Первый вопрос, который предстоит решить, — какая система теплоизоляции будет применяться. Утеплитель может располагаться:

— с внутренней стороны ограждающей конструкции;
— внутри ограждающей конструкции;
— с внешней стороны ограждающей конструкции.

Утепление с внутренней стороны ограждающей конструкции не изменяет внешний облик сооружения, поэтому его часто применяют в зданиях со сложными в архитектурном плане фасадами, представляющими художественную или историческую ценность. Монтажные работы при этом можно производить в любое время года.
В частном строительстве данная система используется нечасто, так как подходит не для всех помещений. Один из ее существенных недостатков — очевидное уменьшение площади комнаты за счет увеличения толщины стены. Второй — массивная, хорошо аккумулирующая тепло часть стены (например, из кирпича) оказывается в зоне низких температур. Это резко снижает тепловую инерцию ограждающей конструкции, что в значительной степени ухудшает микроклимат в помещении. Кроме того, из-за значительного снижения температуры ограждающей конструкции между теплоизоляционным слоем и внешней стеной в холодное время года конденсируется влага. Это приводит к прогрессирующему отсыреванию стен и развитию в них микроорганизмов (грибков, плесени), что в сочетании с повышенной влажностью в помещениях негативно влияет на здоровье человека. Еще одна проблема внутреннего утепления — неизбежные «мостики холода», поскольку перегородки и перекрытия жестко связаны с несущей стеной, и тепло выводится через них наружу.
Таким образом, к утеплению с внутренней стороны стен прибегают только когда его невозможно осуществить снаружи (исторические памятники) или если это экономически целесообразно.
Утеплитель внутри ограждающей конструкции — система, которая успешно применяется в индивидуальном строительстве с середины прошлого века, с той лишь разницей, что сегодня в качестве утеплителя используют современные материалы, а не торф, мох или опилки, как это было на заре рождения технологии.
Возведение ограждающих конструкций с утеплителем внутри стены возможно практически из любого материала (лесоматериалы, штучный камень, различные панели и монолитные конструкции). Однако чаще всего такую систему задействуют при возведении стен по типу колодцевой кладки из штучных каменных материалов (кирпич, камень).
Колодцевая кладка представляет собой трехслойную конструкцию. Внутренний слой может быть выполнен из кирпича или блоков (бетонных, керамзитобетонных, шлакобетонных, гипсобетонных, газосиликатных). Толщина этого слоя определяется только прочностными требованиями (которые зависят от используемого материала, типа фундамента, этажности и т. д.).
Назначение внешнего лицевого слоя — защитить утеплитель от воздействия окружающей среды. Выполняться он может из кирпича или камней керамических лицевых, отборных стандартных кирпичей, силикатных, а также бетонных лицевых кирпичей. При облицовке силикатным кирпичом цоколь, пояса, парапеты и карниз выполняются из керамического кирпича. Кроме того, для наружного слоя могут использоваться бетонные и керамзитобетонные блоки со штукатуркой.
Серьезный недостаток подобной системы — невозможность ремонта, поэтому утеплитель следует выбирать «на века» — он должен служить столько, сколько и стены (следовательно, обладать высокой влагостойкостью и устойчивостью к деформациям).
Внутренний и наружный слои ограждающей конструкции должны быть связаны между собой жесткими или гибкими связями. С позиции теплотехники эти связи являются «мостиками холода» и могут значительно снижать термическое сопротивление всей ограждающей конструкции. Очевидно, что самое большое снижение теплосопротивления дает применение жестких кирпичных связей. Использование связей из нержавеющей стали значительно уменьшает теплопотери. Однако наиболее перспективный вариант с точки зрения борьбы с «мостиками холода» — применение специальных стеклопластиковых связей (теплопотери не превышают 2%).
Еще одна чрезвычайно серьезная проблема — конденсация влаги внутри конструкции. Водяной пар, в результате диффузии попадающий в толщу стены, может привести к прогрессирующему отсыреванию утеплителя и постепенной потере им теплоизолирующих свойств. При этом утеплитель не высыхает даже в теплое время года, так как наружный слой является паробарьером. Для борьбы с этим явлением применяется пароизоляционный слой между внутренней стеной и утеплителем и/или устраивается воздушный вентиляционный зазор. Трехслойная стена с воздушным зазором является своего рода вентилируемым фасадом, только роль облицовки здесь выполняют не листовые или плитные материалы, а каменная наружная стена. Когда осуществляется монтаж — вентилируемые фасады утепляются с помощью системы СКАНРОК.
Конструкции трехслойных стен с утеплителем внутри применяются достаточно широко, поскольку обладают рядом несомненных преимуществ: сравнительно небольшая толщина и, соответственно, легкий вес; высокая тепловая эффективность; огнестойкость (стены с облицовкой из кирпича можно применять в зданиях любой степени огнестойкости). Еще одно достоинство такого решения — сравнительно невысокая стоимость.
