Книги, научные публикации
МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КРУГЛЫЙ СТОЛ С момента выхода в свет серии нормативно-технических документов, в которых изложены основные теплотехнические требования, предъявляемые ко всем
строящимся и реконструируемым объектам, усилия проектировщиков были направлены на поиск технических решений, позволяющих повысить уровень тепловой защиты зданий и уменьшить расходы на их отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и освещение. Известно, что в процессе эксплуатации здания до 40% тепловой энергии теряется через несветопрозрачные ограждающие конструкции. Поэтому один из путей сокращения теплопотерь, а стало быть, и объемов потребления топливно-энергетических ресурсов, Ч увеличение сопротивления теплопередаче наружных стен, цокольных перекрытий и пятого фасада при помощи тех или иных теплоизоляционных систем. Обязательный компонент любой системы теплоизоляции Ч утеплитель. Именно он отвечает за выполнение теплосберегающих функций, и от его способности длительное время выполнять эти функции в значительной степени зависит стабильность эксплуатационных и эстетических характеристик системы и, как следствие, Ч энергоэффективность, качество и долговечность всего сооружения. Поскольку вид и интенсивность нагрузок, которым подвергаются те или иные теплоизоляторы в процессе эксплуатации, а, стало быть, и предъявляемые к ним технические требования определяются условиями работы их в системе, следует очень внимательно относиться к выбору материала для теплоизоляционного слоя. Неправильно подобранный утеплитель, точнее его использование не по назначению Ч одна из наиболее часто встречающихся в строительной практике причин отказа систем. Как избежать ошибок на стадии выбора теплоизоляционных материалов? На какие характеристики теплоизоляционных материалов необходимо обращать внимание в первую очередь? Каких критериев следует придерживаться, оценивая качество теплоизолятора? Какие факторы влияют на эффективность работы и продолжительность срока службы утеплителя в той или иной конструкции? Ответить на эти и ряд других вопросов, а также высказать свою точку зрения относительно перспектив современных технологий утепления строительных конструкций мы попросили специалистов, представляющих: Федеральное государственное учреждение Федеральный центр технической оценки продукции в строительстве (ФГУ ФЦС): Шеремет Александр Григорьевич Ч главный специалист;
ГУ Центр Энлаком: Ларин Олег Александрович Ч заместитель директора по научной работе;
Калинин Андриан Юрьевич Ч главный инженер;
Научно-исследовательский институт строительной физики: Гагарин Владимир Геннадьевич Ч заведующий лабораторией теплофизических характеристик и долговечности строительных материалов и конструкций;
Центральный научно-исследовательский институт проектирования промышленных зданий: Гликин Сергей Михайлович Ч заместитель генерального директора;
Воронин Алексей Михайлович Ч руководитель отдела покрытий и кровель;
Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова Российской академии наук: Земцов Александр Николаевич Ч старший научный сотрудник;
Компанию Диат-2000: Цыкановский Евгений Юльевич Ч генеральный директор;
Компанию Максмир: Матвиевский Александр Анатольевич Ч генеральный директор;
Компанию Изовер: Шойхет Борис Михайлович Ч заместитель директора;
Щеглов Станислав Анатольевич Ч руководитель отдела разработки и сертификации продукции;
Компанию URSA: Бацагин Владимир Сергеевич Ч руководитель группы технической поддержки продаж московского представительства компании;
Мехнецов Илья Анатольевич Ч руководитель отдела по технической поддержке продаж;
Компанию BASF: Бек-Булатов Андрей Искандерович Ч менеджер по технической поддержке;
Компанию ТехноНИКОЛЬ: Капранов Дмитрий Сергеевич Ч директор по продажам проекта Теплоизоляция. Участники дискуссии встретились за круглым столом, по материалам которого подготовлена данная публикация.
Технологии строительства 2(36)/ УТЕПЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И ВЫБОРА Т Е П Л О И З О Л Я - И О Н Н Ы Х М АТ Е Р И А Л О В Материал для публикации подготовила Г Кузнецова.
Нет плохой теплоизоляции есть неправильное ее применениеЕ Технологии строительства 2(36)/ или стекловолокна. Имеют ли они какие-то преимущества по сравнению с традиционно применявшимися в отечественной строительной практике теплоизоляторами? Гликин: Что можно сказать о работе теплоизоляционных материалов в кровле? В общем-то, мне кажется, этот вопрос уже достаточно изучен. В ситуациях, когда речь идет о кровле традиционной конструкции, кроме коэффициента теплопроводности большое значение имеет прочность теплоизоляционного материала. Если в качестве утеплителя предполагается использование волокнистых материалов, то нельзя забывать и про прочность основания, на которое Вы укладываете этот утеплитель. Прочность основания под рулонную кровлю должна быть не меньше 0,06 МПа. В варианте с инверсионной кровлей, особенность ко ТС: Известно, что необходимый энергосберегающий эффект от использования той или иной технологии утепления строительных конструкций может быть получен лишь в том случае, если при проектировании, комплектации и монтаже системы теплоизоляции будут учтены характер взаимодействия всех элементов системы и особенности работы утеплителя в данной конструкции. Что Вы можете сказать об особенностях работы теплоизоляционных материалов в системах утепления кровель? Шеремет: Погода, не перестающая удивлять нас своими сюрпризами, особенно располагает к разговору о теплоизоляции. Итак, что мы сегодня наблюдаем? Рост объемов потребления теплоизоляционных материалов и, что самое главное, Ч рост объемов их производства в России. Причем упор делается на выпуск высококачественных материалов, что, я считаю, очень важно. Наконец-то строители поняли очевидную истину: нельзя экономить на качестве. Заслуживает внимания и еще один факт. Пару лет назад материалы, предназначенные для использования в строительстве, сравнивались только по одному показателю Ч по плотности, поскольку считалось, что плотность определяет все. Однако жизнь внесла свои коррективы и доказала, что кроме плотности важны такие показатели утеплителя, как теплопроводность, паро- и воздухопроницаемость, прочность на сжатие, сжимаемость, упругость, группа горючести, гидрофобность, водостойкость, биостойкость и т.д. Поэтому современные производители, как правило, градацию делают не по плотности, хотя это тоже еще встречается, а по области применения или по какому-то из перечисленных показателей, например, по теплопроводности, по прочности, по воздухопроницаемости, что максимально приближает потребителя к пониманию того, для чего существует тот или иной теплоизоляционный материал или теплоизоляционное изделие. Что касается особенностей работы теплоизоляционных материалов в системах утепления кровель, думаю, что присутствующие на нашей встрече специалисты из ЦНИИ Промзданий могут рассказать об этом лучше, чем кто-либо. Сергей Михайлович, хотелось бы услышать Ваше мнение о современных материалах, например, об изделиях, выполненных из высокомодульной минеральной ваты Воронин Алексей Михайлович Ч руководитель отдела покрытий и кровель ЦНИИ Промзданий Шеремет Александр Григорьевич Ч главный специалист ФГУ ФЦС Технологии строительства 2(36)/ Гликин Сергей Михайлович Ч заместитель генерального директора ЦНИИ Промзданий торой заключается в том, что теплоизоляция монтируется поверх гидроизоляционного ковра, кроме прочностных характеристик и теплопроводности первостепенное значение имеет показатель водопоглощения утеплителя. Материал, способный набирать влагу, работать в теплоизоляционном слое покрытий инверсионного типа не может. Вот почему в таких конструкциях в качестве утеплителя используется, как правило, экструдированный пенополистирол. Я думаю, это основные критерии, которых необходимо придерживаться, выбирая теплоизоляционный материал при проектировании кровли. Однако существует ряд особенностей, которые тоже следует учитывать. Многое зависит от того, какой вид финишной отделки предусмотрен проектом. Если это будет рулонная кровля, это один ТС: Алексей Михайлович, не могли бы Вы, опираясь на результаты Ваших наблюдений, ответить на вопрос: какие факторы влияют на долговечность кровли? Воронин: Я по долгу службы в течение нескольких лет занимаюсь проектированием кровельных конструкций и мониторингом кровель эксплуатируемых зданий и должен Вам сказать, что процентов на 90Ч 95 долговечность кровли зависит от качества монтажа. Какими бы замечательными характеристиками не обладали материалы кровельного пирога, заложенные в проект архитектором, на получение достойного результата Вы вряд ли сможете рассчитывать, если работы по устройству кровли будут выполнять монтажники, профессионализм которых вызывает хотя бы малейшее сомнение.
