Каждому дому – «теплый» фасад
В конце 90-х годов прошлого века в России были приняты новые нормы по теплозащите наружных стен здания. В сравнении со старыми нормами теплотехнические требования повысились в 3–3,5 раза.
Добиться таких показателей можно только с помощью дополнительного утепления стен. Эффективный способ осуществить это — устроить штукатурную систему наружной теплоизоляции фасада.
Что собой представляют штукатурные системы наружного утепления?
Это многослойные конструкции, в основе которых минераловатный или пенополистирольный утеплитель, закрепляемый на наружной стене специальными клеевыми составами и дюбелями. Для увеличения прочности конструкции поверх утеплителя наносится особая штукатурно-клеевая масса, армированная сеткой из стекловолокна. Последний слой — защитно-декоративный: либо штукатурка с последующей покраской, либо штукатурка, колерованная в объеме. За счет использования различных смесей, затворяемых водой или уже содержащих ее, подобные системы утепления нередко называют "мокрыми". (Многие специалисты считают этот термин некорректным.)
Каковы физико-механические достоинства "теплых" фасадов?
Прежде всего, возможность обеспечить необходимое по СНиП утепление стен, одновременно придав фасаду красивый внешний вид. В сравнении с другими способами теплоизоляции стен (колодцевая кладка, вентфасады и пр.) штукатурные системы эффективнее в плане энергосбережения из-за отсутствия в них жестких связей, которые могут стать мостиками холода. Более того, с точки зрения теплотехники эта конструкция при правильном проектировании и монтаже близка к идеальной, поскольку точка росы (зона конденсации пара) выносится за пределы ограждающей стены — в утеплитель, ближе к внешней штукатурке. От этого выигрывает и сама стена, так как она не увлажняется, не промерзает, не покрывается грибком и плесенью, а в случае железобетонной конструкции — не корродирует. Утеплитель защищает ее и от внешних воздействий — осадков, ветра. К тому же он уменьшает деформацию стены из-за температурных колебаний. В результате повышается долговечность несущего каркаса здания. Нормативный срок службы штукатурной системы — не менее 25–30 лет.
Жить за утепленными стенами комфортнее, чем за холодными: микроклимат в доме будет благоприятным и зимой, и летом. Еще один момент: утеплитель обладает звукоизолирующими свойствами, поэтому оградит от внешнего шума.
Чем хороши эти системы с экономической точки зрения?
Стены благодаря наружному утеплению будут тоньше и легче, ведь им нужно иметь только достаточную несущую способность, а значит, снизятся затраты на возведение фундамента. Кроме того, уменьшая толщину стен, мы увеличиваем жилую площадь в частных домах и полезную — в коммерческих зданиях. В целом стоимость штукатурных систем наружной теплоизоляции вполне сопоставима со стоимостью строительства стен из энергосберегающих блоков (кирпич, многощелевой бетон и пр.) с качественной финишной отделкой. Отметим и то, что утепление фасада приводит к ощутимому сокращению расходов на отопление здания.
Где можно применять штукатурные системы?
Они подходят как для малоэтажного, так и для многоэтажного строительства, как при возведении новых домов, так и при реконструкции старых. Здания с "теплыми" фасадами прекрасно вписываются в архитектурный облик исторических центров городов — за счет не только классического штукатурного покрытия, но и декоративных элементов, которые выполняются из теплоизоляционного материала. Выбор этих элементов очень широк: колонны, пилястры, карнизы, наличники, балясины, барельефы и др.
Что касается реконструкции зданий, то у штукатурных систем здесь большие возможности. Например, утепляя фасад стандартных панельных домов, мы одновременно решаем проблемы межпанельных швов и непрезентабельной "внешности" стен. А в случае кирпичных и оштукатуренных фасадов, помимо прочего, устраняем проблему высолов. Кроме того, штукатурные системы позволяют выравнивать перепады высот на стенах — такие огрехи актуальны и для старых, и для только что построенных домов. Благодаря вставкам из теплоизоляционного материала, монтируемым под плиты утеплителя, можно устранить отклонения до 15–20 см. Добавим, что при утеплении старых зданий нет необходимости отселять жильцов.
Какими качествами должна обладать штукатурная система в целом?
Высокими теплозащитными свойствами, пожаробезопасностью, надежностью, прочностью, долговечностью, ремонтопригодностью. Важно, чтобы многослойная конструкция была именно системой, где все элементы сочетаются друг с другом по таким показателям, как водопоглощение, паропроницаемость, морозостойкость, линейное расширение/сжатие при изменении температуры и др. Например, необходимо, чтобы каждый последующий слой (изнутри наружу) пропускал водяной пар лучше, чем предыдущий. Пар стремится из помещения на улицу, и если в конструкции фасада есть препятствия для него, то возможна его конденсация в толще стены, что снижает срок ее службы. Однако тщательный расчет конструкции фасада и подбор материалов для штукатурной системы позволят избежать проблем.
