Тепло-, гидроизоляция крыши
При устройстве под крышей мансардного помещения ограждающие конструкции отапливаемой мансарды, в том числе и крыша, должны быть утеплены с целью сохранения тепла в помещении. В этом случае кровля является защитой здания от атмосферных воздействий, поэтому весь объем чердака утепляется и он используется как обычные жилые помещения. Если же чердачные помещения не используются как жилые, то они и не требуют для эксплуатации в зимнее время создания в них положительных температур. В домах с холодными чердачными крышами утепляется только чердачное перекрытие являющееся полом чердака и потолком жилых помещений. Если чердак или мансарда используются в качестве жилых (или рабочих) помещений, то по скатам крыши прокладывается теплоизоляционный материал. Дома с плоскими крышами, не имеющие чердаков, или имеющие скатные крыши, где жилые или служебные помещения расположены непосредственно под крышей (так называемые совмещенные покрытия), обязательно имеют теплоизолированные крыши, чтобы не допустить слишком больших теплопотерь, т. к. через потолки помещение может терять до 50% тепла. При установке изоляции следует придерживаться основного правила: теплоизоляторы устанавливаются на любой поверхности, отделяющей жилые помещения от необогреваемых комнат и внешнего пространства. Следует также использовать изоляцию для предотвращения перегрева тех помещений, которые находятся летом под прямым воздействием солнечных лучей.
Теплоизоляция крыши широко используемая в жилых домах, осуществляется следующими способами. «Невентилируемая (теплая) крыша»: крыша покрывается плитами ППС (пенополистирола) толщиной около 70 мм, на поверхность которого укладывается водостойкий битумный слой. «Вентилируемая (холодная) крыша»: плиты ППС устанавливаются на тыльную сторону крыши, при этом оставляется вентилируемая полость, предотвращающая конденсацию водяных паров.
Благодаря такой теплоизоляции из чердачного помещения можно сделать отличную жилую комнату. Теплоизоляция двухскатной крыши при сравнительно небольших расходах приносит большую пользу. Для этого необходимо вмонтировать в промежутки между стропилами один или несколько слоев пенополистирольных плит общей толщиной, равной толщине стропил.
Чердачное перекрытие (чердачные полы) утепляются изнутри чердака. В качестве утеплителя как уже было сказано используют в большинстве случаев пенополистирольные плиты или плиты, маты на основе стекловолокнистых материалов (изовер, роквул и т. п.). Наиболее удобны в работе минераловатные плиты прямоугольной или клиновидной формы, которые легко укладываются и плотно состыкуются между собой. Крепятся плиты различными способами: при помощи гвоздей или шурупов, посредством мастики или клея, за счет силы трения (враспор), а плиты небольшой толщины могут укладываться на планки, прибитые к внутренним сторонам стропильных ног (черепные бруски).
В соответствии с ГОСТ-16381-77 теплоизоляционные материалы классифицируются по следующим основным признакам: форма и внешний вид; структура; вид исходного сырья; средняя плотность; жесткость; теплопроводность; горючесть.
В отличие от ряда других строительных материалов марка теплоизоляционного материала устанавливается не по показателю прочности, а по величине средней плотности, которая выражается в кг/м3 (р). По этому показателю теплоизоляционные материалы имеют следующие марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500. Марка теплоизоляционного материала представляет собой верхний предел его средней плотности. (Так, изделия марки 100 могут иметь р=75-100 кг/м3). За последние годы в нашей стране отмечается резкое ужесточение требований к теплотехническим характеристикам ограждений и это не случайно.
Минимальная толщина теплоизоляционного материала составляет 25 мм. Для основательного утепления помещения лучше использовать материалы толщиной 100 мм. Толщина слоя утеплителя определяется теплотехническим расчетом и зависит в основном от таких факторов, как:
– климатические параметры в районе строительства;
– требуемая температура внутри помещения;
– сопротивление теплопередачи материала для утепления.
Так как теплотехнические достаточно сложны, громоздки и трудоемки, приведем пример ориентировочного упрощенного расчета требуемой толщины утеплителя крыши жилой мансарды в условиях города Саратова.
По СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» определяет климатические параметры: продолжительность отопительного периода 196 суток, средняя температура отопительного периода – 4,3 градуса. Требуемая температура внутри жилого помещения +20 градусов.
