Как работает утеплитель для каркасного дома

Плотность утеплителей

Все теплоизоляционные материалы отличаются между собой не только составом и способом производства, но и основным показателем – плотностью.

От плотности зависит вид утеплителя. Он может быть:

• особо легким;
• легким;
• средним;
• жестким (плотным).

Плотность материала оказывает непосредственное влияние на такие показатели, как:

• несущие способности;
• шумопоглощение;
• теплопроводность;
• способ крепления.

Толщина утепления стен каркасного дома

Толщина утеплителя рассчитывается в зависимости от климата и свойств применяемого утеплителя. Можно применять следующие размеры толщины утеплителя в разных областях России.

В Московской области

Подмосковье считается более теплым в отношении климата, чем Ленинградская область. Жители Москвы летом могут чувствовать себя комфортно в домах без утепления. Для всесезонного проживания здесь подходят только теплые дома.

• 170 мм для эковаты;
• Не менее 150 для базальтовой ваты, пенополистирола (пенопласта).

В Сибири

• 200 мм для эковаты;
• 150 мм для пенопластовых плит;
• 250 мм для минеральной ваты;
• 200 мм для базальтовой ваты, пенополистирола (пенопласта).

Влияние плотности на проводимость тепла

Как правило, потребитель чаще обращает внимание на эксплуатационные характеристики утеплителя, нежели на физические свойства вроде плотности. А учитывать ее стоит обязательно, поскольку она несет важную информацию

Любой теплоизоляционный материал содержит в составе воздух либо в разреженном, либо в обычном состоянии. Существует зависимость: чем меньшее количество паров есть внутри утеплителя и чем хуже он изолирован от взаимодействия с наружным воздухом, тем выше будет величина коэффициента теплопроводности. А чем больше последняя, тем хуже материал удерживает тепло.

Следовательно, подбирать минеральную вату необходимо, опираясь на цели утепления — для помещений, где требуется надежная изоляция от холода (жилые комнаты, перегородки между этажами, пол), подойдут материалы поплотнее, а для участков дома, где не столь важно сохранение тепла (нежилые чердаки, кессон) — более легкие плиты либо рулоны минваты

Какой утеплитель для крыши лучше

Производители выпускают большое разнообразие этого материала. Все они разнятся своими характеристиками, качеством и стоимостью. Остановимся на основных:

• Материалы стирольные, к которым принадлежат пенополиуретан, пенополистирол, пенопласт. Они обладают небольшим весом, легкостью в монтаже, удобными габаритами, влагостойкие, долговечные.
• Стекловата или минвата. Основными преимуществами являются небольшая стоимость и пожаробезопасность. Но в качестве недостатков можно выделить чрезмерную впитываемость ваты, что негативно сказывается на ее плотности и эксплуатационном сроке. Установлено ее негативное влияние на человеческий организм.
• Керамзит, шлак, песок, опил. Относятся к категории экологически чистых материалов. Но они используются только для пологих кровель и монтируются исключительно сверху. Утеплительные способности такого материала недостаточные. К негативным моментам стоит отнести их сыпучесть и впитываемость влаги.

  Утепление крыши керамзитом

• Полиуретановые жидкие утеплители. В настоящее время пользуются большой популярностью. Они обладают множеством достоинств, в том числе и значительной плотностью.

  Полиуретан

• Целлюлоза. Новое веяние в строительстве. Плотность у нее хорошая. Благодаря антипиреновым присадкам она считается пожаростойкой. Но такой утеплитель может негативно отразиться на здоровье жильцов, поэтому утеплять ним крышу жилых помещений не рекомендуется.

Для правильного выбора материала необходимо учитывать такие моменты:

• его вес должен быть несущественным, чтобы дополнительно не нагружать кровлю;
• обязательная экологическая чистота, так как под постоянным воздействием солнца летучие химические вещества попадают внутрь помещения, нанося вред людям;
• оптимальный эксплуатационный срок утеплителя – около 50 лет, с максимальным сохранением всех своих качества;
• наличие таких качеств, как жаропрочность, влагостойкость, шумопоглощение.

Большое значение имеет конструкция крыш. Для плоских подойдут стирольные и экологически чистые материалы, для скатных – ватные. Для таких работ могут использоваться и комбинированные варианты. Крепятся такие утеплители при помощи степлера или строительного скотча.

Теплопроводность

Волокна в материале располагаются хаотично, что создает воздушную структуру. В результате создается хорошая теплоизоляция различных поверхностей. Теплопроводность базальтового утеплителя находится в пределах 0,032-0,048 Вт/мК. Качественная теплоизоляция создается благодаря большому количеству воздушных прослоек. Подобным свойствам отвечает простой или экструдированный пенополистирол, вспененный каучук.