Каким может быть основание под систему?
Оно может выполняться практически из любых материалов: железобетон, многощелевые бетонные блоки, кирпич (полнотелый, пустотелый) и даже деревянный брус, если произошла окончательная усадка дома. Особенно внимательно нужно проектировать штукатурную систему в сочетании со стеной из ячеистых блоков. Дело в том, что такие блоки очень "теплые", и по теплотехническому расчету им достаточно тонкого утеплителя. Однако высокая паропроницаемость блоков может привести к смещению зоны отрицательных температур и точки росы в толщу стены и, как следствие, разрушению штукатурного слоя и даже самой конструкции стены. Поэтому следует тщательно выбирать тип и толщину утеплителя, крепежные элементы, материалы для штукатурно-отделочных слоев. Либо устроить пароизоляцию с внутренней стороны стены, но тогда нужна система принудительной вентиляции помещений. Этот вариант нерационален: достоинство ячеистых блоков — невысокая стоимость, однако, экономя на стенах, мы тратим лишние деньги на вентиляцию.
Подготовка основания к монтажу утеплителя включает в себя, как правило, грунтование поверхности для ее обеспыливания и лучшей адгезии клеевых составов, которыми крепится теплоизоляция.
Какой утеплитель лучше — минеральная вата или пенополистирол?
Смотря из каких соображений выбирать. Коэффициент теплопроводности у материалов примерно одинаковый (у минваты чуть пониже). При этом минеральная вата обладает почти стопроцентной паропроницаемостью, а значит, используя ее, легче сделать стену "дышащей". Второй несомненный плюс: минвата — негорючий материал (группа горючести НГ). Для утепления фасадов необходимо применять плиты с плотностью не менее 130–140 кг/куб. м, чтобы получить качественный и надежный финишный слой. Плиты такой плотности не деформируются от перепадов температуры или усадки здания, не обвисают со временем. Фасад теплоизолируют только плитами с минимальным водопоглощением, что гарантирует стабильную геометрию изделий, отсутствие зазоров между плитами, а следовательно, трещин в штукатурке. Рекомендуется использовать утеплители, изготовленные из минеральной ваты на основе горных пород габбро-базальтовой группы. Изделия из стекловаты недостаточно прочны на разрыв и не щелочестойки. Первый момент не позволяет им должным образом сопротивляться ветровым нагрузкам, а второй — сочетаться со штукатурно-клеевыми составами, вызывающими щелочную реакцию.
Пенополистирол значительно выгоднее в плане стоимости: он примерно в 3,5–4 раза дешевле минваты. К тому же он легче, обладает почти нулевым водопоглощением. Качественные изделия из него жесткие и прочные. Главный недостаток пенополистирола — пожароопасность. Вместе с тем фасадные плиты производятся из пенополистирола, обработанного антипиренами, благодаря которым он становится самозатухающим. Кроме того, в конструкции фасада предусматривают особые противопожарные рассечки из минераловатных негорючих плит. Рассечки (как правило, высотой около 15 см) устанавливают между этажами, по внешнему контуру оконных и дверных проемов (иногда устраивают дополнительные горизонтальные и вертикальные рассечки), по периметру балконов и лоджий. Таким образом, даже при использовании горючего утеплителя конструкция фасада в целом оказывается трудногорючей. Поэтому Госстрой России разрешает применение подобных систем утепления при строительстве малоэтажных и многоэтажных (обычно высотой до 28 м) жилых домов, но только при условии прохождения такими системами полномасштабных огневых испытаний. Еще один момент. У пенополистирола очень низкая паропроницаемость, поэтому приходится с особым вниманием рассчитывать конструкцию фасада и тип штукатурно-клеевых составов во избежание проблем с паропереносом. Наконец, если минвата эластична, за счет чего плиты плотно стыкуются друг с другом на фасаде, то пенополистирол неэластичен, и в этом случае для надежного стыка плит необходимо, чтобы у них были строгие геометрические размеры.
Толщина теплоизоляционного слоя (как минераловатного, так и пенополистирольного) зависит прежде всего от материала и толщины стены, а также от климатической зоны, где устанавливается система. Например, для Московской области она составляет примерно 140–150 мм. При монтаже плиты утеплителя располагают в шахматном порядке (в "перевязку").