Находим градусосутки отопительного периода: (20+4,3 градуса) х 196 сут = гр. сут. По СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» находит требуемое сопротивление теплопередаче покрытия (крыши) по таблице 4 (при Д = 4763 гр. сут): R = 4,5 кв. м гр/Вт. В качестве утеплителя примем маты стекловатные типа «изовер» с расчетным коэффициентом теплопроводности L = 0,043 Вт/м. град. Так как в тепловой защите мансарды создается преимущественно за счет утеплителя и пренебрегая в запас работой прочих элементов покрытия (крыши) над мансардой вследствие их незначительности, определим упрощенно ориентировочную требуемую толщину слоя утеплителя: S = R х L = 4, 5 кв. м х гр/Вт х 0, 043 Вт/м х гр = 0, 194 м = 19,4 см.
Таким образом, требуемая толщина, утеплителя из матов «изовер» составляет около 20 см.
Утеплитель хорошо справляется со своей задачей сохранять тепло в помещении, не допуская его чрезмерной утечки, до тех пор, пока он остается сухим. Но сохранить его сухим без специальных мероприятий невозможно. Уже к середине первой зимы утеплитель будет настолько мокрым, что его теплозащитные свойства снизятся на порядок. Почему это произойдет?
Дело в том, что теплый воздух внутри помещения содержит определенное количество воды в виде пара, растворенного в воздухе. Проникая в толщу утеплителя, воздух достигает холодной зоны утеплителя и там происходит конденсация влаги из воздуха, утеплитель намокает. Кроме того, пар конденсируется на холодной поверхности деревянных элементов крыши, вызывая их увлажнение, а затем гниение. Конденсируясь на нижней поверхности кровли, влага капает на нижележащие элементы крыши (обрешетку, прогоны, стропила, утеплитель и т. д.) и увлажняет их. В результате образуется плесень, грибок, происходит гниение деревянных конструкций и коррозия (ржавление) металлических конструкций, особенно тонколистовой стальной кровли, приводя к преждевременному разрушению указанных конструкций и резкому сокращению срока их службы. Увлажнение утеплителя всего лишь на 5% приводит к увеличению его теплопроводности на 15%.
Чтобы не допустить таких явлений, необходимо защитить конструкции крыши от увлажнения.
Прежде всего необходимо под утеплителем со стороны отапливаемого помещения (см. рис. 1) укладывать пароизоляционный слой, который будет препятствовать проникновению пара из отапливаемого помещения к конструкциям крыши. Пароизоляция обеспечивается несколькими путями, во-первых, зазором между кровельным покрытием и теплоизоляционным слоем, а во-вторых, наличием особого пароизоляционного слоя (полиэтиленовой пленки или фольги). Некоторые теплоизоляционные материалы в готовом виде на внутренней поверхности имеют основание из фольги, специально предназначенное для обеспечения пароизоляции крыши. Слишком большая разница в температуре снаружи здания и внутри него без наличия слоя пароизоляции и вентиляционных отверстий в кровле может привести к образованию сырости в кровельном ковре и под ним. Последствия этого очень неприятны: загнивание несущей конструкции, выпадение росы в теплоизоляционном слое, подтеки на потолке и т. п., то есть преждевременное разрушение здания.
Наибольшим сопротивлением паропроницанию обладает полиэтиленовая пленка и может служить надежной защитой конструкций от увлажнения. Специальные пароизоляционные пленки обычно изготовляют трехслойными: средний слой из полипропиленовой сетки и два внешних слоя из полиэтилена. Полипропиленовый слой является армирующим и обеспечивает необходимую прочность на разрыв.
Для надежной пароизоляции пленка укладывается с достаточным нахлестом и проклейкой на стыках. Но достичь 100% пароизоляции все же не удается. Частично пар проникает через пароизоляционную пленку. Чтобы удалить проникший пар, предусматривают зазор между кровлей и утеплителем для вентиляций и высушивание утеплителя. Этот зазор сообщается с внешних воздухом у карниза внизу и у конька вверху. За счет перепада высот от карниза к коньку возникает движение воздуха по подкровельному зазору от карниза к коньку. При большом уклоне и длинном скате поток воздуха может достигать такой большой скорости, что удаляет не только влагу с поверхности утеплителя, но и частички утеплителя, особенно стекловатного. Кроме того, поток воздух может уносить с собой в атмосферу 15–20% тепла, охлаждая утеплитель.
Для ограничения, указанных отрицательных явлений вентилируемо кровли, под кровлей предусматривается специальная ветрозащитная пленка. Ветрозащитная пленка должна отвечать следующим требованиям. Во-первых, она должна быть непродуваемой, чтобы не допустить срыва с поверхности утеплителя отдельных волокн уноса тепла. Во-вторых, пленка должна пропускать пар, проникший в утеплитель. В-третьих, пленка не должна пропускать воду, проникшую через дефекты кровли или образовавшуюся от конденсации на нижней поверхности кровли проникшего пара, который не удалось убрать при помощи вентиляции.