Для сравнения, мат толщиной 10 см и плотностью до 100 кг/куб. м. дает аналогичную степень сохранения тепла, как и кирпичная стена толщиной 117 см. Деревянная постройка с аналогичными параметрами будет достигать толщины стен в 25 см.

Характеристики теплоизолятора

К главным показателям базальтовой ваты необходимо отнести ее плотность. Материал той или иной плотности подбирается в зависимости от области его использования. Базальтовая вата с низким уровнем плотности примененная при монтаже перегородок со временем осядет, что приведет к снижению качества теплоизоляции.

Для горизонтального утепления можно использовать вату с низким уровнем плотности, тогда как при монтаже вертикальных конструкций воспользуйтесь изделием с достаточным уровнем плотности.

При производстве базальтового волокна применяется клеящие составы, которые позволяют расположить нити в хаотичном порядке, образующие между собой воздушные пространства. Благодаря большому насыщению воздухом, материал имеет низкую теплопроводность.

Гидрофобность также можно отнести к еще одному положительному свойству утеплителя. Этот параметр характеризуется плохой впитываемостью влаги. Пространство между волокон позволяет воздушным парам беспрепятственно проникать сквозь минеральные маты. Это качество не дает конденсату скапливаться внутри материала.

Преимущества каркасных стен

Лёгкость каркасных стен позволяет весомо снизить затраты на обустройство фундамента. Используемые современные материалы обеспечивают высокие теплоизоляционные свойства дома. При одинаковой толщине стен, теплоизоляция каркасного дома в два раза лучше, чем у кирпичного, и более чем в 3 раза лучше, чем у стен из пенобетона .

Все перечисленные преимущества, а также скорость строительства и доступная цена каркасного дома делает его востребованным у потребителя. Но при разработке проекта надо помнить о главных функциях любого дома: быть тёплым и звуконепроницаемым. Не имеет значения, будет ли дом строиться своими руками или с привлечением специалистов, знать, как выглядит правильная конструкция стены дома, возведённого по каркасной технологии, будет не лишним.

Какой утеплитель лучше для стен

Самым приемлемым материалом для проведения такого рода работ считается минеральная вата. Она обладает хорошими свойствами и длительным эксплуатационным сроком. Но чтобы она оправдала ваши ожидания, необходимо не только приобрести качественный продукт, но и соблюдать технологию монтажа, качественно подготовить стены, определиться с размерами и физическими показателями (плотностью и толщиной).

Размер минваты устанавливается с учетом таких данных:

• показатель влажности;
• климатические особенности местности;
• утепляемая поверхность;
• минимальные и максимальные показатели температур на протяжении календарного года.

Если приобрести минвату с небольшой теплопроводностью, то свои основные функции она выполнить не сможет. Также не нужно останавливать свой выбор на дешевых вариантах, упакованных в рулоны. При их производстве, как правило, используются некачественные составляющие. Более того, материал в рулонах обладает толщиной в 50мм, что является неприемлемым для проведения работ снаружи строения. Желательно приобрести минераловатные плиты существенных размеров.

Чем больше плотность утеплителя, тем он тяжелее, а, следовательно, и дороже. По плотности минеральная вата бывает от 20 кг/м.куб до 250 кг/м.куб., в связи с чем будет существенное отличие между материалом. Чтобы понять, какой утеплитель больше всего вам подойдет, необходимо понимать, что зависит от плотности:

• может ли строение выдержать такую нагрузку;
• насколько возможна деформация;
• как сильно материал можно сжать.

Но показатель плотности не оказывает никакого влияния на:

• толщину плит;
• утеплительные качества;
• паронепроницапемость;
• шумоизоляционную защиту.

Какая минвата лучше для стен

Чтобы не прогадать с утеплителем, необходимо, прежде всего, принимать во внимание особенности климата в месте проживания. При умеренном климате рекомендуемая толщина утеплителя должна составлять 80 – 100мм

Для континентального, резкоконтинентального, морского, муссонного, арктического, субарктического климата диапазон минваты может быть от 110мм до 150мм.

Утеплитель с малой плотностью в 40 кг/м.куб. может использоваться только на горизонтальных поверхностях, которые могут не выдержать существенных нагрузок. Минимальный показатель плотности для стен – 50-75 кг/м.куб. Если фасад предполагается делать вентилируемым, то плотность утеплителя должна составлять 110 кг/м.куб., при условии последующей отделки сайдингом. При дальнейшем оштукатуривании стен показатель плотности может достигать 140 кг/м.куб.