товой, стекловолокнистой, полимерноволокнистой, комбинированной основе;
Х по виду основного компонента покровного состава, вяжущего или материала: битумные, битумно-полимерные, полимерные (эластомерные вулканизированные и невулканизированные, термопластичные);
Х по виду защитного слоя: с посыпкой, с фольгой, с пленкой. На сегодняшний день на отечественном рынке представлены рулонные материалы практически всех видов, перечисленных в классификации. Так вот, анализ результатов испытаний, которые проводили специалисты нашего института, позволяет сделать вывод о том, что срок службы кровельного ковра, выполненного из материалов на битумном вяжущем, не превышает 10Ч12 лет, битумно-полимерные кровли могут прослужить 15Ч20Ч25 лет в зависимости от того, какие полимерные добавки использовались с целью модификации битума. К категории наиболее долговечных рулонных материалов относятся полимерные мембраны. Испытания показали, что кровельные покрытия на основе эластомеров и термопластов обладают способностью сохранять свои потребительские характеристики в течение 25Ч50 лет эксплуатации. Основной эксплуатационный показатель, по которому определяется долговечность кровельного ковра, это гибкость рулонных материалов, применяемых при устройстве мягких кровель. ТС: А долговечность теплоизоляторов, применяемых сегодня в строительной практике, сопоставима со сроками службы кровельных материалов? Ведь, если мы закладываем в проект 50-летний срок службы объекта, то, очевидно, и утеплитель должен сохранять работоспособность в течение всего срока эксплуатации без существенной потери теплозащитных свойств. Можно ли, опираясь на накопленный опыт эксплуатации теплоизоляционных систем, сделать какие-то выводы относительно долговечности, например, минеральной ваты, пенополистирола и т.д.? Гликин: Данных довольно-таки мало. Тем не менее, те результаты, которые имеются, свидетельству ют о том, что срок службы теплоизоляционного материала из стекловолокна или на основе минеральной ваты составляет 25Ч30 лет. По прошествии этого срока начинает возрастать коэффициент теплопроводности. Поэтому при проектировании теплозащиты объектов, рассчитанных на срок эксплуатации больше 50 лет, в теплотехнические расчеты надо вводить поправку 1,3 или 1,5 к тому коэффициенту теплопроводности, который Вы закладываете вначале, то есть увеличивать толщину теплоизоляции в среднем на 30Ч35%. Шеремет: Сергей Михайлович, Вы говорите о наблюдениях, которые проводились на кровлях, выполненных из стандартных материалов. А Ваше мнение на счет современных теплоизоляционных изделий, выполненных из высокомодульной минеральной ваты или стекловолокна. Будут ли они иметь какие-то в этом смысле преимущества? Гликин: Безусловно, будут, однако точных статистических данных на сегодняшний день практически нет. Если ориентироваться на данные зарубежных производителей, а за рубежом, как Вы знаете, уже давно и очень широко применяются минераловатные изделия на долговечной синтетической связке с высоким модулем кислотности волокна и достаточно хорошими теплотехническими показателями, то они дают на свою продукцию 15-летнюю гарантию. Это только гарантийный срок службы, стало быть, долговечность составляет приблизительно 30Ч40 лет. Шеремет: Я бы хотел высказать одно замечание по поводу экструдированного пенополистирола. К сожалению, некоторые фирмы-производители предоставляют потребителю неверную информацию относительно теплофизических характеристик пенополистирола. В свое время в российском стандарте было записано, что теплопроводность ячеистых пластмасс следует определять через 90 суток после их изготовления. Такие сроки выдержки свежеизготовленного пенополистирола обусловлены тем, что в течение этого времени происходит частичное замещение порообразующего газа воздухом. Если же вопрос. Если же в качестве кровельного покрытия планируется применить материалы из листовой стали, меди или, например, из профилированного листа, который имеет промежуточные опоры в виде дистанционных прогонов, в системе теплозащиты можно использовать очень мягкий утеплитель. В частности, это могут быть маты, изготовленные из стеклянного или базальтового волокна, поскольку в данном случае прочность утеплителя никакого значения не имеет. Другое дело, что Вам придется подумать о том, как обеспечить вентиляцию такой кровли, чтобы не образовывался конденсат, и не увлажнялась теплоизоляция. Вот почему при подобном конструктивном решении обязательным компонентом системы утепления является ветрогидрозащитная мембрана.
Мехнецов: А если предположить, что все выполнено грамотно, с соблюдением технологии монтажа, рекомендованной производителем кровельных материалов, то о каком среднем сроке безремонтной службы плоских кровель может идти речь? Воронин: В этом случае многое зависит от того, какой материал используется в системе для устройства гидроизоляционного ковра. Вы, наверное, знаете, что современные рулонные кровельные материалы классифицируют по следующим основным признакам: Х по структуре полотна: мате, риалы могут,быть основные (одно- и многоосновные) и бе, зосновные;
Х по виду основы: материалы могут быть на картонной, асбес Технологии строительства 2(36)/ испытания на теплопроводность производить раньше оговоренных сроков, можно получить чрезвычайно заниженные цифры. И у меня складывается такое впечатление, что некоторые наши производители экструдированного пенополистирола, рекламирующие свою продукцию, оперируют именно такими цифрами. Вот почему в технических свидетельствах на подобные материалы мы обязательно говорим о том, что теплопроводность должна определяться через 90 суток после изготовления, не раньше. В противном случае при расчете толщины теплоизоляции могут быть допущены серьезные ошибки. Бек-Булатов: К сожалению, такие случаи в строительной практике действительно встречаются. Но чаще всего необъективную информацию предоставляют не производители, а компании, которые занимаются продажами. Делается это, я думаю, с одной целью: привлечь к себе, точнее к предлагаемой продукции, внимание потенциальных потребителей. Дело в том, что фреоны, которые раньше очень часто использовались в качестве материала для вспенивания полимерной массы, действительно обладали очень хорошей теплоизоляционной способностью. Поэтому при исследованиях получался коэффициент теплопроводности в районе 0,026 Вт/мК. Иногда продавцы, заявляя теплотехнические характеристики материала, случайно или умышленно забывают упомянуть о том, по какой методике производились испытания на теплопроводность. Например, в России пенополистиролы исследуются при плюс 20 оС, а в Германии Ч при плюс 10 оС. При такой температуре получаются более низкие значения коэффициента теплопроводности. Капранов: Возвращаясь к вопросу о долговечности кровель, хотелось бы отметить, что долговечность кровли определяется долговечностью каждого конструктивного элемента кровельной системы в отдельности, и наиболее недолговечный из этих элементов ограничивает срок службы всей системы. То есть в какихто случаях слабым звеном может оказаться гидроизоляционный ковер, в каких-то Ч пароизоляция и т.д. Если какой-то элемент системы по той или иной причине перестает выполнять свои функции, нормальный режим работы утеплителя нарушается, и теплоизоляционная система выходит из строя. Приведу пример из практики. Мы имеем опыт демонтажа кровли у нас на заводе Акси в Челябинске. Завод был построен в начале 80-х годов. В качестве материала для утепления плоской кровли заводских корпусов применялся стандартный материал ППЖ. Поскольку наша компания производит практически точно такие же изделия, нам было интересно узнать, в каком же состоянии находится утеплитель, изготовленный на одном из российских предприятий в конце прошлого века и эксплуатировавшийся в условиях неблагоприятного температурно-влажностного режима. Анализ снятого теплоизоляционного материала показал, что модуль кислотности плит, отслуживших более 20 лет, составляет 1,6 Ч 1,8. Сам материал, несмотря на то, что непосредственно на него укладывался 4-слойный гидроизоляционный ковер из рубероида, видимых изменений вообще не претерпел. Это при всем при том, что в течение всего срока эксплуатации капитальный ремонт кровли не производился ни разу. Места протечек ликвидировались в рабочем порядке. Кроме того, в ходе испытаний было установлено, что теплотехнические характеристики материала практически не изменились: при 25 оС коэффициент теплопроводности составлял 0,044Ч0,045 Вт/мК. В 80-х годах для материалов этой группы такие показатели считались нормой. Проверяли мы и влажность утеплителя. Избыточное увлажнение теплоизоляционного материала отмечалось только в местах повреждения гидроизоляционного ковра. Воронин: Подводя итог всему вышесказанному, хочется напомнить общеизвестную истину: можно из материала среднего качества сделать неплохую кровельную конструкцию, а можно и из хорошего материала сделать такое, что мало не покажется. Повторяю, многое зависит от качества выполнения работы. За рубежом фирмы-производители, как правило, сами выполняют монтаж конструкций и поэтому несут за все ответственность, дают соответствующие гарантии. В России, как