Ветрозащитные пленки обеспечивают паропроницаемость в большинстве случаев за счет микроперфорации. Они укладываются с зазором со стороны утеплителя около 20 мм для вентиляции утеплителя. Их нельзя укладывать на поверхность утеплителя, так как их паропроницаемость недостаточна для эффективного удаления паров воды из утеплителя.
Но в последнее время появились принципиально новые ветрозащитные пленки (производства концерна Дюпон) с паропроницаемостью свыше 300–350 граммов воды на 1 кв. м в сутки. Такую пленку можно укладывать непосредственно на поверхность утеплителя. Эта пленка имеет пористую структуру, отлично пропускает пар, но непроницаем для воды и воздуха. Марка пленки Tyvek (Тувек). Она представляет собой легкое нетканое полотно белого цвета, имеет вес 60 г/кв. м и более. Крепится к деревянным конструкциям с помощью гвоздей, степлера, монтажной ленты и мастики, т. е. не требует для монтажа специального оборудования.
Усилить эффект пароизоляции, гидроизоляции и теплоизоляции поможет вентиляция кровли. В устройстве кровли должны быть предусмотрены следующие виды вентиляции:
– вентиляция пространства между покрытием и гидроизоляцией, охватывающая все плоскости, независимо от степени сложности крыши;
– вентиляция пространства между утеплителем и гидроизоляцией, исключающая наличие «застойных» зон;
– вентиляция подкровельного пространства, являющаяся частью системы вентиляции дома.
При устройстве вентиляции необходимо помнить:
– пар стремится вверх;
– вода стремится вниз.
Следовательно:
– при монтаже пароизоляции помимо технологии укладки полотен кровельных материалов друг на друга, на стены и элементы конструкции; места стыков необходимо проклеивать специальной лентой;
– при отсутствии вентиляции внутреннего пространства дома даже проклеивание специальной лентой полностью не предотвращает попадание влаги в утеплитель при высоком давлении пара. Например, при пропускной способности пароизоляции 1 грамм на 1 м2 поверхности в сутки, за 100 дней через 100 м2 пароизоляции, находящейся под воздействием давления пара, вверх в виде пара проникнет ведро воды;
– стены не должны пропускать воздух и влагу, так как задержавшаяся во внешних слоях стены влага может привести к расслоениям при замерзании;
– пароизоляция должна быть смонтирована как можно ближе к внутреннему пространству дома.
Прежде чем приступать к проведению изоляционных работ, необходимо выполнить некоторые профилактические мероприятия. А именно необходимо тщательно осмотреть несущие конструкции крыши на предмет выявления гнили, плесени, мха, паразитов и отсыревших балок. Если таковые обнаружены, то прежде чем приступать к теплоизоляции, необходимо отремонтировать стропильный каркас, привести его в надлежащий вид. Если вы это не сделаете заранее, то впоследствии при признаках разрушения и протекания крыши, вам придется разбирать недавно уложенные пароизоляционный и теплоизоляционный слои. Кроме того, необходимо также проверить не повреждены ли электрические провода, проложенные на чердаке.
Рассмотрим основные варианты утеплении плоской крыши. Первый вариант – это утепление крыши снаружи. Для этого используются жесткие теплоизоляционные плиты. На рисунке 38 показаны основные элементы данной теплоизоляции. 2 – это несущая конструкция, поверх брусьев которой укладывается сплошное основание из панелей 3. Основание из панелей служит опорой для теплоизоляционных плит 5. Чтобы плиты были надежно зафиксированы и плотно прижаты, их придавливают тротуарными плитками 6 или галькой.
(Рис. 38) Утепление крыши снаружи.
Так как процедура устройства теплоизоляции может повредить конструкцию кровли, то осуществлять ее следует с осторожностью. Необходимо помнить, что очень велика опасность того, что несущая конструкция не выдержит вес кровельных материалов, а само кровельное покрытие даст течь.
Внутренне утепление плоской крыши является наиболее оптимальным решением вопроса теплоизоляции. Процесс устройства данного вида теплоизоляции не труден, главное в нем все заранее продумать и рассчитать. Особенно это касается вопроса размещения осветительных приборов.
В качестве основных материалов вам потребуются огнестойкие пенополистирольные плиты толщиной 25 мм.
