При эксплуатации жилого дома большая часть тепла (измеряемая в килокалориях) теряется через ограждающие конструкции— стены, крышу, окна. Поэтому современные системы утепления проектов домов предусматривают создание комплексной тепловой оболочки, передвигающей зону положительных температур в несущие конструкции по всей поверхности дома, включая и теплоизоляцию контактирующего с грунтом фундамента. Такое решение исключает появление мостиков холода, повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, отрицательно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций.

Теплоизоляция зданий и сооружений преследует несколько целей: повышение уровня комфортности, тепло- и звукоизоляции, экономию топливных ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов.

Высокую энергоэффективность жилища можно обеспечить за счет оптимизации   архитектурных форм проектов домов и расположения здания с учетом розы ветров, максимального использования солнечной энергии, повышения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и окон, снижения теплопотерь при воздухообмене за счет создания высокой герметизации объекта, установки приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла и очисткой входящего воздуха, использования нетрадиционных источников энергии. Перечисленные мероприятия можно разделить на пассивную теплозащиту, суть которой сводится к созданию «броневого» термощита,  и активную составляющую, за которой стоят системы умного дома в самых разных  проявлениях.

Реализация таких проектов коттеджей требует увеличения капитальных затрат на строительство, однако вложения окупаются за счет экономии энергии, снижения эксплуатационных затрат и обеспечения комфортных условий проживания, достигаемых за счет автоматического поддержания определенной температуры, относительной влажности, чистоты воздуха и других параметров.

Перечислим реальные рычаги экономии энергии:

- повышение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций;

- остекление лоджий (приточный воздух механической вентиляцией забирается из застекленных пространств, где подогревается солнцем);

- эффективная герметизация трещин, швов, заполнение пустот;

- использование солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления;

- применение электрооборудования с низким потреблением энергии;

-    использование тепловых насосов;

- устройство напольного водяного низкотемпературного отопления;

- применение водоразборного оборудования с экономным расходом воды;

- применение приборов учета и контроля потребления тепловой энергии для домов, подключенных к централизованным системам теплоснабжения;

- создание управляемых светопрозрачных конструкций, контролирующих микроклимат в помещении.

Каждое из этих направлений очень важное и может принести от нескольких процентов до десятков энергетической экономии, разумеется, при употреблении их в комплексе. Однако сейчас  мы последовательно рассмотрим только  варианты изоляции тепловых «транжир» — ограждающих поверхностей наружных стен и скатной крыши.

УТЕПЛЕНИЕ СТЕН

Общеизвестно, что при эксплуатации проекта загородного дома больше всего тепла (до 40 %) теряется через стены. Их утепление позволяет существенно повысить энергоэффективность наших домов. Для теплоизоляции стен наиболее эффективными и долговечными признаны системы штукатурных  фасадов и вентилируемых навесных.

Штукатурный фасад

 Это комплексная строительная система, напоминающая слоеный пирог. На несущую стену снаружи последовательно наносят и скрепляют между собой слои: теплоизоляционный (его толщину определяют теплотехническим расчетом); базовый армирующий, служащий для закрепления защитно-декоративного слоя на поверхности утеплителя и, наконец, защитно-декоративный, предохраняющий от неблагоприятных внешних воздействий и создающий привлекательный вид фасада. Вариантов штукатурного утепления довольно много. В качестве очень удачного инженерного решения можно привести в пример систему «КНАУФ — Теплая Стена».

При выборе штукатурного способа термоизоляции используют плитные утеплители. Их основными свойствами являются сохраняющиеся на весь период эксплуатации высокие тепло- и звукоизолирующие показатели в сочетании с негорючестью, устойчивостью к температурным деформациям, химической и биологической стойкостью, экологичностью и легкостью монтажа.

Например, компания ROCKWOOL рекомендует для устройства штукатурных фасадов несколько видов устойчивых к деформациям гидрофобизированных негорючих жестких теплоизоляционных плит — «Фасад Баттс», «Фасад Баттс Д», «Фасад Ламелла» и «Пластер Баттс». Плиты «Фасад Баттс» средней плотности (около 145 кг/м³⁾, с размерами 1 200 ´ 500 ´ (40–200) мм характеризуются водопоглощением по объему не более 1 % и прочностью на сжатие при 10 %-ной деформации не менее 45 кПа. «Фасад Баттс Д» имеют комбинированную двухслойную структуру и состоят из плотного верхнего (наружного) и более легкого нижнего (внутреннего) слоев. Концепция двойной плотности позволяет снизить массу плиты, улучшить теплоизоляционные свойства фасадной системы, сократить сроки монтажа. Слоистая конструкция фасада, выполненная штукатурным способом, предъявляет повышенные требования ко всем компонентам. Именно поэтому компания стала предлагать системное решение — Rockfacade. В систему входят все необходимые компоненты: различные штукатурки, крепежные элементы, армирующие сетки и т. д.

