правило, содержать волокна целлюлозы или иные волокна (во избежание появления в армиро­ванном слое микротрещин в результате его высыхания и усадки).

Таблица 5.1-Технические характеристики стеклянных сеток "Строби"

Разумеется, качество клеевых составов, имеющих не менее важное значение для долговечности армирующе­го слоя, также должно быть подтверждено результатами лабораторных испытаний на морозостойкость, паропроницаемость и другие физико-механические показатели. Профессиональные клеевые составы должны быть лег­кими, и, как правило, содержать волокна целлюлозы или иные волокна (во избежание появления в армиро­ванном слое микротрещин в результате его высыхания и усадки).

Отделочное покрытие.После полного окончания работ по устройству теп­лоизоляционного и армированного слоев приступают к устройству защитно-декоративного (отделочного) пок­рытия. В качестве отделочного покрытия может применяться декоративная штукатурка (иногда с последующей окраской) или об­лицовка специальными облицовочными материалами. Устройство отделочного слоя должно стро­го соответствовать технологической карте производст­ва работ.

Очень важно, чтобы нанесение отделочного покры­тия выполнялось при строгом соблюдении температурно-влажностного режима. Так, например, нанесение де­коративных составов возможно только при температуре окружающего воздуха и стены не ниже +5⁰С, а в тече­ние суток после нанесения температура не должна опус­каться ниже 0°С. Недопустимо наносить штукатурку под прямыми солнечными лучами, дождем и при сильном ветре. Необходимо помнить, что декоративные штука­турки высыхают путем испарения содержащейся в них воды, поэтому в холодное время или при высокой влаж­ности срок высыхания увеличивается.

Отделочное покрытие первым воспринимает небла­гоприятные воздействия окружающей среды на систему теплоизоляции: влагу, сильный ветер, морозы и оттепели, городской воздух с большим содержанием химически активных соединений, другие негативные воздействия. От его "выносливости" во многом зависит долговечность системы теплоизоляции. Для того, чтобы фасад надолго сохранял привлекательный внешний вид, отделочное по­крытие должно обладать высокой атмосферной, механи­ческой и биологической стойкостью, морозостойкостью и, что очень важно, обеспечивать необходимое паропропускание. Отделочный слой, как элемент системы утепления, должен быть согласован с нижележащими слоями. Говоря о защитно-декоративном слое, нельзя забы­вать, что в него входит финишный слой, который приз­ван обладать декоративными свойствами.

Немаловажный фактор выбора системы теплоизо­ляции - это предоставляемый поставщиком системы вы­бор фактур декоративных штукатурок, а также обеспе­чение широкой гаммы цветовых решений.

Обычно архитекторам предлагается широкий ассор­тимент декоративных штукатурных масс (от гладких до фактурных) с различной структурой и степенью зернистос­ти. Декоративная штукатурка может быть тонированной в объеме (в этом случае не требуется окраски поверхнос­ти фасада), белая штукатурка окрашивается специаль­ными паропроницаемыми красками. Функция красок не ограничивается приданием фасаду необходимого цветового решения, они должны также продлевать срок службы фасада, сохраняя его свежесть и чистоту.

Главные требования, предъявляемые к фасадным краскам, применяемым в подобных системах, гидрофобность, высокая папроницаемость, устойчивость к растрес­киванию и шелушению. До недавнего времени отделочные покрытия, как и другие элементы систем утепления импортировались пре­имущественно из Германии, США, скандинавских стран. В настоящее время хорошо зарекомендовали себя вы­сококачественные клеевые, штукатурные и отделочные материалы российских предприятий.

Доборные элементы.Как правило, несущее основание, на которое уста­навливается система утепления, представляет собой по­верхность с множеством внутренних и внешних углов, оконных и дверных проемов, а также ряд других деталей, усложняющих конструкцию системы. Кроме того, места стыковки несущего основания с крышей и цоко­лем, наличие деформационных швов на несущем осно­вании, примыкания соседних зданий также требуют спе­циального исполнения.

При проектировании системы утепления для кон­кретного объекта необходимо предусмотреть и выбрать технически правильное решение всех узлов, соедине­ний и стыковки системы с выше перечисленными элемен­тами. Основная сложность поиска решения состоит в том, что соединяемые материалы (штукатурка, дерево, алюминий, ПВХ-профиль) имеют различные коэффици­енты термического расширения, а потому по-разному реагируют на изменение температуры. Кроме того, оконные и дверные рамы подвергаются постоянной вибра­ции при открытии и закрытии створок, поэтому качест­венное исполнение системы утепления не возможно без применения специальных профилей. Пренебрежение или "экономия" на необходимых материалах сказывается очень скоро, ведь в образую­щиеся трещины попадает влага. При замерзании тре­щины увеличиваются, что в конечном итоге ведет к раз­рушению системы.

