Экструзионный пенополистирол на штукатурных фасадах – это хорошо или плохо - Пенополистирол

Экструзионный пенополистирол на штукатурных фасадах – это хорошо или плохо?

Штукатурные (еще их называют «мокрые») фасады – одно из самых распространенных решений в современном строительстве. Такие фасады не только радуют глаз, но и выполняют функцию энергосбережения благодаря теплоизоляционному слою. До сих пор применение полимерной изоляции в качестве этого слоя зачастую отвергалось из-за низкой паропроницаемости. Традиционно считается, что стены должны «дышать», а пар из помещения, не имея выхода, будет конденсироваться на границе основания стена/утеплитель, что приведет к быстрому накоплению влаги в стенах.

На самом деле «дыхание стен» — это попросту миф. Поговорим об этом подробнее. Так, например, исследования, проведенные недавно компанией ТЕХНОНИКОЛЬ (ведущий международный производитель надежных и эффективных строительных материалов и систем) показали: экструзионный пенополистирол вполне может применяться в качестве утеплителя для штукатурных фасадов. Разобраться в нюансах этого вопроса поможет руководитель технической службы Направления «Полимерная изоляция» Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Кирилл Парамонов.

— Кирилл, в чем особенность штукатурных фасадов и в каких случаях их рекомендуется применять?

— Штукатурные фасады – одна из разновидностей многослойных конструкций, практика применения которых в нашей стране еще только формируется. Традиционным материалом для устройства стен в России являются монолитный бетон, кирпичная кладка или газонаполненные бетонные блоки. При таких преимуществах, как прочность и долговечность, они обладают относительно высокой теплопроводностью, поэтому для поддержания в здании комфортного микроклимата требуются большие объемы тепловой энергии: газа, электричества, дров. Во многом именно поэтому в России на здания приходится 45 - 50% всех потребляемых страной энергоресурсов (согласно данным исследования ЦЭНЭФ в 2011 году), а эффективность использования тепловой энергии вдвое ниже, чем в некоторых развитых странах Запада. Постепенно ситуация меняется. Растущие тарифы ЖКХ заставляют людей задумываться о рациональности использования энергии. Более жесткими становятся и требования нормативной базы. Например, чтобы обеспечить требуемый строительными нормами уровень теплового сопротивления кирпичных стен, их необходимо делать метровой толщины, а это, в свою очередь, не только увеличит расход дорогостоящих материалов, но и потребует серьезного решения для фундамента, способного выдержать большую нагрузку, что обязательно отразится на конечной стоимости жилья.

Выходом стал переход на многослойные конструкции, в которых «роли» распределены. Конструктивные материалы, такие как газобетон, кирпич и другие выполняют функцию обеспечения механической устойчивости здания, а за комфортный микроклимат в помещении отвечают теплоизоляционные материалы. Одним из таких решений и являются штукатурные фасады. Технология их устройства относительно проста: к стене основания крепится слой теплоизоляции, покрываемый снаружи штукатуркой. Штукатурные фасады – это возможность достичь высокой эффективности потребления тепловой энергии и комфорта, а также придать зданию эстетическую привлекательность. Поэтому популярность штукатурных фасадов с каждым годом растет.
Применение в штукатурных фасадах полимерной изоляции находит множество противников, в большинстве случаев это связано с устоявшимися убеждениями и стереотипами.

— Один из них – неприменимость экструзионного пенополистирола как вида теплоизоляции для штукатурных фасадов? На чем, по вашему мнению, основывается это мнение?

— Как я уже говорил, практика применения многослойных конструкций с полимерной изоляцией в нашей стране еще только формируется. В основу многих стереотипов лег негативный опыт, связанный с ошибками, допущенными при проектировании или строительстве.

Полимерный утеплитель может стать хорошей альтернативой другим более привычным видам утеплителей для штукатурных фасадов. Например, компания ТЕХНОНИКОЛЬ специально разработала комбинированную систему ТН ФАСАД Комби. Система обладает высокими пожарно-техническими характеристиками за счет применения противопожарных рассечек из негорючих минераловатных плит ТЕХНОФАС. Класс пожарной опасности системы ТН-ФАСАД Комби К0 по ГОСТ 31251-2008. В системе в качестве теплоизоляции применяется экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO FAS, который имеет фрезерованную поверхность для повышения адгезии с клеевыми составами, а также обладает низким водопоглощением и низкой теплопроводностью. Базовый штукатурный слой играет защитную роль по отношению к внешним механическим и погодным воздействиям. Армирование данного слоя щелочестойкой сеткой снижает опасность возникновения трещин. Система ТН ФАСАД Комби разрешена к применению на зданиях всех степеней огнестойкости и всех классов конструктивной и функциональной пожарной опасности высотой до 75 м за исключением зданий классов функциональной пожарной опасности Ф1.1 и Ф4.1.