Вы знаете, в большинстве слу Мехнецов Илья Анатольевич Ч руководитель отдела по технической поддержке продаж компании URSA Капранов Дмитрий Сергеевич Ч директор по продажам проекта Теплоизоляция компании Технониколь чаев практикуется разделение труда: один производит материал, второй его укладывает, а третий монтирует кровельное покрытие. Отсюда и результат. Матвиевский: Абсолютно с Вами согласен. Плохой теплоизоляции не бывает, бывает, что ее неправильно применяют. Вот и все. ТС: Каковы критерии оценки качества и выбора теплоизоляционных материалов, предназначенных для использования в навесных вентилируемых фасадах и штукатурных системах? Шеремет: Всем известно, что первыми российский строительный рынок начали осваивать технологии утепления мокрого типа. Может быть, поэтому в отношении подбора теплоизоляционных материалов для систем с наружным штукатурным слоем особых проблем нет. Выработаны абсолютно понятные критерии выбора. Это прочность на отрыв слоев, прочность на сжатие, хотя на сжатие утеплитель в штукатурной сис Бек-Булатов Андрей Искандерович Ч менеджер по технической поддержке компании BASF теме почти не работает, и, естественно, определенные требования к качеству волокна. Поскольку в качестве волокнистых материалов в штукатурных системах применяются только минераловатные изделия, то можно говорить о высоком модуле кислотности и соответственно о низком показателе pH водной вытяжки. Эти требования давно сформулированы. В принципе, на российском рынке имеется ряд компаний, которые поставляют продукцию, удовлетворяющую этим требованиям, и здесь больших проблем нет. Проблема, мне кажется, в другом. Во многих системах мокрого типа используется пенополистирол, что, в общем-то, не удивительно: материал относительно дешевый, с ним легко работать Ч крупногабаритные плиты почти ничего не весят и так далее. Но вот паропроницаемость любого пенополистирола Ч и блочного, и тем более экструдированного Ч ниже, чем у известных стеновых материалов. Поэтому удаление влаги в случаях применения пенополистирола затруднено. Мо Технологии строительства 2(36)/ жет быть, это не столь принципиально, когда мы имеем дело с достаточно плотной бетонной стеной. Но использование пенополистирола на кирпичной кладке, на легкобетонных заполнителях может оказаться весьма проблематичным. Ведь всем известно, что влагу из ограждающих конструкций, особенно из свежих, надо удалять как можно быстрее. В какой-то мере проблема повышения паропроницаемости теплоизоляционного слоя решается установкой рассечек из минераловатных плит, но, к сожалению, это не всегда делается. Мне доводилось бывать на 4Ч5-этажных объектах, полностью лупакованных в пенополистирол без каких бы то ни было рассечек. Как будет дышать вся эта конструкция Ч я, честно говоря, не представляю. А ведь есть системы, в которых в качестве утеплителя предлагается экструдированный пенополистирол. С моей точки зрения, это совершенно недопустимо. И уж совсем неожиданная область применения пенополистирола Ч фасадные системы с воздушным зазором. А ведь именно такая система была представлена относительно недавно на выставке Мосбилд. В данном случае, я от комментариев, пожалуй, воздержусь. Теперь, что касается систем с вентилируемым зазором. Если говорить о критериях выбора теплоизоляционных материалов для вентсистем, то на сегодняшний день таких критериев, к сожалению, нет. То есть мы интуитивно в качестве основного критерия назначаем плотность материала. Думаю, что задача наших научных организаций в том и состоит, чтобы сформулировать эти требования, исходя из неких физических характеристик материалов.
бенностям, обладают большой воздухопроницаемостью и могут быть подвержены подсосу воздуха в них или в промежуток между ограждающей конструкцией и теплоизоляционным материалом, что приводит к формированию конвективных потоков и соответственно Ч к неоправданным потерям тепла. Поэтому в системах вентфасадов легкие минераловатные или стекловолокнистые плиты следует комбинировать с более плотными материалами. Учитывая тот факт, что на нашем заседании присутствуют специалисты, в той или иной степени причастные к фасадостроению, хотелось бы узнать их мнение по поводу того, какими критериями необходимо руководствоваться, выбирая теплоизоляционные материалы для фасадных систем. Мы не затронули еще одну проблему Ч проблему защиты поверхности утеплителя. Если вы не будете возражать, мы чуть позже к этой проблеме вернемся. Шойхет: Один из параметров, определяющих пригодность утеплителя для использования в системах с наружным штукатурным слоем, Ч показатель прочности на отрыв слоев, который, согласно действующим нормам, должен быть равен 15 кПа. Принят он, насколько мне известно, с учетом европейских требований. Второй вопрос, на который хотелось бы получить ответ. Все современные технологии утепления фасадов пришли в Россию из-за рубежа. Почему же мы не можем руководствоваться в практике проектирования вентфасадов теми критериями, которые сформулированы зарубежными разработчиками, в том числе по плотности, газопроницаемости, аэродинамическому сопротивлению зазора. Ведь все эти параметры определяемые. То есть, я хочу сказать, почему мы не можем использовать зарубежный опыт применительно к вентфасадам, если мы используем его применительно к фасадам со штукатурным покрытием? Кстати, несколько слов относительно плотности. Плотность действительно является определяющим параметром для теплоизоляционных материалов, но на современном этапе, я думаю, не единственным. Представим себе ситуацию: два материала неодинаковой плотности обладают разной степенью деформативности, разной теплопроводностью и т.д. В этом случае все понятно Ч мы выбираем материал с лучшими характеристиками. А если два рассматриваемых материала обладают разной плотностью, но характеризуются совершенно идентичными теплотехническими и физико-механическими свойствами, какому материалу мы отдадим предпочтение? Думаю, что в большинстве случаев Ч материалу с меньшей плотностью. При этом следует учитывать, что высокая плотность это, помимо всего прочего, Ч дополнительная нагрузка на конструкции и, как следствие, повышение стоимости строительства. Шеремет: Отвечаю на первый вопрос: откуда взялся показатель 15 кПа в качестве требования к прочности на отрыв слоев для плит, используемых в фасадных системах со штукатурным слоем. Конечно, такие отрывающие нагрузки вряд ли когда-нибудь возникнут, но это гарантирует запас прочности при длительной эксплуатации. Согласно данным германских разработчиков технологий утепления мокрого типа, через 30 лет эксплуатации системы остаточная прочность на отрыв слоев волокнистого утеплителя должна составлять 5 кПа. Из этих соображений и назначена исходная прочность 15 кПа, а прочность каждой отдельной плиты не должна быть меньше 14 кПа. Другого критерия пока нет, и я считаю, что он абсолютно нормальный, осознанно назначенный. Теперь, что касается переноса зарубежного опыта проектирования вентсистем на российскую почву. К сожалению, в России не те климатические условия, чтобы мы могли равняться на Европу. Не надо забывать, что две трети территории нашей страны находится в зонах с очень низкими температурами, и у нас опасность замерзания конденсированных паров в слое утеплителя значительно выше, чем в любой другой стране мира. Поэтому я еще раз говорю, мы, к большому сожалению, действительно пока не знаем, какими критериями следует руководствоваться при выборе утеплителя для вентилируемых фасадных систем. Если исходить из того, что в прослойке нет движения воздуха, тогда можно использовать утеплитель любой плотности, не боясь его эрозии. Если же система спроектирована грамотно, то Например, в зарубежной практике в качестве такой характеристики используют показатель воздухопроницаемости. Существуют методики его определения. Мы же, когда готовили совместно со специалистами ЦНИИСК им. Кучеренко рекомендации для производителей фасадных систем, достаточно произвольно назначили нижний предел плотности минераловатного утеплителя 80 кг/м3. Тем не менее, опыт эксплуатации этих систем позволяет сделать вывод о том, что мы, в общем-то, не ошиблись. И вот еще о чем хотелось бы сказать. Достаточно часто в отечественной строительной практике используется двухслойная изоляция, что, в принципе, не может не приветствоваться, поскольку плитами второго слоя теплоизоляции удается перекрыть стыки плит первого слоя и тем самым уменьшить теплопотери. Однако настораживает следующая достаточно опасная тенденция: использование в системе очень легких материалов. Легкие материалы, благодаря своим структурным осо Технологии строительства 2(36)/ есть имеет вентилируемый зазор, в котором воздух все-таки движется, очень легкий утеплитель применять, безусловно, нельзя. В крайнем случае, его следует комбинировать с более плотным материалом, например, с минераловатной плитой плотностью не менее 100 кг/м3, или проводить какие-то другие мероприятия, защищающие утеплитель от конвекции. Как эту проблему решают за рубежом? Ряд иностранных производителей исходит из показателя воздухопроницаемости. Существуют верхняя и нижняя границы этого показателя. Утеплители с