Для безпроблемного исполнения системы утепле­ния разработаны следующие доборные элементы: про­филь примыкания к оконным и дверным рамам, цоколь­ный профиль, профиль деформационного шва, угловой профиль, профили примыкания к крышам, профиль гашения повышенной вибрации.

Требования, предъявляемые к системам наружной теплоизоляции с жестким закреплением утеплителя на стене.По сравнению с западными странами в России при­менение систем наружной теплоизоляции началось сравнительно недавно, разработка нормативной базы по эти системам еще только ведется. В таблице 5.2 отражены общие требования к мате­риалам и компонентам систем наружной теплоизоляции TEX-COLOR.

Сведения, аналогичные приведенным в таб­лице, могут и должны быть представлены потребителю каждым солидным разработчиком системы. Кроме того, каждая фирма, которая продвигает на российский ры­нок системы утепления, должна предоставлять своим клиентам необходимые нормативные документы, сертификаты, а также дополнительные сведения по расходу материалов и компонентов, их огнестойкости, паропроницаемости, весу системы (особенно для зданий повы­шенной этажности) и, разумеется, техническое свиде­тельство о пригодности для применения на территории России.

В процессе эксплуатации система "мокрого" типа мо­жет подвергаться различным климатическим и механичес­ким воздействиям как природного, так и искусственного происхождения, в результате чего может быть нарушена целостность системы.

Таблица 5.2 - Системные требования, предъявляемые к системам наружной теплоизоляции (по материалам TEX-COLOR)

При выборе системы теплоизоляции необходимо руководствоваться следующими критериями:

1. Наличие успешно смонтированных и эксплуатируемых систем теплоизоляции на зданиях аналогичного класса;

2. Комплектность системы с учетом правильно указанных расходов материалов на единицу площади;

3. Наличие технической документации на систему, альбома технических решении по примыканиям системы к элементам фасада, детальных инструкций по монтажу;

4. Цены в расчете на один квадратный метр поверхности фасада, с учетом полной комплектации системы;

5. Сроки и условия поставок материалов, входящих в ком­плект системы (график поставок);

6. Собственный вес предлагаемой системы (этот пункт особенно важен для зданий повышенной этажности);

7. Предоставление поставщиком широкого выбора отде­лочных покрытий:

8. Инжиниринговое обслуживание (обучение, шеф-мон­таж, тех-нический надзор);

9. Выдача гарантий на систему не менее 5-10 лет.

5.3.4 Системы с подвижными эле­ментами крепления утеплителя

Системы с подвижными элементами крепления утеплителя появились и особенно широко применяются в скандинавских странах, откуда они и пришли в Россию. Данные системы отличаются способом прикрепления теп­лоизоляционных плит к несущему основанию. Плиты необходимой толщины крепятся к утепляемой стене ис­ключительно механическим путем (без применения клея) с помощью специальных шарнирных крепежных элементов, что позволяет всей системе в широких пределах свободно перемещаться вдоль утепляемой стены (рис. 5.37).

Такой способ крепления, во-первых, исключает пе­редачу осадочных деформаций на отделочный штука­турный слой.

Во-вторых, действие темпера-турных и вет­ровых нагрузок на поверхность штукатурки не передает­ся на несущие элементы здания.

Рисунок 5.37 - Схема крепления подвижных

кронштейнов (система "Термофасад"):

1 - стена (основание); 2 - плита утеплителя; 3 - сетка; 4 - штукатурка; 5 - дюбель; 6 - кронштейн (с маятником); 7 - шпилька

Поэтому в штукатурном слое не возникают напряжения, приводящие к разрушению и появлению заметных трещин на фа­саде строения.