- Так зачем же применять комбинированную систему утепления штукатурных фасадов, когда можно использовать негорючий минераловатный утеплитель?

Преимущество комбинированной системы заключается в том, что экструзионный пенополистирол практически не впитывает влагу, а по сравнению с другими теплоизоляционными материалами для фасадных систем с тонким штукатурным слоем благодаря высоким теплозащитным характеристикам при одинаковой толщине теплозащитные свойства будут выше, а соответственно ниже теплопотери и стоимость отопления. При грамотном подходе и соблюдении всех правил применения штукатурный фасад с XPS может оказаться отличным решением для утепления дома.

— Какие именно нюансы необходимо учесть при устройстве штукатурного фасада с экструзионным пенополистиролом?

— Одна из сложностей, с которыми могут столкнуться строители, – низкая адгезия материала к штукатурным составам, что может потребовать дополнительного времени на предварительную обработку поверхности материала ножовкой или щеткой, а это повышает трудоемкость. Решением может стать применение специальных материалов для фасадов. Например, в прошлом году наша компания начала выпуск нового продукта XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO FAS с инновационной технологией фрезерования плит с микро-канавками. Данный вид фрезерования позволяет добиться существенно более высокой адгезии со штукатурными составами и обеспечить надежную долговечную защиту фасада. Использование этого материала не требует дополнительной обработки.
Второй нюанс: при устройстве штукатурных фасадов с утеплителем из экструзионного пенополистирола необходимо делать противопожарные рассечки из каменной ваты. Равномерно распределенные по стене они предотвратят возникновение пожара, при этом конструкция останется экономичной.
Третий нюанс, из-за которого экструзионный пенополистирол зачастую даже не рассматривается в качестве утеплителя для штукатурных фасадов, — его паронепроницаемость.
Но стоит особенно отметить, что независимо от выбранного типа материала, будь то материал с высокой или низкой паропропускной способностью всегда необходимо проводить расчеты на предмет влагонакопления в конструкции. Если этому вопросу не уделено должное внимание, конструкции будут отсыревать и быстро придут в негодность.

Конденсация происходит при наличии двух условий – определенной температуры и определенного парциального давления. Если конструкция недостаточно утеплена или допущены ошибки строителей, то на поверхности стены или на границе слоев появляется холодная область, на которой может выпадать конденсат, а следовательно - чем тоньше теплоизоляция, тем более холодная поверхность под этой теплоизоляцией. Выход – увеличивать толщину теплоизоляции (хотя бы до минимального расчетного).
Еще одна проблема связана с так называемым «дыханием стен», но в правильном понимании этого определения. На самом деле стены не «дышат», но могут за счет своей гигроскопичности и паропроницаемости осуществлять влагоперенос и «доставлять» влагу к более холодным слоям стены. Это касается только тех материалов стен, которые обладают достаточно высокой паропропускной способностью или имеют дефекты (щели) в конструкции. К таким материалам могут относится неоштукатуренная кладка из кирпича или газоблоков. Если стена отштукатурена, окрашена или защищена материалом с низкой паропропускной способностью (например, виниловые обои), то на поверхности стены создается своеобразный паробарьер, который не позволяет воздуху мигрировать в конструктивный материал стены.

При наличии в «дышащей» неоштукатуренной стене сквозных трещин в зимний отопительный период воздух будет проходить через эти конструктивные дефекты (щели) стены двигаясь в сторону улицы и попадать в теплоизоляцию. Мигрируя в сторону улицы, воздух постепенно охлаждается и возможен риск выпадения влаги из воздуха именно в слое теплоизоляции, если теплоизоляция имеет открытые поры и высокую паропроницаемость, тем самым увлажняя и снижая ее характеристики, (т.к. у воды теплопроводность выше, чем у воздуха и чем более воздух увлажнен в слое утеплителя, тем ниже его теплозащитные характеристики, которые восстановятся тогда, когда сама теплоизоляция не высохнет). А условия для высыхания возможны только в летнее теплое время года.

Но при этом всю зиму стена будет стоять увлажненной и расход тепла на прогревание помещения возрастет. Если в неоштукатуренной «дышащей» стене использовать материал с низкой паропропускной способностью в качестве теплоизоляции, то влага будет задерживаться на границе теплозоляции и стены. Как видно, применение любого типа теплоизоляции на проблемных стенах вызывает неприятные последствия, поэтому следует устраивать преграду для паровоздушной смеси – использовать пароизоляционные материалы изнутри помещений, которые не пропускают этот влагонасыщенный воздух вглубь конструкции. Правильные расчеты по влагонакоплению позволяют исключить условия для конденсации влаги, благодаря чему фасад будет служить долго.
Может возникнуть впечатление, что необходимо учесть слишком много нюансов и велика вероятность человеческого фактора: есть риск неправильного проведения расчетов при проектировании (ошибка в той же толщине теплоизоляционного слоя может привести к конденсации) или при монтаже (образование мостиков холода, неправильное расположение противопожарных рассечек). В мировой практике решением стал переход на применение готовых строительных систем. Все компоненты в них уже подобраны производителем, проведены испытания на соответствие действующим нормативам, что практически исключает риск ошибок.