воздухопроницаемостью более 50х10-6 м3/сек Па в вентсистемах применять не рекомендуется, по крайней мере, в качестве материала для наружного слоя. В России, повторяю, критерии еще предстоит выработать. Мехнецов: Александр Григорьевич, какую эрозию Вы имеете в виду, когда говорите о легких утеплителях? Характерна ли она для плотных утеплителей? Шеремет: Видите ли, если поверхность волокнистого материала ничем не защищена, а материал достаточно пористый, то при больших скоростях воздуха может наблюдаться унос волокна. Это называется эрозией. Мехнецов: Из условий эффективного воздухообмена и отсутствия нежелательных звуковых явлений линейная скорость движения воздуха в вентилируемом зазоре должна находиться в пределах от 0,25 до 1,5 м/сек. Следует ли считать указанную скорость большой? С другой стороны, из законов физики Ч уравнения Бернулли Ч линейная скорость потока воздуха на поверхности твердого тела равна нулю. Следует ли считать, что в вентилируемом зазоре этот закон не выполняется? Гагарин: Это действительно так, но есть особенности, и позвольте мне прокомментировать эти явления позже. Гликин: Можно я внесу некоторую ясность? Во-первых, давайте произведем дифференциацию технологий утепления фасадных конструкций. Итак, сегодня в строительной практике используются многослойные системы теплоизо Шойхет Борис Михайлович Ч заместитель директора компании Изовер Матвиевский Александр Анатольевич Ч генеральный директор компании Максмир Гагарин Владимир Геннадьевич Ч заведующий лабораторией теплофизических характеристик и долговечности строительных материалов и конструкций НИИ строительной физики ляции двух типов: а) системы без вентилируемой прослойки, в которых защита утеплителя производится при помощи армированного штукатурного слоя или кирпичной кладки;
б) системы с вентилируемой воздушной прослойкой, в которых утеплитель защищен от негативных воздействий окружающей среды декоративным экраном, расположенным на относе. В системах со штукатурным защитным слоем или при защитной стенке из кирпича в качестве теплоизоляции может применяться, в принципе, любой материал, за исключением прошивных матов из минеральных волокон или стекловаты малой плотности. Плотность волокнистого утеплителя должна быть порядка 100 кг/м3, потому что на этом материале должен держаться армированный защитный слой, а при защитной кирпичной стенке теплоизоляционный слой не должен давать осадку. Что можно сказать относительно вопроса расслоения утеплителя. Показатель прочности на отрыв слоев, о котором мы говорили (15 кПа), относится только к наклеенному материалу, то есть незакрепленному при помощи дюбелей или подвесных кронштейнов. Но наклейка в чистом виде допускается лишь при строительстве зданий высотой до 8 м. И то, на углах здания, где аэродинамические нагрузки увеличиваются в 2 раза, даже при наклейке, плиты следует закреплять дюбелями. Если Вы применяете в этих системах горючий утеплитель, то есть пенополистирол (вспененный или экструдированный), Вы обязаны, по пожарным требованиям, вы полнить рассечки в соответствии с теми рекомендациями, которые были в свое время изложены в совместном письме Госстроя и органов пожарной безопасности или в последнем заключении ЦНИИСК им. Кучеренко по этим вопросам. Несколько слов о системах с вентилируемой воздушной прослойкой. Во-первых, у меня есть собственная точка зрения относительно целесообразности применения таких систем. Лично я считаю, что вентилируемые системы имеет смысл применять лишь при строительстве зданий с влажным или мокрым режимом эксплуатации помещений. Использование систем утепления с воздушной прослойкой следует считать оправданным при проектировании, например, текстильных фабрик, где по условиям технологии должна быть повышенная влажность, бассейнов, аквапарков и других спортивно-оздоровительных сооружений, режим эксплуатации которых предполагает наличие избыточного парциального давления. Теперь, если говорить о воздухопроницаемости. Между прочим, даже в невентилируемых системах за счет конвекции воздуха может происходить определенное повышение коэффициента теплопроводности утеплителя, правда, незначительное Ч процентов на 5, не больше. А вот если Вы в вентилируемой системе не поставите ветрозащитный слой, то получите повышение коэффициента теплопроводности волокнистого утеплителя примерно в 2,5 раза. Еще один момент, на который хотелось бы обратить Ваше внимание. Любая модель вентилируе мого фасада должна иметь воздушный зазор. Если такой зазор отсутствует, то есть облицовка смонтирована вплотную к минераловатному утеплителю, то утеплитель увлажняется, и система перестает соответствовать своему функциональному назначению. Наличие воздушного зазора Ч необходимое условие нормальной работы вентфасада, но недостаточное. В зазоре обязательно должен осуществляться воздухообмен. Однако для того, чтобы зазор выполнял лишь возложенные на него функции, то есть обеспечивал эффективное удаление диффундирующей влаги, а не способствовал утечке тепла, нужно четко себе представлять, какие процессы протекают за навесным экраном и понимать их физическую сущность. Но что мы имеем на сегодняшний день? Почти все вентсистемы, которые в настоящее время применяются, никто не просчитывает. Толщина прослойки, как правило, назначается наугад. Будет ли двигаться воздух, если будет, то с какой скоростью, какой температурно-влажностный режим будет возникать за экраном Ч никто не знает. А ведь от этого зависит работоспособность утеплителя, а, стало быть, и всей системы. Кстати говоря, в навесных фасадных системах воздушная прослойка активно вентилируется лишь в том случае, когда наружный защитно-декоративный экран представляет собой сплошную поверхность, без межплиточных швов. То есть когда в качестве облицовки применяются, например, профилированные листы или кассеты с четырехсторонней Технологии строительства 2(36)/ отбортовкой. Если же навесной экран монтируется из отдельных плит или панелей, между которыми необходимо оставлять зазоры для восприятия температурных деформаций, то картины, строго говоря, надлежащей естественной вентиляции не получится. Режим работы такой системы будут определять только порывы ветра. Гагарин: Начну с мокрых фасадов. К сожалению, многие, используя в качестве материала для теплоизоляционного слоя минераловатные плиты, пренебрегают влажностным режимом, в условиях которого будет работать конструкция. Дело в том, что очень часто мокрый фасад устраивают по кладке из ячеисто-бетонных блоков или из кирпича. Подобные ограждающие конструкции, как известно, обладают хорошей паропроницаемостью. В результате диффундирующая влага имеет возможность беспрепятственно проникать в толщу минераловатного утеплителя и со временем скапливается у поверхности штукатурки, что, как правило, ведет к нарушению целостности декоративного слоя, его отслоению и т.д. Если предполагается использование пенопластов, о чем говорил А.Г Шеремет, то перед. монтажом системы следует какимто образом просушить несущую стену, в противном случае выход влаги из нее будет затруднен. Теперь о вентилируемых фасадах. Когда мы имеем дело с вентилируемыми фасадами, то должны помнить о продольной фильтрации Ч явлении, которое существовало и в стенах из кирпичной кладки. Его старались из бежать, используя обычный строительный прием: не допускать пустошевки. Расчету продольная фильтрация поддается очень плохо, однако это не повод для того, чтобы ею пренебрегать. Убежден, что это явление частично присутствует и в вентфасадах. Но пока этот вопрос не изучен, в том числе и за рубежом. В ходе дискуссии была затронута, я считаю, очень важная тема о процессах, протекающих в воздушном зазоре. В НИИСФ разработана методика расчета скорости движения и температуры воздуха в воздушном зазоре. Хотя методика и не учитывает влияние ветра, она вполне достаточна для проведения практических расчетов. Частично данная методика вошла в рекомендации, которые выпустил Госстрой. И для всех, кто заказывает нам в НИИСФ теплофизический анализ вентилируемых фасадов, мы проводим расчеты теплового режима и воздухообмена в воздушном зазоре. Кроме того, мы проводим расчеты влажностного режима конструкции с учетом движения воздуха в воздушном зазоре. Приведенное сопротивление теплопередаче таких конструкций с вентилируемым фасадом мы также рассчитываем с учетом влияния не только теплопроводных включений в виде кронштейнов, но и с учетом теплового режима и воздухообмена в воздушном зазоре и при этом даже частично учитываем влияние направляющих. Приведу приблизительные значения, которые получаются при расчетах. Скорость движения воздуха в воздушном зазоре не превышает 1 м/с (без учета влияния ветра). Термическое сопротивление воздушного зазора (вместе с облицовкой) не превышает 0,25 м2 оС/Вт. То есть сопротивление теплопередаче почти полностью определяется стеной с утеплителем и кронштейнами. В дискуссии сегодня затрагивалась проблема возможной эрозии минераловатных плит в воздушном зазоре. При эксплуатации стены с вентилируемым фасадом в воздушном зазоре возникает направленное движение воздуха, которое, в принципе, может вызвать выдувание волокон плитного утеплителя и стать причиной его эрозии. Вероятный механизм разрушения материала выглядит следующим образом. При движении воздуха вдоль поверхности минеральной ваты на приповерхностные волокна действует аэродинамическая сила, вызывающая напряжения растяжения в сечении волокна и касательные напряжения в капельках связующего, которое закрепляет волокно в материале. Средняя составляющая аэродинамической силы пропорциональна в некоторой степени средней скорости потока. Пульсационная составляющая связана с хаотическими турбулентными пульсациями, которые всегда присутствуют в потоке воздуха около шероховатой поверхности. Чем меньше силы сцепления волокон в материале, тем больше их эмиссия. Кроме того, под действием вибраций в волокнах материала и в связующем могут накапливаться усталостные повреждения, снижающие силу сцепления волокон. Нами совместно с НИИ Механики МГУ им. Ломоносова (зам. директора С.