Системы с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции

Расположение теплоизоляционного материала на внутренней поверхности стены существующих зданий часто является единственно возможным, т.к., во-первых, теплоизоляция может быть произведена не во всех, а лишь в некоторых помещениях здания.

Таким образом, на утепление изнутри можно идти только тогда, когда невозможно это сделать снаружи (исторические Системы наружного утепления "мокрого" типа

Общие сведения
Системы с жестким закреплением утеплителя на стене
Особенности системы с подвижными элементами крепления утеплителя

Системы наружной теплоизоляции "мокрого" типа появились в России сравнительно недавно. Но в мире накоплен уже богатый опыт по применению данной технологии. К преимуществам систем наружной теплоизоляции можно отнести:

• Обеспечение требуемого сопротивления теплопередаче для всех типов ограждающих конструкций.
• Возможность применения легких ограждающих конструкций без потери теплоустойчивости. Тепловая инерция многослойной конструкции определяется как сумма произведений термического сопротивления на расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев. Легкие ограждающие конструкции имеют более низкий коэффициент теплоусвоения материала несущей стены, но снижение теплоустойчивости в достаточной мере компенсируется за счет высокого термического сопротивления теплоизоляционного материала. Использование легких ограждающих конструкций существенно снижает затраты на работы по возведению фундаментов.
• Увеличение полезной площади внутренних помещений здания. Применение легких ограждающих конструкций позволяет при одной и той же площади пятна застройки получить большую полезную площадь, что существенно влияет на экономическую целесообразность применения данной системы.
• Влага, сконденсировавшаяся внутри системы наружной теплоизоляции, быстро испаряется, не вызывая переувлажнения конструкции.
• Возможность аккумулировать тепло в ограждающей конструкции (изотерма 0°С находится внутри теплоизоляционного материала).
• Отсутствие температурных деформаций несущей стены. Все резкие колебания наружной температуры воспринимаются утеплителем.
• Препятствие к разрушению бетона и коррозии стальной арматуры при выполнении несущих стен из бетона. К бетону практически нет доступа CO₂, воды и других агрессивных веществ и газов.
• Отсутствие "высолов" на фасадах.
• В панельном домостроении решается проблема защиты межпанельных швов.
• Значительно повышается звукоизоляция наружных стен.
• Возможность применения как на вновь строящихся, так и на реконструируемых зданиях.

Как и каждая технология или конструкция, рассматриваемая нами система имеет некоторые ограничения. Прежде всего - сезонность выполнения работ, т.к. данная технология предполагает наличие мокрых процессов, которые могут проводиться только в теплую погоду (до +5°С). Возможно выполнение части работ (приклейка утеплителя, дюбелирование и армирование) в зимний период с использованием тепловых завес. Однако окончательную отделку, во всех случаях, осуществляют в теплое время года.

памятники со сложным архитектурным рельефом), или когда это экономически целесообразно.

Общие сведения

Что же представляет собой система наружного утепления 'мокрого' типа? Само понятие 'система' говорит о неоднородности и сложном взаимодействии входящих в нее элементов. Можно выделить три основных слоя системы (рис. 1):

• теплоизоляционный - плиты из теплоизоляционного материала с низким коэффициентом теплопроводности (например, минераловатные или из пенополистирола);
• армированный - слой из специального минерального клеевого состава, армированного устойчивой к щелочи сеткой;
• защитно-декоративный - грунтовка и декоративная штукатурка (минеральная или полимерная); возможна окраска специальными 'дышащими' красками, могут также использоваться облицовочные материалы (например, клинкерная плитка, см. рис. 2).

Каждый слой выполняет в системе свою функцию. Теплоизоляционный материал обеспечивает утепление ограждающей конструкции, его толщина определяется теплотехническим расчетом, а тип материала - противопожарными требованиями.

Армированный слой необходим для обеспечения адгезии защитно-декоративного слоя к поверхности теплоизоляционной плиты.

Защитно-декоративный слой выполняет две функции: защищает теплоизоляционный материал от внешних неблагоприятных воздействий (ультрафиолетового излучения, осадков, и т.п.), а также придает фасаду эстетический внешний вид.

В системе применяются также доборные элементы, обеспечивающие: усиление углов здания, оконных и дверных откосов; примыкание системы к кровле, оконным и дверным блокам; примыкание к цоколю здания; защиту конструктивных деформационных швов здания, и так далее. Выбор материала доборных элементов зависит от их химической совместимости с другими материалами системы.

Применение системы наружной теплоизоляции 'мокрого' типа позволяет существенным образом повысить тепло- и звукоизоляцию ограждающей конструкции. Для надежной и долговременной службы системы необходимо, чтобы она проектировалась с учетом диффузии водяного пара, его конденсации и влагопереноса. Система должна обладать необходимой химической стойкостью. Важным фактором беспроблемного функционирования является прочность и надежность основания ограждающей конструкции, на которую монтируется система.

Тепловая защита

Многослойные системы теплоизоляции 'мокрого' типа с эффективными утеплителями из минераловатных плит или пенополистирола без труда позволяют достичь необходимого значения приведенного термического сопротивления теплопередаче R₀^ТР ограждающих конструкций. При этом сама ограждающая конструкция может иметь толщину, которая рассчитывается только из условия достаточной несущей способности. Отметим также, что легкие ограждающие конструкции, как известно, имеют низкий коэффициент теплоусвоения материала несущей стены. Однако это в достаточной мере компенсируется высоким термическим сопротивлением теплоизоляционного материала.

Звукоизоляция

Кроме основного назначения - утепления ограждающей конструкции, система 'мокрого' типа существенным образом увеличивает и звукоизолирующие свойства наружной стены. Этот вопрос еще в России не исследован.Обратимся поэтому к опыту применения подобных систем в Германии.

Система 'мокрого' типа представляет собой классический пример двухслойной акустической конструкции, где обе оболочки конструкции при возбуждении звука колеблются независимо одна от другой и связаны между собой лишь воздушной прослойкой или изоляционными материалами незначительной жесткости.

В нашем случае система 'мокрого' типа представляет собой колебательную систему, подчиняющуюся принципу масса - пружина - масса. В качестве массы выступают несущая стена и внешний штукатурный слой, пружина - теплоизоляционный материал из минерального волокна или пенополистирола.

Звукоизоляция может существенно снизиться, теоретически даже до нуля, когда обе массы начинают колебаться с одной частотой, т.е. наступает резонанс. Таким образом, анализ данной модели колебательной системы заключается в оценке полосы частот перед резонансом, в зоне резонанса, после резонанса и в области стоячих волн.

Резонансную частоту f₀ Гц можно найти по формуле f₀ = 160V Е_ДИН/(d * m),

где ЕДИН - динамический модуль упругости теплоизоляционного слоя, МН/м²;

d - толщина слоя теплоизоляционного материала, м;

m - поверхностная плотность штукатурного слоя, кг/м².

С точки зрения звукоизоляции, оптимальна та многослойная ограждающая конструкция, у которой резонансная частота вынесена за область так называемых 'строительно-акустических частот'. В Германии эта область соответствует интервалу частот [100:3200] Гц.

После достижения резонанса обе массы начинают действовать как две независимые стеновые конструкции. К ним применим закон массы Бергера для однослойных конструкций. Хорошая звукоизолирующая способность двухслойной ограждающей конструкции основывается именно на этом принципе, хотя общая масса двух оболочек невелика. После провала в области резонансной частоты рост звукоизоляции в области строительно-акустических частот обычно составляет 12 дБ на октаву. Отдельному анализу должна быть подвергнута область образования стоячих волн.