В качестве утеплителя, как правило, используют минераловатные или стекловатные плиты). В качестве армирующей применяется стальная гладкая оцинкованная сетка. Крепежные элементы выполняют из нержавеющей стали, они крепятся к стене с помощью дюбелей из полиамида. Штукатурное покрытие состоит из трех слоев. Пер­вый слой – набрызгивается, наносится на штукатурную сетку и создает основание для второго слоя. Второй слой - вы­равнивает неровности основания. И, наконец, третий слой - финишный, определяет внешний вид поверхности или создает при необходимости основу для последующей окраски. Для финишного слоя применяются различные шту­катурные покрытия. Они являются частью системы наружной теплоизоляции, и поэтому их характеристики должны быть совместимы со свойствами других элементов системы. Толщина защитно-декоративных слоев штукатурки составляет 20-30 мм. Системы с подвижными элементами крепления уте­плителя отличает отсутствие жестких требований к ка­честву поверхности стены (допустимы геометрические отклонения, шероховатость, локальные повреждения и т.п.). Это является важным моментом при реконструк­ции зданий. Однако при выполнении работ по установ­ке этой системы требуется высочайшая тщательность, а также наличие специальных навыков и опыта у рабочих. Поэтому при заключении договора со строительной ор­ганизацией на монтаж системы с подвижными элемента­ми крепления утеплителя необходимо удостовериться, что у фирмы накоплен опыт установки подобных сис­тем.

Для компенсации деформации штукатурных слоев от колебаний температуры и влажности в системе необ­ходимо предусмотреть устройство деформационных швов. Их следует располагать в углах зданий, вокруг окон и дверей, а также в местах деформационного шва наружных стен зданий.

5.3.5 Теплоизоляция "мостиков холода"

Изоляции "мостиков холода" долгое время не уделя­лось должного внимания, хотя эта проблема заслуживает самого пристального внимания, как проектировщиков, так и строителей.

"Мостики холода" представляют собой ограниченные по объему части строительных элементов, через которые осуществляется повышенная теплоотдача. Примером то­му являются строительные элементы из бетона в кирпич­ной или блочной кладке, например, несущие перекры­тия, оконные и дверные перемычки, опоры повышенной жесткости, выступы, подвальные цо­коли и т. д. При этом возникновение "мостиков холода" может быть обусловлено особенностями конструкции или использованными материалами.

В области соединения различных элементов неко­торых строительных конструкций внешняя изотерми­ческая поверхность по площади может быть в несколько раз больше внутренней термопоглощающей. Поэтому через эти строительные элементы на единицу площади плиты проходит больше теплоты, нежели через другие ограждающие конструкции здания Подобное называют геометрически обусловленными "мостиками холода".

Очень часто в строительной практике наслаиваются геометрические, конструкционные и материальные "мос­тики холода", что существенно повышает риск повреж­дения здания.

Повышенная теплоотдача через "мостики холода" приводит к ряду негативных последствий:

• возрастает потребление энергии для отопления здания;

• на боковой поверхности строительных элементов поверх­ностные температуры становятся ниже, что может при­вести к образованию конденсата, накоплению влаги с последующим неизбежным появлением плесневого грибка. Устранение "мостиков холода" необходимо не только по причинам энергетическим, но и по санитарно-гигиени­ческим. В последнем случае речь идет о здоровье людей. К тому же решение данной проблемы создает пред­посылки для долгосрочного сохранения и функциональ­ной надежности строений. Геометрически обусловленные "мостики холода" встречаются там, где внутренняя теплопогло­щающая поверхность меньше внешней изотермичес­кой поверхности. Как следствие - более низкая темпера­тура внутренней поверхности в этом месте, чем у сосед­них строительных элементов. Такие "мостики холода" ха­рактеризуются двух- или трехмерным потоком теплоты и чаще встречаются на углах здания, аттиках плоских крыш, выступающих балконах, навесах и эркерах.

"Мостики холода", обусловленные конструкцией и материалом, возникают в тех случаях, когда материалы с низкой теплопроводностью наружных стро­ительных элементов комбинируются с материалами, обладающими высокой теплопроводностью.

В условиях ужесточающихся требований к тепло­защите, отдельные "мостики холода" оказывают боль­шое влияние на теплотехнические параметры фасада здания. Так, в зависимости от уровня теплоизоляции и особенностей конструкции соединяющих деталей из-за "мостиков холода" может быть потеряно до половины всего количества теплоты.

При расчете необходимого энергопотребления воз­действие "мостиков холода" определяется с помощью корректирующих коэффициентов и учитывается при выборе размеров и мощности отопительных установок. При проектировании и возведении зданий необходимо помнить о всех "мостиках холода" и их воздействии, ко­торое можно устранить с помощью соответствующих конструкционных мер, например, направленной теплои­золяции. Визуально "мостики холода" обычно не определя­ются на фасаде здания. Только термографические исследования показывают теплотехнические дефекты.