В. Гувернюк) разработана математическая модель этого явления. Однако работа не закончена и до практических рекомендаций не доведена. Пока полной ясности в этом вопросе нет, следует, по-видимому, придерживаться позиции ФГУ ФЦС и в большинстве случаев использовать ветрогидрозащитную пленку. В то же время, как показывают расчеты влажностного режима конструкций, в ряде случаев такая пленка вызывает некоторое переувлажнение минеральной ваты. Одним словом, этот вопрос подлежит научному исследованию. Теперь рассмотрим следующий аспект: влияние воздушного зазора на влажностный режим теплоизоляционной системы. Ведь когда эти технологии утепления только начинали внедрять, бытовало мнение, что достаточно предусмотреть любой зазор, и все проблемы решатся сами собой. Не тут-то было. Как показывает опыт, зазор менее 2 см может приводить к некоторому скоплению влаги в слое утеплителя. В принципе, однозначного мнения относительно ширины воздушного зазора нет. Следует помнить, для чего он нужен, и в каждом конкретном случае рассчитывать его ширину из условия ограничения влажности теплоизоляционного материала. Методику для таких расчетов мы разработали и часто используем в своей работе. Особенно внимательно следует относиться к определению ширины вентилируемого зазора при проектировании теплозащиты высотных зданий. Дело в том, что воздух, по мере продвижения по зазору, постепенно увлажняется. На уровне верхних этажей он насыщается водяным паром и при определенных условиях, например при недостаточной ширине зазора, может начаться конденсация пара в зазоре. В этом случае в фасадных конструкциях верхних этажей минеральная вата и облицовка будут находиться в неблагоприятных условиях эксплуатации. Забывают при строительстве высотных зданий еще про одно явление: про эксфильтрацию воздуха. Суть этого явления состоит в том, что на определенной высоте за счет разницы давлений внутреннего и наружного воздуха может происходить фильтрация внутреннего воздуха через ограждающую конструкцию в утеплитель. В результате утеплитель увлажняется и его долговечность снижается. Наиболее доступный метод борьбы с увлажнением вследствие эксфильтрации Ч снижение воздухопроницаемости стен на верхних этажах здания при увеличении толщины воздушного зазора. Методика расчета требуемого сопротивления воздухопроницанию стены у нас разработана. Чтобы проблема была понятнее, приведу пример. Для фасада здания высотой 200 м для условий января в Москве при толщине воздушного зазора 2,5 см требуемое сопротивление воздухопроницанию, рассчитанное по этой методике, составило 2450 м2 ч Па/кг. Для сравнения Ч сопротивление воздухопроницанию 15-мм слоя цементно-песчаной штукатурки по каменной или кирпичной кладке, согласно данным СНиП Строительная теплотехника, составляет 373 м2 ч Па/кг.
Технологии строительства 2(36)/ ТС: В городские программы по внедрению систем наружного утепления в практику современного строительства закладывается 50-летний срок безремонтной эксплуатации объекта. 50 лет Ч это серьезный срок. Готовы ли фирмыпроизводители фасадных систем давать гарантию хотя бы на треть планируемого срока службы здания? Цыкановский: Разумеется, разговор о таком длительном сроке гарантии может идти лишь в том случае, если фирма-разработчик НФС (навесной фасадной системы) будет располагать объективной информацией относительно сроков службы всех компонентов системы, как по отдельности, так и во взаимодействии друг с другом и с окружающей средой. НФС, как вы знаете, состоит из анкерного крепежа, подконструкции, утеплителя и облицовки. На сегодняшний момент можно достаточно точно ответить на вопрос о долговечности практически всех элементов, кроме утеплителя. И, если долговечность подконструкции, к примеру, производства нашей фирмы, мы обоснованно оцениваем не менее чем в 50 лет, то оценить эксплуатационный ресурс минераловатного утеплителя не могут даже его производители. Между тем долговечность утеплителя, под которой я понимаю постоянство эксплуатационных параметров (физических свойств и геометрических размеров), Ч критерий чрезвычайно важный, и без масштабных академических исследований, я думаю, здесь не обойтись. По всей видимости, наступил тот момент, когда производители минеральной ваты должны, наконец, собраться и заказать серию таких исследований. Пока же мы фактически предлагаем совершенно непонятный товар. Нельзя забывать, что в этой ситуации производители НФС могут стать жертвами следующего юридического казуса: давая гарантию (к примеру, на 10 лет) на законченный фасад, производители работ, по закону, дают гарантию на все примененные ими в этом фасаде элементы (в том числе и на утеплитель!). Как говорилось выше, к числу основных показателей качества минеральной ваты, предназначенной для использования в НФС, относится стабильность геометрических размеров. Это очень важная характеристика утеплите ля, потому что в случае усадки возможно образование мостиков холода, промерзание и вытекающие отсюда весьма неприятные последствия. Хотелось бы попросить производителей утеплителей разработать и повсеместно внедрить регламент применения их продукции, при выполнении которого они давали бы ответственную коммерческую гарантию на срок эксплуатации своих изделий в НФС, скажем, 10 лет. Еще один момент, на который хотелось бы обратить внимание, Ч это взаимодействие не полимеризовавшегося связующего, присутствующего в каждом утеплителе, с металлом. Позволю себе напомнить, что все вентилируемые фасады представляют собой комбинацию как минимум трех разных по своей природе материалов. Один из них Ч утеплитель, который при увлажнении может образовывать химически активную среду. Не будем забывать, что непременный компонент любого вентилируемого фасада Ч металлический каркас, закрепляемый на строительном основании при помощи кронштейнов. Кронштейны работают при знакопеременных температурах, стало быть, находятся в зоне конденсации. Таким образом, влажная атмосфера и доступ воздуха при отсутствии его движения Ч это самые подходящие условия для коррозии. То есть для определения долговечности НФС в целом жизненно необходимо определить критерии и параметры агрессивности среды, возникающей в утеплителях при увлажнении их конденсированной влагой. При этом хочу подчеркнуть, что после выведения параметров агрессивности среды утеплителей Госстрой должен настаивать на проведении коррозионных испытаний подконструкций НФС в такой среде для определения их долговечности. Это, по моему мнению, должно стать ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ нормируемым параметром при определении общей долговечности систем НФС. Таким образом, можно подвести следующие итоги: во-первых, долговечность утеплителя (сохранение его эксплуатационных свойств) не должна быть меньше, чем долговечность любого другого элемента НФС;
во-вторых, производителям утеплителей необходимо разработать регламенты применения их утеплителей в НФС, при соблюдении которых они (производители) давали бы ответственную коммерческую гарантию на свою продукцию;
