Теплоизоляция

Каждому хочется жить в теплом доме, но далеко не каждая постройка удовлетворяет нормам теплоизоляции. Теплосбережение - дело серьезное. Над проблемами разработки материалов, их классификации и методик применения бьются целые исследовательские институты.

Одно можно сказать точно: универсального утеплителя нет. Так же как нет и универсального "рецепта" использования уже существующих материалов. Какой утеплитель брать, как и в каких количествах укладывать - все зависит от климатических условий, условий эксплуатации, от конструкции, в которой этот материал применяется. Не последнюю роль играет и стоимость.

ЧТО И КАК МЫ ТЕСТИРОВАЛИ

В нашем тесте мы решили представить разные типы утеплителей, применяемых для теплоизоляции пола по лагам. Стоит оговориться: мы не рассматриваем промышленные здания, а также помещения с повышенной влажностью.

Сравнивать разнотипные материалы достаточно сложно, поэтому целью мы поставили: во-первых, проверить их технические характеристики и, во-вторых, показать "возможности" каждого. Условно материалы можно разделить по структуре - на волокнистые, ячеистые и пористые, а по форме - на маты, плиты, рулоны и насыпные.

Для теста были отобраны восемь теплоизоляционных материалов: волокнистые - минеральная (базальтовая) вата Rockwool "Лайт Баттс", стекловата Ursa, целлюлозная вата "Эковата"; ячеистые - сшитый вспененный полиэтилен (ППЭ) "Изолон", несшитый вспененный полиэтилен (НПЭ) "Энерго-флекс", "Пеноизол", "Пенополистирол"; пористые - керамзит.

Стекловата Ursa П-17 была предоставлена московским представительством фирмы Ursa, целлюлозная вата "Эковата" - компанией "Эковата", НПЭ "Энергофлекс" - фирмой "Эст". Минеральную вату Rockwool, "Пенополистирол" и "Пеноизол" мы покупали у официальных дилеров, а керамзит и ППЭ "Изолон" - на специализированных строительных рынках.

Тест утеплителей проводили специалисты в аккредитованной лаборатории "Авиапромиспытания" ОАО "Гипронииавиапром" в Москве по ГОСТ 17177-94 "Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний", ГОСТ 9758-86 "Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний", ГОСТ 7076-99 "Материалы и изделия строительные. Методы определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме". Проверялось соответствие представленной продукции требованиям ТУ (технических условий) и ГОСТов, которые для каждого материала свои и представлены в общей таблице.

МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ

1. Внешний вид. Вообще-то для теплоизоляционных изделий презентабельный внешний вид необязателен - они будут спрятаны внутрь конструкции. Однако исследование дефектов дает представление о том, каких именно повреждений следует опасаться при транспортировке и работе с тем или иным материалом.

Сущность контроля заключалась в визуальном осмотре изделий и измерении замеченных дефектов. У волокнистых утеплителей искали дыры, разрывы, проколы, трещины и измеряли их линейкой (с погрешностью не больше ±0,5 мм). У ячеистых - определяли глубину отбитости или притупленности ребер и углов при помощи складного метра и линейки.

В нашем случае изъяны были обнаружены только у плит пенополистирола в виде отбитостей углов.

2. Линейные размеры и правильность геометрической формы. Для мягких волокнистых изделий небольшое отклонение длины и ширины от заявленных величин - беда небольшая: такой утеплитель все равно подпрессовывают при монтаже. Но чем жестче материал, тем большую роль играют форма и размеры - чем сильнее отклонения, тем сложнее уложить его впритык и избежать возникновения мостиков холода.

Что касается толщины, то "недобор" по этому параметру - это потеря теплосопротивления. Небольшой "перебор" не страшен, но чем он существеннее, тем вероятнее проблемы при укладке.

3. Плотность. Одна из важнейших характеристик, определяющая выбор материала, поскольку именно она "отвечает" за давление утеплителя на конструкцию пола. Чем она меньше, тем при соответствующем объеме меньше нагрузка.

Все испытанные теплоизоляционные материалы, за исключением керамзитового гравия, имеют достаточно низкую плотность (10,4-54,0 кг/куб.м). Насыпная плотность керамзита - 390 кг/куб.м (при толщине 100 мм нагрузка будет 39 кг/кв.м, что почти в 39 раз выше, чем нагрузка от плит пенополистирола той же толщины).

Влажность и водопоглощение. Попавшая в поры материала влага значительно увеличивает его теплопроводность, так как у воды эта характеристика в 25 раз больше, чем у воздуха. Следовательно, теплозащитные свойства утеплителя во многом зависят от его способностей: во-первых, набирать влагу из воздуха (естественной влажности), во-вторых - впитывать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней (водопоглощение). В зависимости от этих характеристик одни материалы можно использовать в качестве гидро- и пароизоляции, а другие нужно ограждать от опасного соседства.

Напомним, что пароизоляция предназначена для защиты утеплителя от водяного пара, образующегося во внутренних помещениях в результате жизнедеятельности людей - стирки, готовки, уборки. Гидроизоляция же защищает его при непосредственном контакте с водой. Рекомендации по применению паро- и гидрозащиты зависят от конкретных условий, конструкции и утеплителя.