Для повышения теплозащиты наружных стен штукатурным способом используют также плиты из экструдированного пенополистирола, например  производства компании  «УРСА ЕВРАЗИЯ». Экструдированный пенополистирол характеризуется очень малым водопоглощением, высокой прочностью на сжатие, низкими показателями плотности (30–45 кг/м³)  и расчетной теплопроводности (λ(Б) — 0,030–0,032 Вт/м ∙ ºC). Этот материал морозостоек, химически устойчив и не подвержен гниению. По противопожарным нормам при использовании пенополистирольного утеплителя в системах утепления вокруг оконных, дверных и балконных проемов устраивают противопожарные рассечки и обрамления из негорючих минераловатных плит. Отдельные материалы, например утеплитель KNAUF Therm Façade, имеют продольные пазы на тыльной стороне поверхности плиты для усиления сцепления с клеевым слоем, а также пазы на лицевой стороне для упрочнения связи с наружным защитным слоем. Соединение плит типа «шип-паз» исключает образование мостиков холода.

Вентилируемый фасад

Повышение энергоэффективности проекта дома с помощью вентилируемого фасада привлекает еще и тем, что при таком способе отсутствуют мокрые процессы и устройство его можно производить в любое время года. Типичная конструкция вентилируемого фасада включает в себя несущую стену, закрепленный на ней анкерами утеплитель, воздушную прослойку шириной около 50 мм, направляющие, закрепленные на стене через специальные кронштейны, и защитно-декоративный слой, установленный на направляющих. Использование в вентилируемых фасадах горючих материалов запрещено. Кроме того, теплоизоляционный слой должен быть гидрофобизирован и не давать усадки при закреплении дюбелями. Очень важно, чтобы в толще утеплителя не возникало движения воздуха в параллельной плоскости фасада, что снижает теплоизоляционные показатели материала. Поэтому он должен обладать низкой продуваемостью, которая связана внутренней структурой. Всем вышеперечисленным требованиям отвечают плиты «Венти Баттс» и «Венти Баттс Д» компании ROCKWOOL. Плиты «Венти Баттс Д» комбинированной двухслойной структуры и состоят из жесткого верхнего (наружного) и более легкого нижнего (внутреннего) слоев. Из-за этого изделия меньше весят, удобны при монтаже и применяются для изоляции в один слой. В отличие от двухслойного способа здесь нет необходимости крепить нижний слой плит. При сооружении домов компания «УРСА ЕВРАЗИЯ» предлагает использовать плиты из стеклянного штапельного волокна «URSA Glasswool Фасад» (наружный слой) и URSA Glasswool П-30 (внутренний слой при двухслойном утеплении). Первый специально предназначен для применения в системах утепления с вентилируемым воздушным зазором. Материал оклеен (каширован) черным стеклохолстом повышенной плотности, благодаря чему не требует установки дополнительной ветрозащиты. Имеет отличные тепло- и звукоизоляционные характеристики, а также высокую формостабильность.

Третий путь

Утеплять стены можно не только за счет дополнительных теплоизолирующих материалов, но и благодаря применению стеновых (несущих) материалов повышенного термосопротивления.

К ним относятся блоки марки YTONG из газобетона автоклавного твердения. Технология производства газобетонных блоков YTONG  позволяет максимально эффективно объединить высокую прочность, низкую теплопроводность и высокую паропроницаемость в одном материале. Газобетонные блоки YTONG при плотности D400 и D500 имеют класс прочности B2,5 и B3,5  и расчетную теплопроводность  λ_(Б)  =0,11 Вт/м ∙ ºC    и  0,132 Вт/м ∙Cº соответственно. На практике это дает нам  несущую стену  толщиной 375 мм, с сопротивлением теплопередаче R=3.6 м² ∙ ºС/Вт и массой, в три-четыре раза меньшей, чем  кирпичная стена такой же толщины. Разумеется, это позволяет снизить затраты на устройство фундамента и возведение стен. Благодаря высокой паропроницаемости газобетона внутри помещения устанавливается благоприятный микроклимат за счет естественной регуляции влажности.

 Газобетонные блоки обладают еще одним весомым преимуществом перед традиционными системами утепления: долговечность и срок службы. Газобетон YTONG при нормальной эксплуатации способен служить и сохранять свои свойства более ста лет. Первые дома из газобетона YTONG начали массово строиться в Европе в 30-х годах прошлого века и сохранились до сих пор, что позволяет нам на живом примере оценить долговечность  и эксплутационные характеристики газобетона после 70 лет эксплуатации.  