в-третьих, необходимо досконально изучить коррозионное воздействие утеплителей на металл подконструкций и, исходя из полученных результатов, нормировать подконструкции по этому признаку. И последнее. Достаточно заманчивой мне показалась идея использования пенополистиролов в системах вентилируемых фасадов, поскольку тепловая эффективность пенопластов значительно выше, следовательно, теплоизоляционный слой можно делать гораздо тоньше. Желающие реализовать эту идею должны лишь учесть, что пенопласты обладают весьма существенным недостатком Ч горючестью. Матвиевский: А на мой взгляд, для анализа долговечности утеплителя, отдельно от системы, определяющим является экономический подход. Допустим, теплопроводность с течением времени увеличилась на 30%. Что это означает? Что Вы, грубо говоря, станете больше платить за отопление. Не желаете тратиться в процессе эксплуатации, приобретайте более долговечные утеплители, ставьте более энергоэффективные конструкции, и я с удовольствием дам Вам гарантию на 50 и более лет. Тут важно посчитать в деньгах, во что выльется тот или иной отказ. То есть к вопросу оценки долговечности утеплителя следует подходить с точки зрения потребителя. Одним словом, все зависит от того, какое потребительское качество объекта он хочет получить и какими средствами располагает. Например, кто сказал, что на кровле нельзя применять сгораемые утеплители? Да можно, почему нет? Ставьте дополнительную систему пожаротушения, страхуйте людей, страхуйте оборудование, и все. Просто такая кровля будет дороже, чем с применением несгораемых утеплителей. Ларин: 50 лет службы теплоизоляционного материала ни один производитель гарантировать, конечно, не может. Что можно сказать о долговечности достигнутой? Анализ результатов обследования Технологии строительства 2(36)/ Ларин Олег Александрович Ч заместитель директора по научной работе ГУ Центр Энлаком санитарно-гигиенических требований). Как только мы это выполним, должны подключаться инвестор с заказчиком и решать вопрос, насколько следует утеплять стену, поскольку через стеновое ограждение теряется лишь около 20% тепла, а остальные 80% теплопотерь приходятся на вентиляцию, окна и инженерные сети. Щеглов: Я бы призвал Вас, уважаемые коллеги, более внимательно и менее настороженно изучать европейский опыт. В связи с чем? Европейские страны отличаются от нас одной очень интересной особенностью Ч они внедряют новые технологии, используют новые строительные материалы, не дожидаясь ответов на все возможные вопросы. В итоге это дает им существенные преимущества: они приобретают опыт, они получают возможность вводить корректирующие мероприятия с учетом практического опыта. В России пытаются смоделировать ситуацию от начала и до конца, то есть изучить ее полностью в теории до того, как мы начнем реально применять это на практике. На это может уйти колоссальное количество времени. Причем никто не может быть уверен заранее в том, что в финале будет найден окончательный и правильный ответ на все поставленные вопросы. Возможно, что в процессе поиска этого самого ответа их количество только возрастет. А в это время дома будут оставаться неутепленными по одной простой причине: по причине огромного дефицита эффективных теплоизоляционных материалов. Материалов действительно не хватает, это факт. Необходимо допускать к применению в России материалы и технологии, успешно зарекомендовавшие себя в зарубежной практике. Еще раз хочу призвать Вас все-таки более внимательно смотреть на европейский опыт, потому что у зарубежных разработчиков можно позаимствовать очень много полезного. Это, в конечном итоге, позволит решить основной вопрос Ч вопрос теплозащиты зданий и сооружений в нашей стране. Калинин: Я хотел бы вернуться к теме эксплуатации теплоизоляционных материалов в системах наружного утепления. Напомню первый вопрос, который прозвучал: Откуда взялись требования к пенополистиролу и почему они такие?. Одно из основных требова Цыкановский Евгений Юльевич Ч генеральный директор компании Диат-2000 3-слойных стеновых панелей в зданиях, построенных более 30 лет назад (по данным ряда московских НИИ), позволяет сделать вывод о том, что вспененный пенополистирол, использовавшийся в качестве теплоизоляционного слоя, изменений по теплопроводящим свойствам не претерпел. Что касается деструкции минеральной ваты. Опираясь на данные, полученные в ходе мониторингов, могу сказать, что ни при одном вскрытии вентилируемых фасадов не было обнаружено признаков разрушения слоя минераловатного утеплителя на основе базальтового волокна по основному объему. Отмечалось лишь потемнение тонкого поверхностного слоя. (Все сказанное справедливо при условии своевременной установки декоративно-защитного экрана и, конечно, охватывает срок эксплуатации не более 10 лет). Следующий вопрос, который тут поднимался. Нужна ли ветрогидрозащитная пленка? Она, как правило, нужна при использовании некачественного волокнистого утеплителя. Если же материал осыпается (или пылит), тогда лучше сразу произвести установку кашированных плит. Если говорить о плотности утеплителя, применяемого в навесных вентилируемых системах, то мы придерживаемся того же мнения, что и наши коллеги из ФГУ ФЦС. Плотность 80 кг/м3 или 90 кг/м3 Ч это не случайные величины. Практика показала, что это действительно оптимальная плотность, и ее незачем понижать. Такие плиты устраивают всех: они гибкие и в то же время достаточно жесткие, их можно надежно зафиксировать в вертикальном положении (они не сползают). Плиты плотностью 130 кг/м3 (для мокрых систем) тоже востребованы: на них удобно наносить тонкие армированные штукатурные слои. От разговора о толщине теплоизоляционного слоя я, пожалуй, уйду, потому что это вопрос открытый. Согласно основным положениям Закона о техническом регулировании, мы в обязательном порядке должны обеспечить безопасность (а это, в первую очередь, означает соблюдение ний, которое должно соблюдаться при проектировании, и к чему мы сейчас стремимся Ч это безопасность эксплуатации зданий. Поэтому верхняя граница плотности пенополистирола марки ПСБС-25Ф 17 кг/м3 была выбрана не случайно. Это связано с пожарной безопасностью зданий, потому что чем плотнее материал, тем он больше выделяет горючих газов, которые могут прорваться при пожаре через защитный слой. Отвечаю на вопрос: Почему была выбрана такая прочность на отрыв слоев?. Толщина защитного штукатурного слоя для систем наружного утепления мокрого типа составляет примерно 8 мм. Один квадратный метр штукатурки толщиной 1 мм весит 1,8 кг. Плюс вес утеплителя, дюбелей и остальных компонентов системы. Вот она, нагрузка. С учетом этой нагрузки и были установлены показатели прочности на отрыв слоев. Какие у нас есть замечания к производителям пенополистирола? В связи с тем, что ощущается нехватка пенопластов, многие производители поставляют на строительные площадки невыдержанную продукцию. Невыдержанный пенополистирол дает усадку в процессе производства работ, в результате образуются мостики холода, появляются трещины, разрушается декоративный слой. Экструдированный пенополистирол в системах наружного утепления мокрого типа мы рекомендуем применять для утепления цокольной части здания и в местах стыковки гидроизоляции балконов с плоскостью стены. Еще одна область применения экструдера Ч места стыковки системы утепления кровли с парапетом. К сожалению, проектировщики часто забывают, что кровельный парапет Ч это выход мостиков холода. Поэтому он должен утепляться с обеих сторон. Проектировщики же закладывают утепление, как правило, только с фасадной стороны, в результате чего создаются условия для промерзания стены под перекрытием верхнего этажа. На фасаде образуются трещины, а в квартирах страдает внутренняя отделка. При проектировании плоских эксплуатируемых кровель с применением экструдированного пенополистирола последний обязательно нужно заводить на внутреннюю часть парапета на высоту не менее 20 см, после чего выполнять пристыковку к системе наружного утепления.
Щеглов Станислав Анатольевич Ч руководитель отдела разработки и сертификации продукции компании Изовер Технологии строительства 2(36)/ Калинин Андриан Юрьевич Ч главный инженер ГУ Центр Энлаком По поводу использования ПСБС в вентилируемых фасадах. На самом деле такой опыт есть и за рубежом, и у нас в Москве. Пенополистирол, который в этих системах применяется, защищен штукатурным слоем. Да, там существуют проблемы с точки зрения обеспечения пожарной безопасности. И по методикам, разработанным в соответствии с требованиями НПБ 233-96, такие системы огневые испытания, конечно, не пройдут. Что можно сказать о практике использования различных минераловатных плит в системах вентфасадов. К сожалению, результаты обследований, которые мы периодически проводим, показывают, что рекомендованные ГУ Центр Энлаком плотные материалы на строительных объектах с целью удешевления систем очень часто заменяются легкими материалами. Это приводит к осадке утеплителя внутри системы и выходу ее из строя. Поэтому следует понимать, что ограничения по объемному весу 80 кг/м3 или 90 кг/м3 (для наружного слоя) это не какие-то домыслы, это факты, проверенные непосредственно на объектах, введенных в эксплуатацию. К вопросу о необходимости воздушного зазора в системах утепления. Мы согласны с мнением, что зазор должен быть не менее 4 см, но почему-то все упускают еще один момент Ч величину зазоров между отдельными плитками. При отсутствии межплиточных зазоров на внутренней поверхности декоративного экрана образуется конденсат, со временем облицовка покрывается плесенью и начинается ускоренная коррозия подконструкций. Капранов: Я бы хотел пару слов сказать по поводу плотности. Давайте действительно от этого критерия оценки отходить. Мы вот говорим 80 кг/м3 и 100 кг/м3 под штукатурку. Этими цифрами оперировать, по большому счету, нельзя. Если говорить о тех же фасадах под штукатурку, то там уже есть прочность на отрыв слоев 15 кПа и прочность на сжатие 45 кПа. Вот этих показателей надо придерживаться. Причем важны оба показателя. Прочность 45 кПа нужна в процессе монтажа, когда мы укладываем на верхние слои либо штукатурку, либо декоративную плитку и т.