Защита минваты. Ограничение факторов, разрушающих утеплитель.

Современные минераловатные утеплители обладают такими важными свойствами, как негорючесть, малая теплопроводность и невысокая стоимость. Однако чтобы полностью использовать достоинства любого материала, надо знать его слабые места и уметь нейтрализовать их.

Основная особенность утеплителей, состоящих из скрепленных минеральных волокон, – высокая воздушная проницаемость. Система сквозных межволоконных пор в материале проницаема для воздуха, газообразной и жидкой влаги, независимо от плотности минплиты. Некоторые производители считают большую воздухопроницаемость минваты ее достоинством: волокнистые теплоизоляционные материалы не препятствуют движению пара наружу сквозь внешние стены. Однако ни один СНиП не разрешает использовать утеплитель и ограждающую конструкцию для осушения воздуха в помещении, для этого существуют системы вентиляции. При контакте с холодными внешними участками утеплителя влажный внутренний воздух конденсируется, увлажняя утеплитель. Ограничить конденсацию влаги в утеплителе возможно только конструктивными решениями, снижающими диффузионные и конвективные потоки поступающей влаги.

Минераловатные утеплители в фасадных и кровельных конструкциях подвержены сильным эксплуатационным воздействиям. Внутри волокнистой структуры постоянно идут знакопеременные процессы: увлажнение-высушивание, замораживание-оттаивание, механическая вибрация. Пульсация воздушного давления в вентзазоре (частота 0,2-1 Гц) вследствие изменения ветрового воздействия на фасад здания вызывает вибрацию всего массива волокон. Фильтрация – движение воздуха в продольном и поперечном направлениях внутри минераловатного слоя – также связана с избыточным давлением – разряжением воздуха в вентзазоре.

Долговечность – неизменность теплоизолирующих свойств минваты – зависит, в первую очередь, от интенсивности воздействующих факторов. В условиях российского климата наиболее разрушительными являются процессы замораживания-оттаивания влажной минваты. Скорость разрушения утеплителя определяется объемом поступающей и замерзающей влаги.

Увлажнение минплиты происходит с различных сторон, при этом гидрофобизация волокон утеплителя не уменьшает объемов конденсирующейся влаги.

Увлажнение с внешней стороны. Фасадная облицовка вентфасада, состоящая из отдельных элементов, имеет зазоры, через которые дождь и сильный ветер проникают внутрь системы и увлажняют утеплитель. От проникновения влаги полностью не защищает даже сплошная облицовка, поскольку всегда существует вероятность дефектов монтажа, механических повреждений, число которых возрастает с увеличением площади облицовки, количества оконных обрамлений и различных врезок. В утепленных наклонных кровлях через вентилируемый конек возможен занос снега и дождя. Конденсат с подкровельной гидроизоляции может сливаться на открытый утеплитель.

Увлажнение с внутренней стороны. В холодное время года утеплителю угрожает увлажнение с теплой стороны. Если несущие ограждения имеют повышенную паропроницаемость (ячеистобетонная стена, кирпичная стена с плохим заполнением швов, ограждающая конструкция с межпанельными щелями, некачественно выполненная пароизоляция мансард), парообразная влага из жилого помещения конденсируется в холодных областях утеплителя. Высотные здания отличаются высоким парциальным давлением пара на последних этажах. В этом случае пароизолирущей способности ограждений, выполненных даже из литого бетона, может быть недостаточно, понадобится дополнительная пароизоляция.

Комбинация всех воздействий при длительной эксплуатации приводит к тому, что разрушается органическое связующее, вибрационному усталостному разрушению подвергается минеральное волокно.

Последние отечественные исследования показали, что перечисленные факторы могут вызывать изменение линейных размеров, коэффициента теплопроводности, разрыхление, снижение прочности и потерю минеральных волокон.

Полученные результаты свидетельствуют: в условиях длительной эксплуатации минераловатных плит теплопроводность плит плотностью 74 кг/куб. м может увеличиться в 2,8 раза, а плит плотностью 156 кг/ куб. м – в 1,9 раза. Воздействие обдувающего потока воздуха скоростью 0–0,7 м/с увеличивает теплопроводность на 60 %.

Эмиссия – потеря массы волокна – минераловатных плит плотностью 74 кг/куб. м за 25 условных лет достигает 18,78 % исходной массы и 3,32 % для плит плотностью 156 кг/ куб. м.

Применительно к вентфасадам такая потеря массы минераловатных плит, установленных без ветро-влагозащитной мембраны, ведет не только к снижению прочностных, теплоизолирующих свойств, но и к серьезному нарушению экологии окружающей среды и жилого помещения. Например, при утеплении девятиэтажного здания серии 90, с площадью утепления 1498 кв. м, требуется 135 куб. м современных минераловатных плит плотностью 74 кг/ куб. м. За 25 условных лет эксплуатации здания потоки вентиляционного воздуха могут вынести из-за обшивки венфасада 1875 кг волокнистой пыли.

Приведенные данные убеждают в целесообразности использования при проектировании вентилируемых фасадов ветро-гидрозащитных мембран на внешней поверхности минераловатных плит. Более дорогое решение – применение плит повышенной плотности (выше 150 кг/ куб. м) не обеспечивает аналогичную защиту утеплителя от фильтрации и внешнего увлажнения.

Гарантию срока службы минераловатной плиты 50 лет можно получить при условии ограничения (нормирования) разрушающих факторов. Для этого должна быть регламентирована системная защита утеплителя, работающего в воздушном зазоре фасада или кровли:
 - защита внутренней поверхности минплиты – жесткое ограничение поступления влаги из жилого помещения обеспечивается высоким уровнем пароизоляции ограждения;
 - защита внешней поверхности минплиты – жесткое ограничение атмосферного увлажнения, воздушной фильтрации, потери минеральных волокон обеспечивается наличием ветро-гидрозащитной диффузионной мембраны.

Традиционным возражением против применения ветро-гидрозащитных мембран в системах вентфасадов является то, что «присутствие мембраны уменьшает паропроницаемость системы утепления». Однако расчеты показывают, что паропроницаемая мембрана незначительно, на 0,5 %, снижает диффузию водяного пара через многослойную конструкцию наружной стены с вентилируемой воздушной прослойкой.

Дело в том, что очень часто пароизоляцию опасаются устанавливать в жилом помещении из-за отсутствия системы вентиляции. При этом через ограждение в утеплитель может поступать такое количество внутренней влаги из жилого помещения, с которым не справится мембрана, имеющая паропроницаемость более 1000 г/ кв. м в сутки. В итоге, такое «экономичное» решение как отсутствие вентиляции в помещении и мембраны в вентзазоре приводит к внутреннему увлажнению утеплителя и к ликвидации его внешней защиты.

Воздух – главный продукт потребления человека, в то же время человек – основной источник его загрязнения. Система вентиляции должна предусматриваться точно так же, как и другие системы жизнеобеспечения: отопления, канализации, водоснабжения, электроснабжения.

При ограничении поступления влаги из жилого помещения мембрана будет выводить только ту газообразную влагу, которую пропускает сама при неблагоприятных погодных условиях – повышенной влажности воздуха, туманах и дождях. Паропроницаемость 1000 г/кв. м в сутки обеспечивает поддержание утеплителя в равновесном сухом состоянии при любых погодных условиях.

Применение ветро-гидрозащиных мембран и пароизоляции в системах утепления с вентилируемым зазором позволит исключить из критериев выбора утеплителя такие характеристики, как водопоглощение, воздухопроницаемость, плотность, оставив только коэффициент теплопроводности, стабильность формы, механическую прочность.

автор: Александр Нелидов