Однако трехслойные стены обладают и рядом недостатков: трудоемкость их возведения довольно высока, недостаточно изучен вопрос поведения различных типов утеплителей в ходе эксплуатации сооружения.
Наиболее распространена в индивидуальном строительстве наружная система утепления «мокрого» типа, когда утеплитель закрепляют на внешней поверхности несущей стены. Сверху утеплитель защищают от атмосферных воздействий слоем штукатурки. Этот метод позволяет использовать легкие ограждающие конструкции без потери теплоустойчивости (следовательно, нет необходимости возводить «тяжелый» и дорогой фундамент). Несущая стена при этом не промерзает, а наоборот, аккумулирует тепло. «Точка росы» смещается внутрь теплоизоляционного слоя. Сконденсированная влага быстро испаряется через штукатурку, не вызывая переувлажнения конструкции.
Помимо того, утеплитель защищает бетон от разрушения и стальную арматуру — от коррозии. Еще два несомненных достоинства внешней системы утепления — отсутствие «высолов» на фасаде и хорошая звукоизоляция наружных стен.
Однако данная система имеет некоторые ограничения. Прежде всего — сезонность выполнения работ, так как мокрые процессы могут проводиться только при плюсовой температуре (до +5°С). Возможно выполнение части работ (приклейка утеплителя, дюбелирование и армирование) в зимний период с использованием тепловых завес. Однако окончательную отделку в любом случае осуществляют в теплое время года.

ЧЕМ УТЕПЛЯЕМ?

В настоящее время на рынке предлагается множество теплоизоляционных материалов (ТИМ), однако наиболее популярными остаются три вида — минеральная вата, стекловата и пенополистирол.
Минеральная вата — тонкие и гибкие волокна, полученные при охлаждении предварительно раздробленного в капли и вытянутого в нити минерального расплава. В зависимости от вида сырья минеральная вата бывает каменная и шлаковая. Каменная вата производится из горных пород — диабаза, базальта, известняка, доломита. Шлаковую вату получают из шлаков черной и цветной металлургии. Ведущие мировые производители работают исключительно с горными породами — из них получается минеральная вата высокого качества с длительным сроком эксплуатации.
На качество минераловатных ТИМ в значительной мере влияет тип связующего. Для строительных целей предпочтительно использовать изделия на фенольном связующем, поскольку карбамидное — менее водостойкое. Бояться выделения фенола не стоит. При строгом соблюдении технологии происходит полная нейтрализация и поликонденсация фенола.Основным отличием минеральной ваты от многих других ТИМ является ее негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью. К тому же минвата обладает такими качествами как устойчивость к температурным деформациям, негигроскопичность, химическая и биологическая стойкость, экологичность и легкость выполнения монтажа.
Стеклянная вата — материал, сходный по структуре с минеральной ватой, только состоит из стеклянных волокон. Для их получения используют то же сырье, что и для производства обычного стекла, или отходы стекольной промышленности.
Волокна стеклянной ваты имеют большую толщину и в 2-3 раза большую длину по сравнению с минеральной. Благодаря этому изделия из стекловаты обладают повышенной упругостью и прочностью. Стеклянная вата практически не содержит неволокнистых включений и обладает высокой вибростойкостью. Однако температуростойкость стеклянной ваты обычного состава существенно ниже, чем у минеральной — до 450°С.
ТИМ из стекловолокна — хорошие звукоизоляторы, обладают высокой химической стойкостью, не содержат коррозионных агентов, негигроскопичны. Этот негорючий материал не выделяет токсичные и вредные вещества под воздействием огня.
Альтернатива волокнистым утеплителям — газонаполненные пластмассы (пенопласты) — органические высокопористые материалы, получаемые из синтетических смол.
Благодаря низкой средней плотности, высоким тепло- и звукоизоляционным свойствам, повышенной удельной прочности, а также другим ценным эксплуатационным свойствам пенопласты не имеют аналогов среди традиционных строительных материалов.
Однако большинству газонаполненных пластмасс свойственны определенные недостатки, ограничивающие возможность их применения: пониженные огнестойкость, теплостойкость и термостойкость. Кроме того, процессы деструкции (старения) этих материалов, и их биостойкость в процессе длительной эксплуатации до конца не изучены.
Одним из важнейших критериев качества пенопластов является соотношение числа открытых и закрытых пор в их структуре. Физико-механические свойства улучшаются с увеличением доли закрытых ячеек.
Преимущественно замкнутую ячеистую структуру имеют по- листирольные и поливинилхлоридовые пенопласты, а также жесткие пенополиуретаны. Это предопределяет широкое распространение перечисленных пенопластов.
