Стеновое утепление пенополистиролом собственными руками – тема очень и очень важная. Материал дешев, легок по весу и в работе, и дает возможность быстро получить очень заметный эффект. Удешевления же источников энергии и тарифов на отопление обозримой перспективе не предвидится.
Индустрия строительства по своей сути мало динамична: ведь самое главное в «машине для жилья» (Ле Корбюзье) – ее житель, человек, а его организм благодаря своему принципу не меняется. Благодаря этому скорой разработки дешевых и продуктивных строительных технологий пассивных домов ждать также не приходится: современные образцы энергонезависимых домов площади жилого помещения около 50 кв. м, приходящейся на две комнаты для проживания, стоят порядка $1.000.000.
Методика стенового утепления пенополистиролом – полностью подходящий на пару десятилетий вариант, дающий возможность не только индивидуальным владельцам дома значительно уменьшить собственные затраты, но и сделать лучше обстановку в экологическом плане в общем. Однако, как и сплошь и рядом вообще, результат который хочется получить можно получить, лишь берясь за работу с полным пониманием сути дела. Благодаря этому начинаем с основных понятий.
Пороги температур
+18 градусов Цельсия неспроста приняты за нижнюю границу порога комфортности: психофизиологическое восприятие температуры и влаге на данной точке резко меняется. Ниже – пальцы стынут, озноб пробирает. Спать хочется, скрючившись головой под одеялом, а утром вылезать из постели потихоньку по частям, ежась, вздрагивая и что-то шипя про себя сквозь зубы. При относительной влаги в 75%, за порогом комфортности неощутимой, никак не набравшая веса одежда кажется мокрой; стены – осклизлыми. Нижнее белье быстро пропитывается после и приобретает плохой запах.
Перевалило за +18 – абсолютно иное дело: ходишь по квартире в спортивных штанах и футболке, о помывке в душе думаешь без внутреннего содрогания, спишь спокойно с руками сверху одеяла, а утром бодро встаешь.
+22 – это уже медико-санитарный порог – не ниже положено держать температуру в мед. учреждениях: излечение, даже не болезней простудного характера, проходит по плану, и вероятность сложностей сильно снижается.
+25 – порог физиологического оптимума: тепло, прекрасно, можно спать раздетым, однако, если выйти в холод на улицу, вероятность застудиться резко увеличивается. В ванной долго не пронежишься, душновато становится.
И, напоследок, +28 – верхний порог комфортности и в тоже время медико-санитарный: дома уже жарко, а если выскочить на улицу в зимний период, то можно и воспаление легких подхватить.
Точка росы
Точкой росы, как все знают, называют температуру, при которой безоговорочная, в граммах паров воды на кубометр воздуха, влажность, становится в относительном выражении 100% и падает конденсат или появится туман. Однако лишь в единичных источниках указывается, что важна не только температура, но и соотношение конденсации/испарения влаги. Например, измерение воздушной влажности испарительным гигрометром по точке росы положено проводить в помещении или укрытии без малейшего сквозняка, иначе показания получаются сильно искаженными. При отличительных для помещений жилого фонда значениях относительной влаги температура точки росы лежит в границах +(10-15) градусов.
Главное для последующего: удаляя пары влаги из области с температурой точки росы, получиться избежать конденсации при такой же общей влаги в помещении.
В конструкциях в строительстве точке росы отвечает определенная вымышленная поверхность, в общем повторяющая контур строения. Пока она находится в толще стены или теплоизолятора, все в хорошо: там нечему выпадать в конденсат. Если точка росы выходит наружу, тоже не бойтесь – подпор тепла из комнат не пустит конденсат в толщу стены, и он либо стечет по ней, либо испарится.
Однако если точка росы оказывается в середине, пускай в теплоизоляторе, но на несущей стенке, это уже плохо: то же тепловое давление загонит конденсат в стенку, пускай и бетонную. А там от проявления влаги пойдёт ржаветь арматура, периодичное промерзание/оттаивание по сезонам быстро повредит материал стены.
Намного больше ущерба от точки росы в середине – для здоровья обитателей: в подобном жилье намного увеличивается опасность формирования и осложняется течение существующих легочных болезней. И, напоследок, мокрые стены и отсыревшее белье – это тоже непозволительно. И по здоровью, и по затратам на неминуемый быстрый ремонт.
Главное №2: при разрабатывании системы утепления следует полностью исключить возможность выпадения конденсата в помещении, даже в том случае, если точка росы и проберётся в середину.
В середине или с наружной стороны?