— Расскажите подробнее о результатах исследования, которое вы провели.
— Мы провели исследования двух видов конструкций жилых помещений с утеплителем из экструзионного пенополистирола XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON – с основанием из газобетонных блоков и с основанием из керамического кирпича. За расчетный регион строительства взята Москва.
конструкция 1 с основанием из кладки газобетонных блоков на клеевом составе толщиной 300 мм (рис. 1);
конструкция 2 с основанием из кладки керамического кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 380 мм (рис. 2).


Рисунок 1. Расчетная схема конструкции 1:
1 — гипсовая штукатурка;
2 — кладка газобетонных блоков на клеевом составе;
3 — штукатурно-клеевая смесь марки;
4 — утеплитель «XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON»;
5 — штукатурно-клеевая смесь

Рисунок 2. Расчетная схема конструкции 2:
1 — гипсовая штукатурка;
2 — кладка керамического кирпича на цементно-песчаном растворе;
3 — штукатурно-клеевая смесь марки;
4 — утеплитель «XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON»;
5 — штукатурно-клеевая смесь

Эксперты Санкт-Петербургского Политехнического института определяли влагонакопление конструкций по двум методикам: базовым методом согласно п. 8 «Защита от переувлажнения ограждающих конструкций» СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и альтернативным методом в соответствии с СТО 73090654.001–2015 и СТО 03984362.574100.056–2015 на основе анализа влажностного режима ограждений в годовом цикле. Эти СТО разработаны НИИ в соответствии с Федеральным законом № 384–ФЗ и гармонизированы с требованиями Международного стандарта ISO/FDIS 13788.
Разработанные и внедренные в стандарты организаций методы позволяют выполнить оценку влагонакопления в ограждающих конструкциях в годовом цикле на основе определения плоскостей конденсации влаги в ограждении в наиболее холодный месяц года с последующим анализом динамики влагонакопления в этих плоскостях конденсации по месяцам в течение года. Указанные методы инженерной оценки влажностного режима ограждающих конструкций наглядны и доступны широкому кругу проектировщиков.
После проведения расчетов получились данные, отображенные на графиках.
График 1. Профили парциального давления водяного пара (p) и давления насыщенного водяного пара (psat) в период влагонакопления в конструкции 1

Из графика видно, что кривые p и psat в слое утеплителя. Плоскость максимального увлажнения в пограничной зоне отсутствует (где кривые p – профиль парциального давления водяного пара и psat – давления насыщенного пара).
В таблице 1 представлены результаты исследования второго типа конструкции.

Рассматриваемая конструкция имеет одну плоскость максимального увлажнения в слое утеплителя.

Определение плоскости максимального увлажнения позволяет выполнить оценку влагозащитных свойств ограждающих конструкций по предельно допустимому состоянию увлажнения. Если плоскость максимального увлажнения расположена в слое утеплителя, то этот слой принимается за увлажняемый.
Анализ результатов расчета показывает, что систематического накопления влаги в ограждающих конструкциях за годовой период эксплуатации не происходит, переувлажнение теплоизоляционного слоя за период влагонакопления отсутствует.

Также была произведена оценка влажностного режима ограждающих конструкций. Расчеты показали, что в рассматриваемых типах ограждающих конструкций плоскость конденсации влаги в наиболее холодный месяц года отсутствует. В этом случае конденсации влаги в ограждающих конструкциях не происходит.

Исходя из вышеизложенных данных можно говорить о том, что экструзионный пенополистирол XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON толщиной 100 мм может применяться в фасадных системах с защитным штукатурным слоем без угрозы накопления влаги в конструкции.

В заключение хотелось бы добавить, что в Европе большую часть утепленных по технологии штукатурных фасадов стен выполняют именно из полимерных теплоизоляционных материалов и низкая паропроницаемость воспринимается не как недостаток материала, а как достоинство, как стабильность материала по теплозащитным характеристикам. На вопрос – если стены не «дышат», то как поступает свежий воздух в дом? Отвечаем: за дыхание стен отвечает система вентиляции или проветривание через окна. По исследованиям двух польских ученых (Анджей Бобочицкий и Ежи А. Погоржельский из Института строительной техники) 97% влаги, содержащейся в квартире, удалялось из помещения через неплотности в стене и вентиляционные коллекторы. Никакие самые паропроницаемые стены не смогут обеспечить вас свежим чистым воздухом. Зато смогут снизить теплозашиту стены и повысить расход тепла на отопление дома.
На основании исследований можно смело сказать, что применение экструзионного пенополистирола в качестве теплоизоляции на штукатурных фасадах надежно и выгодно. Применяя материалы правильно, вы обеспечите надежную утепленную конструкцию.