д. Прочность на отрыв слоев обеспечивает надеж Земцов Александр Николаевич Ч старший научный сотрудник Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова Российской академии наук ность системы в период эксплуатации. В то же время прочность на сжатие позволяет защитить систему от вандализма и от воздействия внешних факторов, например, выброшенного из окна предмета. Кстати, в технических свидетельствах мы прописываем именно эти требования. Так давайте в большей степени оперировать данными показателями. Если говорить о вентилируемых фасадах, то к утеплителю, применяемому в этих системах, тоже предъявляются требования относительно прочности на отрыв слоев и прочности на сжатие. И если нужны критерии оценки выноса волокна, тогда надо проводить какие-то испытания, например, определять потерю массы утеплителя при ветровой нагрузке и вводить коэффициенты в зависимости от высоты здания. Необходимо для всех процессов разработать математическую модель и назначить разумные показатели, при помощи которых можно было бы производить необходимую корректировку расчетов. Бацагин: Я поддерживаю предыдущего докладчика: показатель плотности сегодня перестает работать и становится в некоторых случаях обузой. Вот мы говорим о том, что нижний предел этого показателя ограничен 80Ч90 кг на кубический метр, а между тем известен опыт, причем успешный, применения в системах подобного типа плит на основе стекловолокна плотностью 30 кг/м3. Так что, мне кажется, целесообразнее было бы идентифицировать набор показателей по разно Бацагин Владимир Сергеевич Ч руководитель группы технической поддержки продаж московского представительства компании URSA му волокну с учетом требований, выполнения которых необходимо придерживаться при том или ином конструктивном решении системы. Шойхет: К выступлениям моих коллег мне бы хотелось добавить следующее. В настоящее время на такой параметр, как плотность, действительно нельзя ориентироваться по той простой причине, что современные материалы при разной плотности могут обладать одинаковыми теплотехническими и деформативными свойствами. Например, мягкая минераловатная плита П75 по ГОСТ 9573 может иметь те же характеристики, что и плита из стекловолокна плотностью 20Ч25 кг/м3. Причем при той же сжимаемости плита из стекловолокна будет иметь большую упругость и большую возвратимость. Кстати, показатель возвратимости, который у стекловолокна может достигать 98%, Ч важная характеристика, отвечающая за формостабильность материала. И в перечне требований, предъявляемых к теплоизоляционному слою в вентфасадах, на первом месте должна стоять не прочность на сжатие, а формостабильность. К сожалению, нерешенных вопросов еще очень много, и часто они рассматриваются субъективно. Поэтому России необходим документ, в котором были бы изложены рекомендации по применению теплоизоляционных материалов в строительстве и промышленности. Будет ли это новый свод правил в дополнение к существующим, технический регламент или национальный стандарт Ч трудно сказать, но аналоги таких документов существуют за рубежом. Я с этим предложением неоднократно выходил в печать, и думаю, что сегодня можно создать группу специалистов, в том числе с привлечением присутствующих коллег, которые смогли бы разработать такой документ. Шеремет: Я вынужден констатировать, что на главный вопрос, который предполагалось сегодня обсудить, мы так и не ответили. Каковы же критерии выбора утеплителей для систем с воздушным зазором, что является главным? Плотность, прочность, воздухопроницаемость, водопоглощение? Этот вопрос пока ответа не нашел, поэтому мы идем, большей частью, от интуиции. Гликин: Главный критерий Ч пожарная безопасность, все остальное второстепенно. Шеремет: Безусловно. Поэтому у нас разработаны нормы пожарной безопасности, предписывающие прохождение каждым элементом системы натурных огневых испытаний с получением соответствующего сертификата. Правда, в этом вопросе тоже существуют некоторые недоработки: минераловатные изделия подлежат обязательной пожарной сертификации, а стекловолокно и органические теплоизоляционные материалы почему-то не подлежат обязательной пожарной сертификации. ТС: А наличие технического свидетельства следует счи Технологии строительства 2(36)/ тать критерием выбора теплоизоляционных материалов? Шеремет: В некоторой степени Ч да. Хотя бы потому, что наличие такого свидетельства говорит о том, что утеплитель прошел техническую оценку пригодности и может быть рекомендован для применения в отечественной строительной практике. Одним словом, техсвидетельство Ч это своеобразная гарантия того, что данный теплоизоляционный материал будет служить значительно дольше, чем тот, происхождение которого неизвестно. Матвиевский: Александр Григорьевич, как Вы думаете, почему европейские фирмы-производители теплоизоляционных материалов почти все без исключения имеют технические свидетельства, а отечественные компании нередко пренебрегают процедурой технического освидетельствования своей продукции? Шеремет: Возможно, дает о себе знать наш менталитет. Хотя, представляется, что главная причина Ч это несоответствие фактических характеристик продукции некоторых изготовителей заявленным параметрам. ТС: Какие требования должны предъявляться к теплоизоляционным материалам, применяемым в сэндвич-системах? Шеремет: Производство сэндвич-панелей Ч достаточно бурно развивающаяся отрасль россий ской строительной индустрии. Сегодня почти на 60-ти отечественных предприятиях налажен выпуск трехслойных панелей с минераловатным утеплителем. Но, судя по той информации, которой я располагаю, многие производители просто не понимают, что они делают. Результат этого непонимания, а в некоторых случаях и нежелания что-либо понимать Ч продукция сомнительного качества. Объясню, почему мы пришли к такому выводу. О каком качестве может идти речь, если берется утеплитель с непонятными характеристиками, каким-то образом приклеивается, и готовые изделия после этого даже не испытываются. А если делать неизвестно как, получится неизвестно что. Чем руководствуются проектировщики, когда применяют такие панели, остается большой загадкой. Мы провели техническую оценку продукции ряда предприятий, производящих исходные материалы для сэндвич-панелей (минераловатные изделия и изделия из стекловолокна) и, как мне кажется, разобрались с критериями. Здесь, я могу совершенно точно сказать, ясность полная. Испытания должны проводиться по трем прочностным показателям, причем все три характеристики измеряются не в плитах, а в ламелях. Согласно требованиям стандарта, специально разработанного специалистами ФГУ ФЦС, критериями, определяющими выбор материалов для среднего слоя сэндвич-панелей, являются предел прочности на сжатие, предел прочности на растяжение, предел прочности на сдвиг. Методику испытаний мы позаимствовали у зарубежных специалистов. Она одинаково применима как для минераловатных материалов, так и для изделий на основе стекловолокна. Помимо неорганических теплоизоляционных материалов в сэндвич-панелях широко используются материалы на основе органического сырья Ч пенополиуретан в первую очередь и пенополистирол (вспененный и экструдированный). Зарубежные производители используют в качестве теплоизоляционного сердечника пеностекло, фенольные пенопласты. Что необходимо учитывать при использовании материалов на основе газонаполненных пластмасс? Что их теплопроводность со временем меняется и меняется, как Вы знаете, в сторону увеличения.
Бытует мнение будто бы сэндвич-панели Ч это такая герметичная структура, в которой ничего не происходит. На самом деле, в среднем слое может накапливаться влага, поэтому рекомендуется учитывать возможное уменьшение прочности склейки сердечника с облицовкой. И нельзя забывать о том, что панели Ч это крупноформатные изделия, испытывающие знакопеременные нагрузки. С течением времени в материале накапливаются усталостные напряжения, и в какой-то момент структурные связи начинают нарушаться. Серьезные структурные изменения материала сердечника могут привести к потере прочности всей конструкции. Это очень важный момент. Однако, я думаю, те самые 60 производителей, за некоторым исключением, даже не догадываются о том, что существуют подобные проблемы. ТС: Основная цель, которая преследуется при осуществлении энергосберегающих мероприятий, Ч экономия тепловой энергии, но никто не знает, каково денежное выражение этой экономии и каков срок окупаемости капиталовложений. Существуют ли критерии оценки экономической эффективности того или иного варианта утепления? Гагарин: Экономическую оценку потребительских свойств теплоизоляционных систем через энергопотребление мы проводили. Расчеты показывают, что при стоимости тепловой энергии 2 цента за кВт ч система утепления должна стоить не дороже 20 долларов за квадратный метр конструкции, только в этом случае можно говорить о ее окупаемости. При этом стоимость кубического метра утеплителя не должна превышать 20Ч25 долларов. Вот такая арифметика получается, и ничего тут не поделаешь. Это то, что касается окупаемости. Капранов: Коль скоро мы затронули экономический аспект проблемы, скажу пару слов об эффективности утепления как такового. Владимир Геннадьевич говорил об экономической целесообразности утепления с точки зрения затрат на энергоносители. Однако нельзя забывать про экономический эффект, который мы получаем за счет сокращения сметной стоимости строительства.