В высотных домах соблазнительным кажется стеновое утепление внутри пенополистиролом: не надо нигде ничего оформить, не надо платить труд бригады промальпинистов. Однако это только видимость – капитальное, до расчетной величины потерь тепла (см. дальше), утепление внутри не дает возможность избежать конденсации в помещении: точка росы, гуляя в стене от сезона к сезону, непременно попадет в зазор между несущей конструкцией и теплоизолятором. А карманы там глухие, испаряться конденсату некуда, и вся физико-химия воды (очень сложная) пойдёт во вред.
Рекомендации вроде: «Да чё там, положил пароизол, и все в шоколаде!» исходят от «экпертов», ручки которых из инструмента привыкли разве что к компьютерной мышке да чашечке кофе. По настоящему же ни один честный профессионал не возьмется покласть пароизоляцию по наружной, с отопительным радиатором, окнами, балконным проемом, карнизами для оконных занавесей и т.п., стене, добившись абсолютной герметичности. Одна небольшая, неприметная дырочка – и пошёл работать эффект открытой бутылки, стенка, до поры до времени неприметно, сосет и сосет влажность.
Так что же, внутри в квартире утепляться совсем нельзя? Можно и необходимо, но дополнительно и в ходе облицовки или бюджетного ремонта. Покласть в ячейки обрешетки из дерева под обшивку из фанеры, дерева, ламината, МДФ или гипса плиты самого легкого и дешевого (и самого тёплого) пенополистирола марки 20 или ниже вполне реально и необходимо. И обязательные условия: на поверхности стены каркасная рама должна лежать не на голом конструктиве, а на штукатурке, пускай и самодельной шершавенькой – раз. Отопительные батареи должны быть нового типа, с профилированными каналами – два. И три, крайне желательно, чтобы рамы окон были с изменяющимися вентиляционными щелями.
Как работает такое утепление? Самое первое, инфракрасное излучение батареи прогреет обшивку, а конвекция воздуха под ней распространит прогрев вверх. Второе, поток тёплого воздуха из сопел радиатора, идущий косо вверх, конкретно рядом со стеной сделает разрежение. Малюсенькое, но достаточное, чтобы пары воды из-под обшивки вытянулись наружу, не успев сконденсироваться.
Окно, вентилирующее помещение без выстуживания, увеличивает эффект: отрегулировав щель с радиатором на комфорт по центру комнаты, у самой стены получаем сухой клубок воздуха, еще глубже запихивающий точку росы в стенку. И еще более увеличивает эффект штукатурка необычная, а тёплая. Достаточно керамзитовой, которая лишь немного подороже обыкновенной.
Есть и второстепенный хороший эффект, даже два. Самое первое, в обрешетку можно ложить самый рыхлый и не дорогой вспененный полимер, не пригодный для отделки снаружи, а это сделает меньше общие затраты на дальнейшее внешнее утепление. Второе, если таковое будет сделано, то в слоеном пироге из бетона или кирпича между пенополистиролом с обеих сторон свобода перемещения точки росы будет резко ограничена.
Однако внешняя декоративная облицовка стен пенополистиролом, помимо того, что не прочна и недолговечна, даст противоположный результат: его большущее тепловое сопротивление (см. ниже), наоборот, притянет точку росы. Точный расчет требует решения дифференциальных уравнений, но окончательный вывод прост: внутри тепловое сопротивление теплоизолятора не должно увеличиваться скачком; обшивка как раз его и сглаживает.
Вывод по разделу: достигнуть полноценной тепловой изоляции внутренним утеплением нельзя, но увеличить наружную, на 5-7% уменьшить расходы на теплоснабжение или поднять квартирную температуру до порога комфортности вполне реально. Утепление внутренних стен также есть смысл. Самое первое, как шумоизоляция. Второе, сокращение внутреннего теплопередачи даст возможность легче и точнее настроить радиаторы с вентиляцией.
ППС или ЭППС?
ППС — обыкновенный большинству вспененный полимер
Из большинства материалов для утепления для самостоятельной работы намного более подходящ пенопласт (ППС), он же пенополистирол. Выпускается этот материал или в виде спрессованных из гранул плит, которые в просторечии и называют пенополистиролом, или в виде плит из пенополистирола экструдированного (ЭППС). Последний в несколько раз дороже ($12-16 за куб.м против приблизительно $4), однако имеет меньшую проводимость тепла и в пару раз очень прочный. Плиты ЭППС благодаря их относительно большой прочности выпускаются с четвертью, что очень главное: с проклейкой стыков либо же без нее появление холодных мостиков по стыкам между плитами исключается.
Какой материал подобрать? В приватизированном доме стеновое утепление снаружи ради экономии лучше делать ППС: организуя замкнутую коробку, в общем теплоизолятор обретет необходимую прочность. Если планируется сверху базисной наружной штукатурки нанести еще декоративную, и деньжат на ремонт есть, то ради более большой прочности лучше взять ЭППС.