Для устройства теплоизоляции вам потребуется привинтить к потолку через каждые 40 см планки 4 из мягкой древесины. Первая планка крепится вдоль любой стены, расположенной перпендикулярно брусьям несущей конструкции 2, вторая планка – вдоль противоположной стены. Пенополистирольная плита 5 клеится встык к первой планке (на специальный клей или мастику). Затем крепится следующая планка и клеится вторая теплоизоляционная плита. Путем чередования планок и плит утепляется весь потолок. После полной укладки теплоизоляционных плит к ним крепится полиэтиленовая пленка 6. Для придания внутреннему виду чердачного помещения аккуратности, к планкам 4 крепятся декоративные панели 7. В качестве крепежных деталей используются оцинкованные гвозди.
(Рис. 39) Внутренне утепление плоской крыши.
Утепление пола чердака не требует одновременного утепления скатов крыши. Так как само чердачное помещение не утеплено, хоть и ограждено скатами крыши, оно как бы выполняет роль переходного помещения, своего рода «тамбура» между низкой наружной температурой и более высокой внутренней. При такой разнице температур и таком утеплении значение пароизоляционного слоя не велико. Теплоизоляционный материал укладывается между брусьями стропильной конструкции. При этом важно не допустить того, чтобы были закрыты вентиляционные отверстия, расположенные на карнизе. Во избежание этого, обычно между брусьями чердачного перекрытия, вдоль карнизных свесов крепят фанерные или картонные полоски либо задерживающие планки.
Для утепления чердачного пола рулонным теплоизолятором необходимо: заделать специальной мастикой или пеной все щели в потолке вокруг труб; между двумя брусьями уложить рулон теплоизоляции и начать раскатывать его в направлении от одного карниза к другому, плотно прижимая его к укладываемой поверхности (но не продавливая).
Для утепления чердачного перекрытия сыпучими теплоизоляционными материалами требования аналогичны изложенным выше. Теплоизоляционный материал насыпается между брусками и при помощи планки разравнивается, чтобы получился слой одной толщины.
В случае устройства в помещении мансарды или жилого чердачного пространства, необходимо утепление скатов. При этом, утепляя скаты крыши, превращая чердачное перекрытие в перекрытие междуэтажное, не нужно его утеплять, не нужно изолировать основное помещение от мансарды. Особое внимание здесь необходимо обратить на качество пароизоляционного слоя. В качестве материалов для изоляции скатов крыши лучше всего использовать жесткие или полужесткие теплоизоляционные плиты прямоугольной и клиновидной формы.
Прежде всего необходимо провести необходимые замеры и подготовить теплоизоляционные плиты необходимой толщины и ширины. Ширина изоляционных плит должна на 1 см превышать расстояние между стропилами, а их толщина – на 2–5 см меньше высоты сечения стропильных ног. Дополнительный 1 см по ширине необходим для лучшей стыковки плит у стропильных ног. Толщина теплоизоляционного слоя выбирается так, чтобы между ним и кровельным покрытием оставался зазор 2–5 см, который обеспечит достаточную циркуляцию воздуха.
Чтобы теплоизолировать карнизы берут две длинные полосы фанеры и по ним утеплитель спускают к карнизному свесу. Затем фанерные планки укладываются в проем между стропильными ногами до их упора нижними концами в карнизную доску. При этом также оставляют зазор 2–5 см для циркуляции воздуха. Теплоизоляционная плита спускается по уложенным таким образом планкам.
Теплоизоляционные плиты укладываются по всей крыше. Оставшиеся куски теплоизоляционного материала используют при подгонке основных плит, для теплоизоляции конька, дверных и оконных проемов, дымовых труб и т. п. Следующим этапом работы является укладка на внутреннюю поверхность теплоизоляционного слоя полиэтиленовая пленка. Пленка должна быть толщиной не менее 0,2 мм, она натягивается на изоляционный слой плит и крепится к плитам скобами. Отдельные полосы пленки укладываются внахлест с последующей герметизацией стыков клеющей лентой. Пленка необходима для обеспечения пароизоляции, если где-нибудь будет допущен разрыв пленки, то пароизоляция будет нарушена.
После укладки тепло и пароизоляционных слоев, внутреннее пространство отделывается декоративными плитами, которые прибиваются или привинчиваются к стропильным ногам.
Таким образом, только при соблюдении технических требований при выполнении теплоизоляции, гидроизоляции, пароизоляции может быть обеспечена нормальная работа всех элементов крыши и долговечность конструкций.