С внедрением технологий наружного утепления появилась возможность внести принципиальные изменения в конструктивную схему зданий. Отныне в отечественной практике домостроения большинство объектов возводится с применением сборно-монолитной технологии, согласно которой сначала отливается монолитный железобетонный каркас, а затем монтируется наружное ограждение в виде кладки из кирпича (250 мм) или ячеисто-бетонных блоков. То есть вместо традиционной кирпичной кладки толщиной 64 см возводится самонесущая стена в один кирпич и добавляется утеплитель. Если учесть, что стоимость кубического метра кирпича гораздо выше стоимости кубического метра теплоизоляционного материала, нетрудно догадаться, какое конструктивное решение позволяет получить больший экономический эффект. Кроме того, при использовании эффективных теплоизоляционных материалов по периметру здания с каждого его метра за счет уменьшения толщины наружных ограждающих конструкций высвобождается примерно по 0,25 м2 полезной площади. Согласитесь, это достаточно убедительное экономическое обоснование применения технологий утепления. И это еще не все. Многослойные системы наружного утепления позволяют снизить нагрузку на фундамент, а, стало быть, сократить расходы на его возведение. Матвиевский: Продолжу тему об экономической эффективности утепления. Сегодня существуют три основные группы экономических параметров: расходы при изготовлении материалов и конструкций;
расходы при строительстве;
расходы при эксплуатации. Так вот, если ориентироваться на данные, позаимствованные из зарубежных источников информации, за счет экономии тепла период окупаемости энергии, затраченной на производство данного утеплителя, составляет от 1,5 до 13 месяцев. С производством все понятно. О достаточно интересной экономии на стадии строительства зданий нам только что рассказал предыдущий докладчик. А вот с эксплуатационными расходами картина, насколько я понимаю, не столь радужная. Я не Технологии строительства 2(36)/ экономист по образованию, но, тем не менее, позволю себе высказать свои соображения по поводу эффективности утепления. При его оценке, я уверен, мы должны четко разделить строительные объекты на типы и классы. Утепление ограждений малоэтажных объектов действительно позволяет получить ощутимый экономический эффект. Экономический эффект от осуществления мероприятий по утеплению фасадов высотных зданий гораздо ниже. Но он реален. Это, повторяю, мое личное мнение. Гагарин: Небольшое добавление по этому поводу. Основная задача строительства Ч это не экономия энергии, а обеспечение потребности страны в зданиях и сооружениях. С точки зрения теплофизики, основной задачей является обеспечение санитарногигиенических условий (комфортности) и долговечности. Начнем с комфортности. Для создания комфортных условий проживания нужна не только теплоизоляция стен. Нужен нормальный воздухообмен. Нормируемая кратность воздухообмена Ч примерно один обмен в час, иначе у человека начинается гипоксия от переизбытка СО2. В многоэтажном доме на воздухообмен приходится примерно половина теплопотерь. И никуда Вы от этого не денетесь. Вторая половина распределяется следующим образом: трансмиссионные потери через окна и стены (примерно поровну). То есть, грубо говоря, только 20Ч 25% тепловой энергии, затрачиваемой на отопление, теряется через наружные стены. На этом вся экономика и построена. Вот ее и надо оценивать. Имеет ли смысл утеплять стены или нет? Многие считают, и я придерживаюсь того же мнения, что, прежде всего, необходимо обеспечить санитарногигиенический минимум, а все остальные мероприятия, в том числе и энергосберегающие, осуществлять на основании экономического расчета. Одним словом, экономическую целесообразность утепления должен определять заказчик, если он в состоянии это сделать. Гликин: О какой экономии может идти речь, когда только в системах отопления из-за отсутствия средств учета и регулирования непроизводительный расход тепла составляет 15Ч20%, а суточный расход горячей воды на душу населения превышает средние европейские нормы. Порядка 40% расхода теплоты закладывается на обеспечение нормируемого воздухообмена. Чтобы получить реаль ную экономию энергоресурсов необходимо не только утеплять стены и покрытия, но и совершенствовать существующие системы инженерного обеспечения зданий. До тех пор, пока в домах будет использоваться форточное проветривание, сопровождающееся залповым сбросом тепла, никакой эффективности мы не добьемся. Земцов: Предлагаю рассмотреть проблему энергоэффективности теплоизоляции в несколько неожиданном ракурсе. 16 февраля 2005 года вступил в силу (для всех стран-участниц, включая Россию) Киотский протокол и отныне он является частью нашего национального законодательства. Как Вы знаете, Киотский протокол контролирует объемы выбросов в атмосферу некоторых газов, в том числе диоксида углерода, и, как следствие, объемы потребления углеродсодержащего топлива. Поэтому европейские компании-производители теплоизоляционных материалов используют следующую методику оценки экономической эффективности теплоизоляции. Каждый сэкономленный киловатт-час электрической энергии экономит до 0,5 кг выбросов СО2, которые можно использовать. Предполагаемая стоимость диоксида углерода на европейском рынке выбросов СО2 составляет приблизительно 10 долларов за тонну. Нетрудно подсчитать, что 0,5 кг выбросов СО2 стоит полцента. А полцента Ч это до 10% от стоимости киловатт-часа электрического и почти четверть стоимости теплового киловатт-часа. Так что будущее покажет, как все повернется. Видимо, в этом году, а может быть, в следующем, эти выбросы будут делиться внутри страны, и в этом случае теплоизоляция сможет занять свое достойное место. Шойхет: Наше заседание подходит к концу, а мы еще не обсудили вопрос о необходимости разработки системы нормативных документов, в которых бы были четко сформулированы требования, предъявляемые к современным теплоизоляционным материалам. Между тем это вопрос очень актуальный. Реформа системы технического регулирования стартовала 1 июля 2003 года, то есть в день вступления в действие Федерального закона О техническом регулировании. Однако нормотворческой деятельностью в области стандартизации, по всей видимости, серьезно никто не занимался. Процесс разработки технических регламентов и национальных стандартов затянулся на неопре деленный срок. И нынешнее собрание, мне кажется, могло бы высказать свое мнение по данной проблеме, в том числе на страницах печати, может быть, принять участие в разработке проекта технического регламента и национального стандарта или каким-то другим образом посодействовать этому процессу. У нас мало времени, и я не хочу углубляться в детали, но есть конкретные вопросы, связанные с методикой оценки технических характеристик теплоизоляционных материалов, которые требуют быстрейшей разработки, а в некоторых случаях переработки. В частности, это касается методики определения коэффициента теплопроводности ( 0, Вт/мК) по условиям А и Б. Это совершенно непонятные величины, и никто в мире ими не пользуется. Сама же методика не обеспечивает должного уровня точности измерений, особенно при испытании волокнистых материалов, в связи с чем значения показателей, полученные в разных испытательных центрах, отличаются иногда на 20%. Гагарин: Современная нормативная база создавалась очень давно. В то время мы работали в других условиях, и нормируемое сопротивление теплопередаче выбиралось, исходя из санитарногигиенических требований для обеспечения перепада между значением температуры внутреннего воздуха и внутренней поверхности наружной стены не более 6 градусов в наиболее холодную пятидневку. За эталон была взята стена, сложенная в 2 кирпича. Коэффициенты теплопроводности материалов, приведенные в СНиП, привязаны к ней некоторым образом. При этом в СНиП учитывалось многообразие климатических условий нашей страны (чего нет на Западе). Нигде в мире такой системы нормирования не было, поскольку ее трудно создать в условиях рыночной экономики. В целом такая система нормирования, в том числе и условия эксплуатации А и Б, себя оправдали. Для того времени это было правильно. Сегодня сопротивление теплопередаче назначается, исходя не из санитарно-гигиенических условий, а по условию лэнергосбережения за весь отопительный период. А раз изменился подход к нормированию теплозащиты, то и критерии оценки теплотехнических характеристик утеплителя должны быть другими. Но проблема заключается в том, что новые нормативные расчетные характеристики материалов никто не может разра ботать, поскольку специалисты, способные решить эту задачу, не востребованы, в то же время в этой области работает масса новых людей, некомпетентных в вопросах теплофизики, которые не понимают, о чем идет речь. Все стремятся расчетный коэффициент теплопроводности своих материалов понизить, а коэффициент теплотехнической однородности конструкции Ч повысить. Нормирование свойств материалов и конструкций является государственной задачей и ее нельзя доверять дилетантам и заинтересованным коммерческим организациям. ТС: Александр Григорьевич, Госстрой в том виде, в каком он сейчас существует, не может заняться разработкой необходимой документации? Шеремет: Вы имеете в виду Федеральное агентство по строительству и ЖКХ? Нет, ни Агентство, ни тем более ФГУ ФЦС нормотворческие функции не выполняет. Однако, есть Технический комитет по стандартизации в строительстве при Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии, возглавляемый Л.С. Бариновой, который по заявкам организаций разрабатывает любые нормативные документы в области строительства или дает заключение по их проектам. На сегодняшний день Ч это единственный вариант решения проблемы совершенствования нормативной базы. Важную роль в создании новой системы нормативных документов может сыграть некоммерческая организация в виде ассоциации производителей теплоизоляционных материалов. К тому же ассоциация могла бы наладить взаимодействие с научно-исследовательскими институтами и организовать финансирование планомерной научной работы. В заключение хотелось бы поблагодарить участников круглого стола за то, что они изъявили готовность принять участие в нашем заседании, а коллектив редакции журнала Технологии строительства Ч за предоставленную возможность поговорить с коллегами ло наболевшем и за высокий уровень организации этого очень своевременного мероприятия. Судя по проявленному интересу, проблема, предложенная для обсуждения, действительно очень актуальна, и я уверен, что состоявшийся обмен мнениями принесет определенную пользу нашему общему делу.
Редакция выражает благодарность РНТО Строителей за помощь в подготовке и организации встречи.
Книги, научные публикации