Чем утеплитель крепится к стене?
Сначала клеевым составом, затем дюбелями. Клей — это основной крепеж, поскольку он играет решающую роль в восприятии собственного веса системы. Клеевая смесь обычно состоит из минеральной основы (портландцемент) и полимерных добавок, поэтому она обладает хорошими адгезией и паропроницаемостью. Количество клея подбирается с учетом кривизны стен, высоты, на которой устанавливается плита, и других факторов. Варьируется и схема приклеивания: чаще всего клей наносится шпателем по периметру плиты и 3–6 "маячками" по ее плоскости, толщина "маячков" — 3–4 см. Если основание очень ровное, то можно нанести клей теркой по всей поверхности плиты — это повышает надежность крепежа.
Дюбель необходим для лучшего сопротивления утеплителя ветровым нагрузкам. Обычно используют специальные дюбели со шляпками большого диаметра (тарельчатые). Сердечник у них металлический, а значит, является хорошим проводником холода. Однако промерзания не будет, поскольку сердечник помещен в изолирующую гильзу из полимерного материала (полиамид, полиэтилен, полипропилен) и имеет термоголовку. Главное требование к гильзе — щелочестойкость, поскольку ей приходится взаимодействовать с щелочной средой, неизбежно возникающей в армирующем слое. Шляпка дюбеля — перфорированная для уменьшения теплопередачи и лучшей адгезии армирующей массы к утеплителю.
На что надо обращать внимание при выборе дюбеля?
Прежде всего на его тип. Наиболее распространены дюбели забивные с распорным элементом в виде гвоздя и винтовые с распорным элементом в виде шурупа. Выбор типа дюбеля во многом зависит от материала основания. Обычно для плотного основания (полнотелый кирпич, железобетон) применяют забивные, а для пористого (пустотелый кирпич, ячеистые блоки) — винтовые дюбели. Также на выбор влияют высота крепления плиты, архитектурные особенности здания, вес армирующего и финишного слоев и др.
Количество дюбелей на квадратный метр рассчитывается для каждого отдельного случая, исходя из ветровой нагрузки, собственного веса системы, а также зоны фасада (рядовой или краевой). Чаще всего на 1 кв. м стены, выполненной из плотного материала (рядовая зона), приходится 5–6 дюбелей.
Как устроен армирующий слой?
Он представляет собой штукатурно-клеевой состав, который армируется стекловолоконной сеткой, обычно покрываемой вторым, выравнивающим слоем клея. Задача армирующего слоя (называемого также базовым) — придать утепленной поверхности прочность и обеспечить сцепление финишного слоя с теплоизоляционными плитами. Основные требования к нему — хорошие адгезионные свойства, высокая паропроницаемость, водонепроницаемость, морозостойкость, прочность, пластичность (он должен компенсировать подвижки, вызванные усадкой здания или перепадами температур, а также незначительные механические воздействия). Вместе с тем важна сбалансированность всех этих свойств, поскольку, например, излишняя пластичность может вызвать ухудшение паропроницаемости материала. Толщина базового слоя — примерно 4–6 мм.
Как правило, в качестве армирующей массы применяют штукатурно-клеевой состав на основе минеральных связующих со специальными, чаще всего полимерными добавками (смесь может быть той же, которой фиксировался утеплитель, или особой). Добавки составляют всего 2-4% от объема смеси, но определяют 60-70% ее стоимости, ведь без них не удалось бы получить действительно тонкий и одновременно надежный слой. Главные достоинства минеральной "базы" — высокие паропроницаемость, адгезия, прочность.
Более редкий вариант армирующего слоя — акриловая штукатурно-клеевая смесь. Это либо полностью акриловый сополимер, либо сочетание примерно в равных пропорциях акрилового сополимера и минеральной смеси. Помимо высокой адгезии и прочности акрил придает штукатурке особую пластичность, благодаря чему трещины на фасаде исключены. Акриловая смесь, не содержащая минеральных добавок, избавлена от коррозии цементного камня, выделений мела и солей. Нередко она содержит антистатические и противогрибковые добавки. Правда, любые смеси на полимерной основе менее паропроницаемы, чем минеральные.
Зачем нужна стекловолоконная сетка?