Пенополистирол уже более 40 лет занимает прочные позиции в ряду теплоизоляционных материалов. В Европе, Америке и Азии его называют стиропором, по названию исходного материала, применяющегося для его производства.
Пенополистирол получают из стиропора путем вспучивания при нагревании под действием газообразователя. В результате образуются гранулы размером 5-15 мм. Иногда их используют в теплоизоляционных засыпках или в качестве легкого заполнителя в производстве теплоизоляционных штучных материалов с применением различных связующих (например, пенополистиролбетон). Большей частью гранулы пенополистирола перерабатываются в плиты без применения каких-либо вяжущих.
По технологии производства изделия из пенополистирола делят на два класса, существенно отличающихся своими свойствами. Изделия первого класса формируют путем спекания гранул друг с другом при повышенных температурах. В качестве строительной теплоизоляции наиболее распространены плиты пенополистирольные (ППС) по ГОСТ 15588-86. Изделия второго класса получают, смешивая гранулы полистирола при повышенных температурах с последующим введением вспенивающего агента и выдавливанием из экструдера. Эти изделия также широко применяются в строительстве и хорошо известны под названием экструдированный пенополистирол.
Качественные пенополистирольные плиты (ППС) характеризуются низкой теплопроводностью и плотностью. При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Пенополистирол отличается малой гигроскопичностью и низким водопоглощением.
До недавнего времени широкое применение пенополистирола в строительстве ограничивалось из-за его горючести. Но сейчас на рынке появились трудновоспламеняемые и самозатухающие марки пенополистирола (ППСБ-С). Такие материалы содержат специальные добавкиантипирены, подавляющие самостоятельное горение, которое наблюдается только в прямом контакте с открытым пламенем. При прекращении воздействия пламени горение пенополистирола затухает. Капли, образующиеся от расплава, не могут служить источником дальнейшего распространения огня.
Температурная стойкость пенополистирола ограничивается отметкой 100°С. При более высокой температуре материал начинает медленно размягчаться и усаживаться. Но в строительных конструкциях такие температуры практически не встречаются. В то же время производство вспенивающего полистирола не стоит на месте — уже производятся марки, предназначенные для рабочих температур в 110°С.
Пенополистирол не может долго противостоять воздействию ультрафиолетовых лучей. В результате длительного (около двух месяцев) солнечного облучения поверхность плит коричневеет и постепенно превращается в пыль. Перед отделкой пенополистирол должен быть тщательно очищен от этой пыли.
Экструдированный пенополистирол (ЭПС) представляет собой плиту равномерной структуры, состоящую из мелких, практически полностью закрытых ячеек (пор). Благодаря своей структуре он обладает целым рядом замечательных свойств. Теплопроводность материала чрезвычайно низка, как и водопоглощение (это позволяет с успехом применять его без дополнительной гидроизоляции). Прочностные характеристики, напротив, очень высоки. ЭПС химически стоек по отношению к большинству используемых в строительстве материалов (за исключением органических растворителей, безводных кислот и бензина). При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для данного материала. Клеить ЭПС можно горячим битумом.
До недавнего времени широкое применение пенополистирола в строительстве ограничивалось из-за его горючести. Но сейчас на рынке появились трудновоспламеняемые и самозатухающие марки пенополистирола (ППСБ-С). Такие материалы содержат специальные добавкиантипирены, подавляющие самостоятельное горение, которое наблюдается только в прямом контакте с открытым пламенем. При прекращении воздействия пламени горение пенополистирола затухает. Капли, образующиеся от расплава, не могут служить источником дальнейшего распространения огня.
Температурная стойкость пенополистирола ограничивается отметкой 100°С. При более высокой температуре материал начинает медленно размягчаться и усаживаться. Но в строительных конструкциях такие температуры практически не встречаются. В то же время производство вспенивающего полистирола не стоит на месте — уже производятся марки, предназначенные для рабочих температур в 110°С.
Пенополистирол не может долго противостоять воздействию ультрафиолетовых лучей. В результате длительного (около двух месяцев) солнечного облучения поверхность плит коричневеет и постепенно превращается в пыль. Перед отделкой пенополистирол должен быть тщательно очищен от этой пыли.
Экструдированный пенополистирол (ЭПС) представляет собой плиту равномерной структуры, состоящую из мелких, практически полностью закрытых ячеек (пор). Благодаря своей структуре он обладает целым рядом замечательных свойств. Теплопроводность материала чрезвычайно низка, как и водопоглощение (это позволяет с успехом применять его без дополнительной гидроизоляции). Прочностные характеристики, напротив, очень высоки. ЭПС химически стоек по отношению к большинству используемых в строительстве материалов (за исключением органических растворителей, безводных кислот и бензина). При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для данного материала. Клеить ЭПС можно горячим битумом.