Проекты коттеджей применяют для повышения теплозащитных свойств стен также повышают поризованные крупноразмерные многопустотные керамические блоки и камни, размеры которых могут в несколько раз превосходить одинарный кирпич. Средняя плотность их менее 1 000 кг/м³, прочность 10–15 МПа. Крупноформатный поризованный камень 14,5NF марки М100, размером 510 х 253 х 219 мм замещает до 15 стандартных кирпичей при массе всего 23 кг и теплопроводности 0,18 Вт/м · ºС. Последняя цифра означает, что при сооружении стены из таких блоков (после оштукатуривания или облицовки вполкирпича) будет достигнут соответствующий нормативным документам уровень теплозащиты. И дополнительное утепление специальными теплоизоляционными материалами не потребуется. Крупноформатный сверхпоризованный камень 10,8NF марки М50 размером 380 х 253 х 219 мм и массой 14 кг еще эффективнее — его теплопроводность составляет 0,154 Вт/м · ºС.

УТЕПЛЕНИЕ СКАТНОЙ КРЫШИ

Кровельный пирог — многослойная конструкция, состоящая из кровельного покрытия, утеплителя и разнообразных подкровельных пленок. Каждый слой имеет свое назначение и взаимосвязан с остальными. Если хотя бы один слой окажется плохого качества или будет плохо уложен, пострадает вся конструкция дома.

Несущим скелетом кровельного пирога является стропильная система. Пространство между стропилами плотно, враспор заполняют утеплителем. Под ним размещают пароизоляционную пленку. Пароизоляция защищает утеплитель снизу от проникновения водяных паров, поднимающихся к кровле, сверху от наружной влаги его защищает слой гидроизоляции. Если гидроизоляционный материал является паронепроницаемым, он обязательно должен отстоять от утеплителя на некотором расстоянии и не касаться его. Если же пропускает водяные пары, его можно укладывать поверх утеплителя без зазора. Образовавшиеся зазоры, находящиеся между утеплителем и гидроизоляционным ковром (нижний просвет) и гидроизоляционным ковром и кровельным покрытием (верхний), являются частью вентиляционной системы кровли. По верхнему зазору удаляется атмосферная влага и конденсат, по нижнему — влага в виде паров воды, проникающая в утеплитель из внутренних помещений.

(В этом номере журнала публикуется  статья, всесторонне  рассматривающая проблему использования пароизолирующих пленок.)

Таким образом, в теплой скатной кровле при использовании гидро- и пароизоляционных материалов решаются две задачи. Во-первых, защита утеплителя от влаги, резко ухудшающей его теплоизолирующие свойства, и, во-вторых, создание вентиляционных зазоров, обеспечивающих вывод из утеплителя влаги в виде водяного пара. Кровельные вентиляторы (Vilpe, House Line Vent) изготавливают разных форм и размеров из цветного высокопрочного ПВХ, стойкого к воздействию УФ-излучения.

Утеплитель скатной крыши должен обладать низкой теплопроводностью, высокой паропроницаемостью, быть негорючим, экологичным и легким в применении. Этим требованиям в большей степени отвечают три вида материалов: плиты и маты на основе минерального и стеклянного волокна, а также пенополистирольные плиты.

Плиты «Лайт Баттс» компании ROCKWOOL отвечают всем перечисленным требованиям и обладают рядом дополнительных достоинств (например, сохраняют геометрические размеры на протяжении срока службы, что делает их весьма популярными как среди строителей, так и среди застройщиков.

Также специальным продуктом для утепления скатных крыш обладает и компания «УРСА ЕВРАЗИЯ» — маты «URSA Glasswool Скатная Крыша». Этот материал специально предназначен для применения в качестве межстропильной теплоизоляции в конструкциях скатных крыш. Кроме того, он обладает отличными шумоизоляционными свойствами. Толщина мата (150 мм) позволяет устанавливать теплоизоляцию между стропилами в один слой. При размерах 1 200 ´ 4 200 мм его можно нарезать как вдоль, так и поперек, не оставляя отходов. Это особенно важно при устройстве теплоизоляции в конструкциях крыш с нестандартным шагом стропил. Особая структура, полученная по технологии URSA Spannfilz, придает материалу повышенную упругость и гарантирует стабильное положение в конструкции на весь срок службы.

Летом 2009 года на строительном рынке Европы появился  теплоизоляционный материал, разработанный на основе технологии ECOSE^®_, — новое слово в развитии мировой индустрии в этой области. Теплоизоляционный материал «Экос», который удалось создать специалистам KNAUF Insulation, — уникальный безопасный и натуральный материал с высокими теплозащитными качествами. (Наш журнал писал о его европейской премьере в отчете с парижской выставки BATIMAT 2009.) Технология заключается в том, что при изготовлении этого вида минераловатного утеплителя применяются в том числе и натуральные связующие — до сих пор этого не удавалось сделать ни одному другому производителю. Утеплитель рулонный, изготовленный по ECOSE^® technology, в значительной степени отличается от традиционных теплоизоляционных материалов. Он имеет натуральный цвет, так как  в него не добавлены искусственные красители и отбеливатели. Высокие теплосберегающие свойства материала доказаны многочисленными исследованиями, а отсутствие в нем фенолформальдегидных и акриловых смол позволяет с уверенностью называть его безопасной теплоизоляцией.