* Естественная влажность определялась как отношение масс образцов до и после высушивания в сушильном шкафу при температуре 105±5 градусов Цельсия. Для волокнистых изделий брали пробы массой 5,0±0,1 г, для ячеистых - "лоскуты" размерами 50х50 мм, для керамзита - объем 3 л.

* Водопоглощение. Образцы для испытаний подготовили специальным образом. Из волокнистых и ячеистых изделий вырезали кусочки 100х100 мм или 50х50 мм с толщиной, равной номинальной толщине изделия, высушивали их до постоянной массы и охлаждали. Далее поместили в емкость на сетчатую подставку, зафиксировали грузом, залили водой (22±5 градусов Цельсия) и оставили на 24 часа. Керамзит тоже высушили и охладили, но в контейнере с водой (в соответствии с ГОСТ 9758-86) выдерживали всего лишь в течение часа. После "купания" их взвесили и определили "прирост" за счет впитанной влаги.

5. Прочность. К теплоизоляции для полов по лагам особые требования прочности не предъявляются, поскольку прямой нагрузке утеплитель не подвергается. Прочность должна быть такой, чтобы он выдержал транспортировку и монтаж.

Для различных материалов и испытания на прочность различные: волокнистые утеплители исследуют на сжимаемость; ячеистые и керамзит - на прочность на сжатие (по разным методикам). У ячеистых плит также определяют предел прочности при изгибе.

* Сжимаемость волокнистых утеплителей. Проверяли стекловолокно и базальтовую вату. Из полотна стандартной толщины вырезали квадратные образцы 100х100 мм. В течение 5 минут их прессовали 500 Па и затем измеряли толщину. В следующие 5 минут нагрузку увеличивали до 2000 Па и снова замеряли толщину образца.

* Прочность на сжатие ячеистых утеплителей определяли для "Изолона", "Пеноизола", "Пенополистирола" и "Энергофлекса". Она характеризует способность материала "сопротивляться" сжимающим нагрузкам. Чем больше этот параметр, тем большее давление способен выдержать утеплитель.

В ходе испытаний материал медленно сдавливали до тех пор, пока он не сплющивался на 10%, при этом измеряли "усилие" пресса.

* Предел прочности при изгибе определяли для ячеистых плит "Пеноизола" и "Пенополистирола". Каждый образец укладывали на две опоры - параллельные друг другу металлические стержни диаметром 6 мм, а сверху, посередине, укладывали такой же, нажимной, передающий нагрузку. Затем равномерно, без толчков, нагружали испытываемый элемент. Та нагрузка, при которой происходил "перелом", и есть предел прочности при изгибе.

* Прочность керамзита определяли согласно ГОСТ 9758-86. Его насыпали в цилиндр высоты 10 см и сдавливали до тех пор, пока нагружающий стержень не опускался на 2 см. По тому, какое усилие потребовалось на это затратить, определяли прочность.

6. Теплопроводность - свойство передавать тепло от одной поверхности к другой - для утеплителя одна из самых важных характеристик. От нее зависит, какое количество материала необходимо заложить в конструкцию для достижения теплосберегающего эффекта.

Для ее измерения плоский образец высушили до постоянной массы и поместили в стационарный тепловой поток так, чтобы большие грани были перпендикулярны лучам потока. С помощью прибора ИСК-У определяли термическое сопротивление утеплителя. Теплопроводность вычисляли, разделив значение толщины образца на величину теплосопротивления.

КСТАТИ, О НОРМАХ

Основные требования к теплосопротивлению зданий определяет СНиП II-3-79* (разработанный в 1979 г. и дополненный в 1995 г.).

Для зданий, строительство которых началось после 1 января 2000 года, требования следующие (цифры рассчитаны для климатической зоны Москвы): перекрытия, контактирующие с неотапливаемым помещением (подвалом или чердаком) должны обеспечивать теплосопротивление не менее 4,16 кв.мК/Вт, а находящиеся над проездом или аркой - не менее 4,7 кв.мК/Вт. Более жесткие требования во втором случае связаны с тем, что за счет постоянной циркуляции воздуха под перекрытием тепло уходит быстрее. Чтобы достичь этих значений, используя, к примеру, только керамзитобетон (теплопроводность 0,47 Вт/мК), нужно сделать перекрытие толщиной почти 2 м в первом и 2,2 м во втором случае.

В более ранних постройках требования мягче:

2,50 кв.мК/Вт для перекрытия над подвалом;
2,85 кв.мК/Вт - над аркой или проездом.

Перекрытия над отапливаемыми помещениями (между этажами) дополнительно утеплять не требуется. Другое дело, если стоит задача сделать комнату (например, детскую) максимально теплой, тогда вопрос в том, лаги какой высоты вы можете себе позволить - иначе говоря, сколько сантиметров от высоты потолка готовы "принести в жертву".

КАК "ДОБРАТЬ" ТЕПЛОСОПРОТИВЛЕНИЕ?

Давать конкретные рекомендации по утеплению сложно, поскольку они зависят от конструкции не только пола, но и здания в целом, а также от свойств конкретного утеплителя. Приблизительный расчет, как в старом доме обеспечить теплосопротивление по новым нормам, таков: разницу теплосопротивлений (для климатической зоны Москвы - 1,7 кв.мК/Вт в случае перекрытия над подвалом и 1,85 кв.мК/Вт - над аркой или проездом) умножить на теплопроводность теплоизоляционного материала. Получим необходимую толщину утеплителя.