Правила монтажа минераловатных плит

Подготовка к установке плит или рулонов из минеральной ваты включает ряд процедур, среди которых следует выделить:

Очистку поверхностей от следов плесени при помощи строительного шпателя, при необходимости проведение обработки поверхности антисептиком.
Заделку ямок и трещин, проводимая при помощи цементного раствора, заделка пустот, имеющих большую глубину при помощи монтажной пены и пакли.
Обработку при помощи антисептических препаратов и грунтовки, при этом важно выдерживать рекомендуемое время между нанесением различных слоев для того, чтобы у каждого из них было время подсохнуть.
На последнем этапе подготовке обеспечивается плоскостность поверхности, необходимая для герметичного прилегания к ней утеплителя бескаркасного типа.
После завершения подготовки при помощи клеевого раствора для крепления рулонов наносимого точечным способом обеспечивается создание воздушного зазора.
Начиная с верхней части стены в горизонтальном направлении при помощи мебельного степлера или двустороннего скотча проводится монтаж пароизоляционной пленки к каркасу.
После этого выполняется клейка стыков при помощи строительного скотча или монтажной ленты.
Затем выполняется обрешётка при помощи реек, имеющих ширину около 1,5–2,5 см, необходимая для создания вентиляционного зазора между внутренней облицовкой и слоем пароизоляции.
На следующем этапе отмеривается необходимая длина плиты минеральной жесткой минваты с учетом допуска в пределах 10 см и ее монтаж на поверхность фасада за счет прижатия отогнутыми ушками скоб на каркасе, обеспечивая надежную фиксацию утеплителя в вертикальном положении.
На последнем этапе монтажа выполняется окончательная отделка, например, выполняется установка профилей и производится монтаж листов, из гипсокартона или наносится штукатурка.

Как рассчитать утепление самостоятельно

Чтобы рассчитать, какая должна быть у утеплителя толщина, необходимо знать величину минимального термосопротивления. Она зависит от особенностей климата. При ее расчете учитывается продолжительность отопительного периода и разность внутренней и наружной (средней за это же время) температур. Так, для Москвы сопротивление передаче тепла для наружных стен жилого здания должно быть не меньше 3,28, в Сочи достаточно 1,79, а в Якутске требуется 5,28.

Термосопротивление стены определяется как сумма сопротивления всех слоев конструкции, несущих и утепляющих. Поэтому толщина теплоизоляции зависит от материала, из которого выполнена стена. Для кирпичных и бетонных стен требуется больше утеплителя, для деревянных и пеноблочных меньше

Обратите внимание, какой толщины бывает выбранный для несущих конструкций материал, и какая у него теплопроводность. Чем тоньше несущие конструкции, тем больше должна быть толщина утеплителя

Теплопроводность

Способность материала пропускать тепло определяется его теплопроводностью. Дерево, кирпич, бетон, пеноблоки по-разному проводят тепло. Повышенная влажность воздуха увеличивает теплопроводность. Обратная к теплопроводности величина называется термосопротивлением. Для его расчета используется величина теплопроводности в сухом состоянии, которая указывается в паспорте используемого материала. Можно также найти ее в таблицах.

Приходится, однако, учитывать, что в углах, местах соединения несущих конструкций и других особенных элементах строения теплопроводность выше, чем на ровной поверхности стен. Могут возникнуть “мостики холода”, через которые из дома будет уходить тепло. Стены в этих местах будут потеть. Для предотвращения этого величину термосопротивления в таких местах увеличивают примерно на четверть по сравнению с минимально допустимой.

Плотность и ее влияние на свойства материала

Показатель плотности определяет отношение массы материала к объему. Высокий коэффициент означает существенную нагрузку на основание, этот факт учитывают при выборе утеплителя. Есть плотные материалы, которые уступают по изоляционным характеристикам более рыхлым изделиям. Например, деревянный брус с показателями 510 кг/м3 имеет теплопроводность 0,15 ВТ/м*К, а минеральная вата в 50 кг/м3 — 0,35 Вт/м*К.

Современные теплоизоляторы классифицируются по уровню плотности на 4 группы:

• очень легкие — пенопласт, имеющий пористую структуру и газонаполненные ячейки;
• легкие — минераловатная продукция;
• средние — пеностекло;
• плотные — жесткие плиты из базальтового волокна.