В квартире в городе подбор зависит в первую очередь от условий климата местности: в регионах с большими ветрами и осадками необходимо поднапрячься и выбрать ЭППС. Он крепче удерживается и на клее, и на грибках, а его влагопоглощение составляет 0,1-0,4% по массе против 1,5-3,5% у ППС. Но в местах с ровным климатом не запрещается и обычный ППС – возможность повреждения покрытия на высоте очень мала, и фактурную штукатурку по наружи на этажах не делают, снизу все равно не видно.
Чем наклеивать?
Другой вопрос, который необходимо решить еще до расчета – чем наклеивать плиты к поверхности стены; говоря по существу методика будет описана ниже.
К поверхности стен вспененный полимер клеят особыми смесями, двухкомпонентными – клеящей и выравнивающей – или одной многофункциональной. С многофункциональной смесью работать как бы легче, однако это только кажется: универсал значительно дороже, и на отделку одной и такой же площади его по наличным средствам выходит на 20-25% больше. Если учесть, что обшить придется пару десятков или сотен квадратов, сумма выходит вполне ощутимая.
По своей прочности, стойкости и долговечности как разделенные, так и многофункциональные смеси эквивалентны.
Чем крепить?
Зонтики (грибки) для крепежа пенополистирола
Также забегая немножко вперед, подскажем, чем крепить приклеенные плиты. Их для прочности прихватывают к поверхности стены нестандартными креплениями – зонтиками, или грибками, см. рис. Железные грибки лучше не брать: и покрываются ржавчиной, и стремящийся вспучиться от нагревания в жару вспененный полимер об них режется. Метод экономии грибков, описанный дальше, к железным грибкам неприменим.
Пластиковые грибки необходимо брать или комплектные (такие обходятся дороже), или, дешевле – отдельно развесные. Однако в последнем варианте обоймы необходимо брать ПВХ, а гвозди к ним – пропиленовые. Гвозди придется заколачивать, и, если пластики из одной группы прочности, отхода будет много. Очень доступные полиэтиленовые лучше не брать совсем – гнутся и рвутся, как проклятые.
Тепловой расчет
Какой обязана быть толщина пенополистирола для теплоизоляции стен? Просто налепить толще значит не только протратиться, но и уменьшить надёжность покрытия.
Исходная величина – допустимая в заданной климатической зоне величина удельных потерь тепла, или тепловое сопротивление строения R. Для стен в европейской части РФ предлагаемые значения такие:
- Юг (Краснодар – Астрахань – Ростов-на-Дону) – 2,8 кВт/кв.м.
- Черноземная полоса (Воронеж – Липецк – Сталинград) – 3,5 кВт/кв.м.
- Средняя полоса – 4,2 кВт/кв.м.
- Бореальная территория (Карелия – Архангельск – Нарьян-Мар) – 5 кВт/кв.м.
Примечание: за Уралом северная граница бореальной полосы в общем следует южной границе вечной мерзлоты. Средняя полоса исходя из этого сужается и оттесняется к югу. Например, Владивосток лежит на одной широте с Сочи, но утепляться там необходимо, как в столице.
В определенном населенном пункте и в регионах с непростыми метеоусловиями R узнать можно из приложений к СНиП, в местном архитектурном управлении или МВК муниципалитета. Для пола R берется с показателем 1,3; для потолочной поверхности – 1,7. плита из пенополистирола.е., в столице R пола должно быть не меньше 5,5 кВт/кв.м, а потолка – от 7 кВт/кв.м.
Указанные значения R получаются из типичных значений температурного градиента Г внутри наружу. К примеру, в Подмосковье он считается равным 40 градусов: +20 в середине и –20 с наружной стороны. Если Г меняется не больше чем в 1,7 раза, зависимость от него R можно считать линейной и брать его с соответствующей поправкой. К примеру, хочется иметь +25 дома в Барвихе при –40 за бортом. Г = 25 — (-40) = 65. 65/40=1,625. Умножаем на него предлагаемые для Подмосковья 4,2 кВт/кв.м, приобретаем 6,8 кВт/кв.м. На такое R и необходимо рассчитывать изоляцию.
Дальше необходимо знать значения k для разных отделочных и строительных материалов. Что это за k? Это их удельное тепловое сопротивление, R квадрата материала слоем толщиной в 1 м, т.е. через квадрат метровой толщины наружу при обычном Г уйдет именно столько тепла. Некоторые значения такие:
- Композиционный материал из бетона и стали марки 400 – 2,00 кВт/м.