Она создает каркас, повышающий прочность армирующего слоя и, следовательно, стабильность штукатурной системы в целом. Основное требование к сетке — щелочестойкость, в связи с чем стекловолокно обязательно должно пропитываться щелочестойкими составами. Несоответствие сетки этому требованию приводит со временем к полному ее разложению, потере фасадом прочности и появлению на нем трещин. Кроме того, сетка должна быть эластичной, прочной на разрыв, иметь плотность не менее 150–160 г/кв. м, ведь ей приходится воспринимать самые разнообразные нагрузки: ветровые, гидротермические, воздействия при усадке здания и пр. Для защиты от механических повреждений на фасаде первого этажа нередко предусматривается панцирная сетка, обладающая повышенной плотностью (не менее 200 г/кв. м). Армирующая сетка монтируется с перехлестом от полотна к полотну порядка 10 см. Дополнительную надежность штукатурной системе придают доборные элементы: уголки для армирования углов, оконных и дверных проемов, стартовый профиль и пр. Все они должны быть щелочестойкими и совместимыми с другими элементами системы. Как правило, поверх армирующего слоя наносится акриловая грунтовка, содержащая кварцевый песок. Она улучшает адгезию финишного слоя и позволяет ему равномерно распределяться по поверхности.
Каковы плюсы и минусы декоративных штукатурок разных типов?
Финишный слой — это либо штукатурка с последующей покраской, либо штукатурка, колерованная в объеме. В первом случае речь идет о минеральных составах (со связующим — цементом), во втором — об акриловых, силикатных и силиконовых штукатурках. Выбор финишного покрытия определяется двумя факторами: эстетикой и устойчивостью к внешним воздействиям (осадкам, ветру, морозу, ультрафиолетовым лучам, вредным химическим веществам, содержащимся в воздухе и пр.). Кроме того, этот слой обязательно должен сочетаться с другими слоями системы по паропроницаемости. Наиболее популярны минеральные штукатурки. Их главные плюсы: невысокая стоимость, хорошая паропроницаемость, низкое водопоглощение (благодаря гидрофобным добавкам), долговечность. Они достаточно прочны, устойчивы к растрескиванию, не притягивают пыль. К тому же эти штукатурки ремонтопригодны. Например, незначительные повреждения покрытия строительными лесами устраняются без особого труда. С другой стороны, минеральные штукатурки требуют последующей окраски, а это увеличивает трудозатраты и сроки возведения фасада, что не всегда приемлемо для заказчика. Самые востребованные сегодня фасадные краски — водно-дисперсионные с разнообразными связующими: чистым акрилом и его сополимерами, жидким калиевым стеклом, силоксаном, силиконом. Их цветовые возможности практически неограниченны.
Акриловые штукатурки дороже минеральных, но обычно они окрашены в массе, так что наносятся в один технологический цикл. Этот материал очень прочный, пластичный, цвето-, влаго- и морозостойкий. Его несомненный плюс — износостойкость: покрытие можно мыть щеткой, притом используя бытовые моющие средства,— весьма актуальный момент, учитывая, что акриловые штукатурки притягивают к себе пыль. Их минус — относительно низкая паропроницаемость, поэтому их практически не применяют вместе с "дышащими" минераловатными утеплителями, только с пенополистиролом. В целом же при правильно рассчитанной системе фасада акриловые штукатурки не затруднят пароперенос.
Силикатные штукатурки (со связующим — жидким калиевым стеклом), напротив, хорошо сочетаются с плитами из минеральной ваты, поскольку имеют высокую паропроницаемость. Они гидрофобны, устойчивы к поражению плесенью и грибком, к тому же обладают необычным свойством самоочищения от осаждающейся пыли. Их минус — изменение цвета во время сильного косого дождя. Высыхая, они "возвращают" себе цвет. Стоимость силикатных штукатурок примерно такая же, как акриловых. Силиконовые штукатурки (на базе силиконовой смолы) обладают отличными физико-механическими свойствами (высокими паропроницаемостью, адгезией к основанию любого типа, гидрофобностью, способностью самоочищения от пыли), но при этом они самые дорогие. Добавим, что цвет современных штукатурок может быть практически любым, богата и их фактура, которая определяется зерном и видом рисунка (техникой нанесения). Что касается зерна, то если оно менее 2 мм, то при косых солнечных лучах будет заметна "перевязка" плит утеплителя. Соответственно, чем крупнее зерно, тем проще скрыть незначительные перепады плит по высоте. Кроме того, в штукатурном покрытии с крупным зерном меньше поверхностного напряжения, а значит, меньше вероятность потрескивания. По разным источникам, теплопотери через стены составляют от 30 до 50% от общих теплопотерь здания. Штукатурные системы наружной теплоизоляции — один из самых перспективных способов решения этой проблемы. Ведь, уменьшая теплопотери, такие системы еще и придают фасаду яркий, индивидуальный внешний вид.