Легкий утеплитель для стен плохо переносит механическую нагрузку, поэтому нуждается в создании защитного слоя. Слабая связь между молекулами не может противостоять внешнему воздействию, и материал разрушается. При монтаже минеральной ваты, пенопласта, экструдированного пенополистирола устанавливают гидроизоляцию и ветрозащиту, используют облицовку или наносят слой штукатурки.

Плотность и ее влияние на свойства материала

Поскольку теплоизоляционный материал имеет различную плотность, выделяют несколько его видов:

• особо легкий;
• легкий;
• средний;
• плотный (жесткий).

Плотность влияет на такие показатели:

• теплопроводность;
• шумопоглощение;
• несущие способности;
• способ монтажа.

В любом теплоизоляционном материале воздух является главным теплоизолирующим компонентом. Он может быть в естественном или разряженном состоянии. Чем лучше он изолирован от окружающей среды и чем больше его содержится в утеплителе, тем выше теплопроводность материала.

Чем ниже воздухопроницаемость утеплителя, тем лучше он поглощает шум. Теплоизоляционный материал, который имеет повышенную плотность, будет лучше поглощать звук даже в том случае, если это не его главное предназначение. Но поскольку в некоторых утеплителях показатель плотности доходит до 150 кг/м³, оказывается большая нагрузка на конструкцию перекрытия. Поэтому лучше приобретать специализированный шумопоглощающий материал.

Слишком легкие утеплители нельзя использовать на тех участках, которые будут подвергаться высоким нагрузкам. При низких прочностных характеристиках материал будет деформироваться. Поэтому необходимо использовать термоизоляцию плотностью не менее 150 кг/м³.

Работать удобнее с более легким, т. е. менее плотным утеплителем. Однако выбор плотности зависит от расположения материала. Для укладки его между лагами кровли подходит легкая и мягкая термоизоляция, а для стен желательно выбирать более плотную, чтобы избежать ее сползания.

Какую плотность утеплителя выбрать?

Такой вопрос часто встречается в процессе стройки зданий, здесь следует опираться на нормы, предусмотренные для строительства.

До 100 кг/м3

1. Утеплители с плотностью от 11 до 35 кг/м3. Имеют маленький удельный вес, относятся к легким типам утеплителя, а также очень упругие. Рекомендуется использовать для крыш и кровли.
2. Утеплители с плотностью от 35 до 75 кг/м3. Применяется для утепления внутренних перегородок, потолков и стен различной формы. Нашел широкое применение, для утепления стен каркасных домов.
3. Утеплители с плотностью от 75 до 100 кг/м3. Такой вид утеплителя широко применяете для оборачивания вентиляционных труб и тепломагистралей, нефтепроводов.

От 100 до 150 кг/м3

1. Утеплители с плотностью от 100 до 125 кг/м3. Для фасадов, они должны быть обязательно вентилируемые или сайдинг.
2. Утеплители с плотностью от 125 до 150 кг/м3. Применяется, для утепления стен из железобетона, кирпича, а так же межэтажные перекрытия.

От 150

1. Утеплители с плотностью от 150 до 175 кг/м3. Применяют при обшивке несущих конструкций.
2. Утеплители с плотностью от 175 до 225 кг/м3. Благодаря своим характеристикам, применяется под стяжку или в качестве чернового слоя под финишное напольное покрытие. Такие материалы обладают повышенной устойчивостью к горению.

Виды утеплителей

В настоящее время любой строительный супермаркет предложит большой выбор утеплителей, отличающихся материалом изготовления, характеристиками, качеством, стоимостью и производителем. Но во всем этом многообразии необходимо выбрать именно тот, который больше всего подходит для утепления конкретной поверхности. Остановимся на основных из них.

Утеплители для стен каркасных домов

Энергоэффективность домов, построенных по каркасной технологии, достигается применением теплоизоляторов с низкой теплопроводностью. Свод правил СП 31-105-2002 рекомендует к использованию материалы, у которых эта величина не превышает 0,1 Вт/м°С.

В этой категории:

• Каменная (базальтовая) вата;
• Стекловата;
• Эковата;
• Пенопласт (пенополистирол).

Минеральная вата

Для утепления стен каркасных домов используют каменную или стеклянную вату. Это волокнистые материалы с большим количеством воздушных полостей. Пористая структура обеспечивает низкую теплопроводность изолятора, так как теплообмен в газах намного ниже, чем в твердых веществах.

Минеральную вату производят из расплава базальтовых горных пород или стеклянного боя. В состав вводят гидрофобизирующие (водоотталкивающие) добавки. Волокна диаметром 6-8 мкм формируются в центрифуге под воздействием сильного потока воздуха. Ковер из тонких нитей обрабатывают органическим связующим на основе фенолформальдегидных или карбамидных смол. Затем его нарезают на листы длиной 50-2000 мм, шириной 400-1000 мм. Толщина готовых изделий – до 200 мм.