- Раствор из цемента и песка марки 200 – 1,16 кВт/м.
- Кирпич силикатный – 0,7 кВт/м.
- Кирпич керамический обожженный – 0,56 кВт/м.
- То же, полый – 0,35-0,41 кВт/м.
- Штукатурка гипсовая – 0,43-0,47 кВт/м.
- Штукатурка тёплая (ТШ) на плита из пенополистирола или вспученном вермикулите – 0,057 кВт/м.
- ТШ на перлитовом песке – 0,063 кВт/м.
- ТШ на керамзите – 0,22-0,25 кВт/м.
- Керамзитовый песок в гранулах 20 мм – 0,16 кВт/м.
- Дуб, ламинат – 0,20 кВт/м.
- Сосна, МДФ, фанера строительная – 0,16 кВт/м.
- Двп, Ориентированно-стружечные плиты, ГКЛ – 0,15 кВт/м.
- Вспененный полимер ПСБ-20 – 0,033-0,035 кВт/м.
- То же, ПСБ-25 – 0,035-0,037 кВт/м.
- ЭППС – 0,028-0,032 кВт/м.
Примечания:
- Для материалов с пористой поверхностью значения k указаны в воздушно-сухом состоянии; для деревянных – при 12% влаги.
- Цифры в марке пенополистирола обозначают его плотность в кг/куб.м. Вообще она меняется в границах 11-35 кг/куб.м (у ЭППС – 30-45 кг/куб.м); исходя из этого k ПСС меняется от 0,031 до 0,041 кВт/м.
Дальше находим R наличного конструктива. Допустим, это стенка, считая внутри наружу, подобной конструкции:
- Ламинат 0,012 м (12 мм);
- ПСБ-20 0,030 мм;
- ТШ на керамзите 0,020 мм;
- Стенка в 2 глиняных кирпича с прослойкой раствора для кладки 1 см – 0,50 м кирпича и 0,010 м раствора;
- Внешняя штукатурка на основе цемента 0,030 м.
Rn каждого слоя вычисляем по формуле:
Rn = pn/kn, где p – толщина слоя в метрах; n – порядковый номер слоя.
Имеем:
- R1 = 0,012/0,20 = 0,06 кВт/кв.м;
- R2 = 0,030/0,035 = 0,85 кВт/кв.м;
- R3 = 0,020/0,25 = 0,08 кВт/кв.м;
- R4 = 0,50/0,56 = 0,89 кВт/кв.м;
- R5 = 0,010/1,16 = 0,008 кВт/кв.м;
- R6 = 0,030/1,16 = 0,026 кВт/кв.м.
Общее R = R1+R2+R3+R4+R5+R6 = 0,06+0,85+0,08+0,89+0,026+0,008 = 1,914 кВт/кв.м. Мало даже для Краснодара, а уже в средней полосе без утепления придется померзнуть, или положить на теплоснабжение дополнительно за 4,2 – 1,914 = 2,286 кВт (прибл. 2,3) с каждого квадрата площади наружных стен.
Сейчас рассчитаем толщину наружного теплоизолятора, нужную, чтобы довести R до нормы в 4,2 кВт/кв.м. То, что нам необходимо задержать в помещении Rутепл = 2,3 кВт/кв.м дополнительно, мы уже выяснили. Станем утепляться ЭППС, для которого K=0,032 кВт/; верхнее значение берем в расчете на влагопоглощение. Толщину же P теплоизолятора находим по обратной формуле:
P = K*Rутепл
Имеем: Р = 0,032плита из пенополистирола2,3 = 0,0736 м. Обшивка из 80 мм ЭППС либо даже ПСБ-25 за глаза даст возможность утеплиться как следует, ведь по наружи ляжет так же и штукатурка.
Задачка для жаждущих: Выкиньте из перечня R2 (вспененный полимер в обрешетке под отделкой), пересчитайте, и установите сколько дорогого НАРУЖНОГО теплоизолятора сэкономлено за счёт всего 3 см дешевого (можно бросового, из отходов) внутреннего. И переведите на деньги, по стоимости в собственном регионе.
Примечания:
- Утепление потолка и пола в личных домах рассчитывается точно также. R для самых разнообразных типов крыш можно отыскать в СНиП или других строительных справочниках, либо считать асбоцементный лист цементом, черепицу – кирпичом, а для кровли из металла считать R = 0.
- В расчете утепления на последнем этаже высотки пол не считают, т.к. внизу квартира, в которой топят. А на нижнем этаже, наоборот, утепляют только пол.
Утепляемся
Правильно выполненное внешнее стеновое утепление собой представляет «слойку», показанную на рисунке. Ее сборка в себя включает такие этапы:
