Какая нужна плотность утеплителя для кровли — сравнение теплоизоляционных материалов

Определяющим показателем качества утепления кровли считается минимальное число пор в утепляющем материале, что способствует проникновению внутрь потоков холодных воздушных масс.

Пористость связана с плотностью материала, которая определяется его массой, содержащейся в единице объёма утеплителя.

Помимо функциональности, плотность влияет также на трудоёмкость монтажных работ и на удобство размещения утеплителя по поверхности кровли строящегося или ремонтируемого дома.

На что влияет показатель?

Обычный дом теряет до 35% энергии через потолок и перекрытия зимой, но и получает столько же летом.

Влияние плотности на свойства продукта варьируется от одного изоляционного материала к другому, и это справедливо даже в пределах одной группы различных изоляционных материалов из неорганических материалов (минеральной ваты, стекловаты, базальтовой ваты и т.п.). Поэтому нецелесообразно сравнивать разные материалы только по их плотности.

Справка. Определяющей теплофизической характеристикой утеплителя является его  теплопроводность.

Например, в случае минеральной ваты качество теплоизоляции зависит от принятого процесса волокнообразования и структуры листов или рулонов. Так, при производстве производства ваты из базальта образуется значительная доля дробленых частиц. Они уже не обладают волокнистой структурой, но увеличивают массу утеплителя. В результате термические или акустические свойства конечного продукта ухудшаются.

Эффективность утепления кровли зависит больше не от плотности продукта, а от значения его термического сопротивления (или R). Тепловое сопротивление представляет собой способность изоляции противостоять передаче энергии в виде тепла, поэтому является более важным фактором при выборе теплоизоляционного материала: чем выше значение R, тем эффективнее изоляция.

Нормативные требования к механическим, а не теплофизическим характеристикам теплоизоляции регламентировано СНиП 3.04.01-87. Поскольку вес теплоизолятора определяет суммарные нагрузки на крышу, повышенное внимание должно уделяться мероприятиям по снижению величины таких нагрузок. К таким мерам относятся:

• Заделка швов цементом или бетоном минимально требуемой плотности (но не ниже М150.
• Обработка мест потенциальных стыков асфальтобетоном, слой которого должен быть не менее 100 мм при прочности на сжатие/сдвиг не ниже 80 кПа.
• Древесина обрешётки должна быть качеством не ниже ІІІ-го сорта.

Запрещается производить укладку теплоизолятора повышенной влажности, плотность которого искусственно увеличивается.

От чего зависит?

К числу определяющих характеристик утеплителей кровли жилых и общественных зданий относятся:

• Теплопроводность. Лучшие изоляционные материалы должны иметь минимальную теплопроводность, чтобы снизить общий коэффициент теплопередачи. Более низкая плотность, как уже было отмечено, обусловлена пористостью. Кроме того, по технологии производства поры не должны быть связаны между собой, так как это приведет к конвекции тепла. Производной от пористости является также способность материала к звукопоглощению.
• Влагопаропроницаемость, которая также должна быть минимальной. Поэтому способность материала теплоизолятора к водопоглощению также должна быть минимальной. То же касается и способности к конденсатообразованию.
• Особенности установки. Изоляционный материал должен быть устойчивым к воде и растворителям, обладать высокой прочностью и не терять свои изолирующие характеристики в течение всего гарантийного срока эксплуатации. Этот комплекс параметров определяется качеством технологии производства теплоизолятора, а не его плотностью.
• Экологические характеристики. Теплоизоляционный материал должен быть негорючим и невзрывоопасным. В маловероятном случае возгорания продукты сгорания не должны представлять опасности отравления.

Важно: плотность утеплителя более всего зависит от плотности составляющих, технологии производства теплоизолятора и степени безопасности для окружающей среды.

Требования для разных типов крыш

Теплопроводность — это свойство материала. Она не зависит от его размеров материала, но сильно различается в зависимости от окружающей температуры, плотности и влажности. Как правило, более лёгкие теплоизоляторы работают лучше, чем более тяжёлые, что объясняется наличием пор, где собирается воздух.

Однако сухой неподвижный воздух имеет очень низкую проводимость, поэтому он не всегда будет хорошим теплоизолятором.

Таким образом, плотность теплоизолятора – понятие противоречивое: с одной стороны, пористость материала должна быть, по возможности, минимальной, а, с другой – не находиться на минимуме его эксплуатационных возможностей.

Более существенное значение для качества теплоизолятора имеет не его плотность, а способность к поглощению влаги. Когда теплоизоляционный материал становится влажным, воздушные микропустоты постепенно заполняются водой, и, поскольку вода является лучшим проводником, чем воздух, теплопроводность увеличивается.

Вот почему очень важно устанавливать изоляционные материалы только в сухом состоянии и периодически контролировать их влажность. Этого разрешается не делать, только тогда, когда в пространстве между стропильными конструкциями дома его крышей предусмотрена установка пароизоляционного слоя.

Плоская

Зачем нужен утеплитель плоской кровле? При повышении температуры большая часть потерь энергии обычно происходит через кровельное покрытие. Изоляция плоской крыши — важный инструмент, который может повысить энергоэффективность здания и снизить расходы на отопление дома.

Создание более эффективных покрытий с плоской крышей также обеспечивает дополнительную защиту вашего здания от непредсказуемых изменений внешнего климата, включая перегрев в более тёплом климате и осадки любого вида – для более прохладных регионов страны.

На заметку. Следует учесть, что к плоской кровле относятся также террасы, сады, покрытие под установку на крышах летних бассейнов. Это — растущая тенденция к функциональным пространствам, но она вызывает повышенный спрос на эффективную тепло- и гидроизоляцию.

Одним из наиболее важных факторов при выборе оптимальной плотности теплоизоляции для плоской или пологой крыши является проектирование с учетом желаемого теплового КПД. Для этого используется показатель R-значения, которое применяется для количественной оценки изоляционных свойств материала. Чем выше относительное значение R, которое отнесено к размерам кровли, тем лучше.

Рассмотрим ранжирование наиболее популярных видов теплоизоляционных материалов с различными показателями R:

1. Кровельная теплоизоляция листовым пенопластом (R — до 7,5) по данным различных производителей.

   Теплоёмкость такого материала увеличивается при добавке компонентов, содержащих фенольные смолы, но это ухудшает экологические свойства продукта, поэтому сейчас такие теплоизоляторы практически уже не производятся.

   Плотность листового пенопласта по ГОСТ 20916-87, в зависимости от марки колеблется в пределах от 15 до 60 кг/м³. При этом теплопроводность материала начинает заметно уменьшаться только при плотности, превышающей 35 кг/м³.

   С увеличением плотности повышается также стойкость данного материала от коррозии и кислотных воздействий.

   

2. Полиуретановая изоляция крыши (R = 7,2). Напыление плоских крыш полиуретаном – удачный выбор, поскольку при сравнительно небольшой плотности материал обеспечивает хорошую теплоизоляцию кровли.

   Обычно используется однокомпонентная или двухкомпонентная аэрозольная полиуретановая пена, а для установки ограждающих конструкций здания или парапетов применяют металлические панели.

   На теплоизоляцию они мало влияют, поскольку основные тепловые потоки идут перпендикулярно покрытию, а не в касательном направлении к нему. У полиуретана есть несколько преимуществ: благоприятные структурные характеристики, стабильность размеров и влагостойкость.

   Основное же преимущество аэрозольной полиуретановой пены заключается в том, что она может плотно прилегать к неровным поверхностям на самых разных основах. Обычно наблюдается долговременная стабильность значения R, а также высокая огнестойкость.

   Полиуретан практически не имеет ограничений по температуре и влажности в большинстве климатических зон нашей страны. Плотность вспененного полиуретана – от 8 до 100 кг/м³, но на практике для утепления используют пену конечной плотности не ниже 40…60 кг/м³.

   

3. Кровельная изоляция из полиизоцианурата (R — от 6,8 до 7,5). Это – также пенистый материал, имеющий закрытые ячейки, который в процессе нанесения прочно сцепляется с основной подложкой, например, фольгой или стекловолокном.

   Состав вспенивающих агентов адаптирован с экологической точки зрения, а также для достижения нулевого озоноразрушающего потенциала.

   Изоляция кровли из вспененных полиизоцианурных плит — одно из наиболее современных решений в области кровельной теплоизоляции кровельных изоляционных материалов.

   Продукт может поставляться в виде конических теплоизоляционных плит. Вариантом утепления является изоляция крыши из негалогенированных полиизоциануратов. Плотность материала составляет не менее 40 кг/м³.

   

4. Изоляция крыши из экструдированного пенополистирола высокой плотности (R = 5).

   Теплоизоляция образуется методом экструзии: так удаётся получать слой материала, в котором практически отсутствуют закрытые ячейки.

   Многие производители добавляют в рецептуру краситель, чтобы придать покрытию цвет — обычно розовый, зелёный или синий.

   Материал может использоваться также для теплоизоляции подземных сооружений, например, гаражей. Технология нанесения данного типа покрытия представляет собой защищённую мембранную сборку. Учитывая применение клея для соединения отдельных листов, плотность покрытия составляет 30…40 кг/м³.

   

Анализируя варианты, можно всегда выбрать теплоизолятор оптимальной плотности с требуемыми соотношениями «цена-качество».

Скатная

Выбор вида теплоизоляции для наклонных крыш по номенклатуре практически не отличается от плоских (добавляются материалы минерального происхождения).

Тут имеет значение сортамент теплоизолятора: для более надёжного удержания используются рулоны, а стыки между ними заделываются клеем или строительным скотчем.

Обратите внимание! В настоящее время жёсткие стеклопластиковые панели не используются, поскольку однослойные кровельные системы характеризуются лучшими условиями укладки и повышенной экологической безопасностью.

Ниже приводится сравнительная таблица физико-механических показателей основных вариантов теплоизоляции скатных крыш.

Вид теплоизолятора	Основа	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/м∙град
Полиуретан	Доска, брус	40…80	0,095…0,040
Полистирол	Пенопласт	10…25	0,057…0,034
	Пена	30…35	0,037
Стекловолокно	Доска, брус	20…90	0,044…0,036
Пробковая теплоизоляция	Со связанными смолами	60…140	0,036
	Доска, брус	120…130	0,052…0,040
	Пена	100…150	0,043…0,048

Какие теплоизоляторы лучше?

На основании вышеприведенных данных можно сделать следующие выводы:

• Наилучшим соотношением плотности и теплоизоляционной способности (R > 6) обладают полиуретаны, причём сортамент материала и способ теплоизоляции особого значения не имеют.

  Преимущества – лёгкость нанесения, недостаток – дороговизна материала.

• Хорошие показатели прочности/теплопроводности (R > 4,5) характерны для пенополистирола и полистирола. Они характеризуются разумной ценой, малой плотностью и доступностью, однако не всегда сочетаются со стекловолоконными смолами и легко повреждаются.
• Неплохой вариант – применение рулонных материалов на основе базальтовой и минеральной ваты: удовлетворительная теплоизоляция (R > 3,5) и простота установки. Плотность, однако, часто больше желаемой, а влагостойкость – хуже, чем у всех вышеперечисленных материалов.

Чтобы компенсировать последствия установки теплоизоляции в различных типах кровли, помимо плотности, следует учитывать и остальные характеристики:

• Устойчивость к воздействию химикатов, которые могут содержаться в осадках.
• Влагостойкость.
• Нечувствительность к вибрациям.
• Огнестойкость.
• Прочность.

Значения большинства из вышеперечисленных параметров повышаются с ростом плотности продукта.

Полезное видео

Из видео узнаете, какую плотность утеплителя выбрать и почему:

Заключение

  
Описанный принцип выбора очень хорошо предсказывает эффект влияния толщины теплоизолятора на порядок и технологию его установки. Универсальность приёма может быть оценена только тогда, когда его распространить на возможно большее количество типоразмеров теплоизоляционной продукции, каждый из которых анализируется по фактическому соотношению показателей плотности и теплопроводности.