Маркируются плиты по плотности от ПМ 40 до ПТ 300. Мягкие, полужесткие, жесткие и твердые утеплители находят применение в разных областях, где к материалам предъявляют требования не только по теплопроводности, но и прочности, термоустойчивости. В ГОСТ 9573-2012 указаны нормативные характеристики теплоизоляции из минерального сырья.

Минеральная вата – негорючий материал, поэтому она рекомендована для укладки внутри стен каркасных строений.

Пенопластовые утеплители

Теплоизоляционные изделия из пенопласта – газонаполненной пластмассы – широко применяют для утепления стен каркасных строений. Нормативы разрешают использовать их для крепления к наружной поверхности, так как исходное сырье для производства – полистирол – горючее вещество. Штукатурка или невоспламеняющаяся облицовка – условие пожаробезопасности при эксплуатации такого утеплителя.

Гранулы полимера при высокой температуре и давлении подвергают катализу со смесью фреона и углекислоты. Похожую на взбитые сливки массу формируют в изделия с микропористой структурой путем экструзии – выдавливания сквозь формы.

Материал обладает низкой теплопроводностью и водопоглощением, долговечностью, биологической устойчивостью, легкостью и прочностью. Маркируется в зависимости от плотности. Самые легкие – плиты ППС 10, их удельный вес всего 10 кг/м³.

Стандартные размеры изделий 60х120 см. Строительная индустрия выпускает плиты с длиной более 2 м, шириной – свыше 1 м, толщиной – 20-100 мм. Прочность на сжатие – от 40 до 350 кПа. Коэффициент теплопроводности не превышает 0,044 Вт/м°С, время самостоятельного горения – 1-4 с. Технические условия на теплоизоляционные пенополистирольные плиты регламентирует ГОСТ 15588-2014.

Эковата

Это название целлюлозный утеплитель получил благодаря внешнему сходству с ватой и экономически выгодному сырью. На 80 % он состоит из макулатуры, остальное – малотоксичные нелетучие антисептики и антипирены.

Эковата обладает низкой теплопроводностью (на уровне минеральной ваты), экологически безопасна, не боится увлажнения. Капиллярная структура материала после высыхания восстанавливает свои свойства. Плотность целлюлозного утеплителя – 28-65 кг/м³, группа горючести Г2 – умеренная. Обработанный бурой (натриевой солью борной кислоты) природный полимер воспламеняется, но огонь быстро затухает.

В нашей стране эковата стала использоваться с 1992 года. Производство ее растет, технологические линии включают переработку вторсырья, измельчение, смешивание с борной кислотой и бурой, упаковку.

Используют 3 способа укладки:

1. Ручная укладка на горизонтальные поверхности;
2. Сухая задувка специальной установкой;
3. Напыление влажной целлюлозы на вертикальные и наклонные поверхности.

Последний вариант предпочтительней для стен каркасного дома, так как позволяет контролировать качество укладки. Полученная ровная поверхность уже через 12 часов готова к дальнейшей отделке.

Другие материалы

Для утепления каркасников применяют пенополиуретан в виде листов с замком по кромкам или напыляемой пены. Он не горюч, хорошо проникает в мелкие щели, обладает высокой адгезией, экологической чистотой, низкой теплопроводностью.

Цементно-стружечными фибролитовыми плитами плотностью 600 кг/м³ обшивают внутренние перегородки, а высокоплотные (950-1050 кг/м³) применяют для утепления наружных стен. Материал не горюч, прочен, служит до 50 лет. В составе отсутствуют фенолформальдегидные смолы и другие органические соединения, которые могут выделять токсичные для человека вещества.

Толщина пенопласта

Насчет толщины пенопластового утеплителя уже говорилось в предыдущих статьях нашего цикла. Мы показали, что минимальная толщина утеплителя в первой температурной зоне Украины, куда относится и Киев, определяется ДБН В.2.6-31:2006 «Теплова ізоляція будівель», и равна 10 см.

Утеплитель меньшей толщины, например, 5 сантиметров, как часто предлагают различные бригады «профессионалов», использовать, практически бесполезно. В статье «Какова минимально допустимая толщина пенопласта при утеплении домов» математически доказано, что только при толщине пенопласта в 100 ммнаступает ожидаемый эффект утепления, а при 140 мм – теплопотери через внешние стены сводятся к нулю.