Утепление крыши
Утепление крыши состоит из подкровельного «пирога», где выполняется тепло-, паро-, гидроизоляция и вентиляция, и самой кровли. Вся эта система поддерживается конструкцией, состоящей из стропил и обрешетки (деревянных или из оцинкованного профиля), на которой монтируется кровельный материал. Стропила передают нагрузку от кровли на несущие стены здания и устанавливаются, как правило, с шагом 600—1000 мм в зависимости от типа кровельного покрытия.
По приблизительным подсчетам, с крышей связана треть всех теплопотерь дома. Правда, над необустроенным чердаком утепление нужно не всегда.
Чердак постоянно проветривается, температура и влажность воздуха внутри него либо не отличаются от соответствующих показателей наружного воздуха, либо эта разница незначительна. В таких домах внимание следует уделять утеплению чердачного перекрытия.
Если же на месте чердака устраивается мансарда или крыша плоская, а чердака нет вовсе, тогда картина меняется, и утепление крыши становится важнейшим условием энергосбережения и комфорта.
Устройство утепленной кровли
При установке подкровельной теплоизоляции температура и влажность воздуха внутри помещения и снаружи начинают существенно отличаться. Влага вместе с теплым воздухом поднимается вверх и входит в соприкосновение с более холодной нижней поверхностью крыши. Это приводит к появлению на ней капелек конденсата. Проникновению влаги к элементам крыши может способствовать неаккуратная укладка паронепроницаемого слоя на внутренней поверхности утеплителя, недостаточное перекрывание полос пароизоляции, их неплотное примыкание к стенам и трубам, случайные разрывы и другие обстоятельства.
Поэтому первое, о чем следует позаботиться при утеплении крыши, — устройство надежной пароизоляции со стороны внутренних помещений. Со стороны кровли утеплитель должен быть защищен от влаги слоем гидроизоляции, которую укладывают по стропилам или специальному настилу.
Такая двухсторонняя защита утепленной крыши достаточно надежна, но и этого бывает мало. Нужно еще создать условия для отвода случайно проникшей сюда влаги. Это достигается за счет циркуляции воздуха в полостях, одна из которых находится между кровлей и подкровельным гидроизоляционным слоем, а другая — между этим же слоем и теплоизоляцией. Чтобы обеспечить свободный приток наружного воздуха в эти полости и его удаление, в свесе крыши и верхней части кровли устраивают продухи.
А для свободной циркуляции воздуха между кровлей и гидроизоляцией вдоль стропил укладывают рейки контр-обрешетки, толщина которых определяет размер воздушной полости (рис. 1). В эту полость воздух поступает через отверстия в боковых свесах крыши.
В качестве теплоизоляционных материалов для крыш наиболее популярны минерально-волокнистые маты, пенополистирольные и пенополиуретановые плиты с теплопроводностью 0,35—0,40 Вт/(м-°С). Для вентилируемых бесчердачных (плоских) крыш можно использовать пенополистирол ПСБ-С плотностью 12—15 кг/м3 или минеральную вату плотностью 20—35 кг/м3. Значительно более твердого изоляционного материала требуют бесчердачные крыши, которые будут играть роль террасы и подвергаться дополнительным нагрузкам. В этом случае нужен пенополистирол плотностью как минимум 20 кг/м3 или минеральная вата плотностью 150—220 кг/м3. Еще лучше использовать экструдированный пенополистирол, имеющий более высокие показатели водонепроницаемости.
Рис 1. Общая схема утепленной крыши:
1 — подкровельная гидроизоляция: 2 — контробрешетка; 3 — теплоизоляция; 4 — паронепроницаемый слой. Стрелками показано движение воздуха.
Толщина утепления составляет не менее 150 мм. Изоляцию следует делать в два слоя, чтобы уменьшить риск возникновения мостиков холода.
Требования к прочности теплоизоляционных материалов для скатных крыш не столь жестки, как для плоских, но важно, чтобы материал не давал усадку и не проседал под собственным весом. В противном случае под коньком могут возникать мостики холода. Этот эффект нередко возникает при использовании стекловолокнистых изделий не большой плотности.
Пенополистирол подходит для утепления скатных крыш лишь отчасти он требует проведения противопожарных мероприятий, включающих антипиреновую пропитку деревянных конструкций, устройство огнезащитных слоев и т.д. Наиболее целесообразно применять гидрофобмзированные плиты из базальтовых горных пород, кэшированные фольгой или стеклохолстом. Эти материалы лучше всего подходят для утепления ненагруженных кровельных конструкций. В любом случае материалы должны иметь гигиенические сертификаты.
Утеплить крышу, каркасом которой служит стропильная система, можно одним из трех способов: укладкой утеплителя между стропилами, на стропила или под стропилами. Чаще всего теплоизоляцию укладывают наиболее простым способом — между стропилами. Изоляция должна быть сплошной, без просветов, в т. ч. и в зонах примыканий к стенам, дымовым трубам и окнам, встроенным в плоскость крыши.
Любое место прерывания теплоизоляции образует мостик холода. К тому же в неутепленных местах вследствие разности температур может образовываться конденсат, который рано или поздно непременно приведет к разрушению конструкции. В частности, проблему может создавать незаизолированное примыкание коленчатой стенки к конструкции крыши. Материал, которым утеплены стены, обычно не изолирует мауэрлаты — просто не доходит до них. Если утеплителем является пенополистирол, то его еще и трудно закрепить в этом месте. Утепление кровельного ската тоже часто доводится только до уровня мауэрлата (на рис. 2 это место обозначено линией 4). Так образуется мощный мостик холода, через который тепло покидает помещение (этот путь на рисунке показан пунктирной стрелкой). Чтобы этого избежать, утеплитель скатов мансарды заворачивают на мауэрлат вплоть до того места, до которого доходит теплоизоляция наружной стены.
При соединении утеплителя стен и ската крыши важно следить за тем, чтобы оба слоя плотно прилегали друг к другу. Эти места также необходимо укрепить армирующей сеткой и защитить от попадания дождевой воды
Мауэрлат — брус, на который опираются стропила. Служит для равномерного распределения нагрузки от крыши на стены дома.
Рис. 2. Изоляция примыкания коленчатой стенки к крыше
1 — утеплитель стены, 2 — мауэрлат; 3 — утеплитель крыши (минвата); 4 — в этом месте обрывать утеплитель нельзя. Стрелками показан путь распространения тепла.
В скатной крыше место стыка, как правило, и так расположено под карнизом, а на плоской крыше от попадания дождевой воды стыки предохраняют жестяные фартуки и уплотняющая полиуретановая лента (рис 3).
Следует учитывать и то, что для вентиляции кровельного «пирога» необходим воздушный зазор, ширина которого зависит от профиля и материала кровельного покрытия. В случае использования профилированных листов из оцинкованной стали, черепицы, металлочерепицы и других волнистых листов толщина воздушной прослойки между утеплителем и подкровельной гидроизоляцией должна на всех участках утепленной поверхности составлять не менее 25 мм (рис. 4, а). При устройстве кровли из плоских листов (асбестоцементные листы, оцинкованная сталь, мягкая битумная черепица, рулонные материалы) необходима толщина воздушного зазора не менее 50 мм.
Рис. 3. Соединение утеплителя с утеплителем стены:
а — скатной крыши; б — плоской прыщи: 1 — утеплитель; 2 — армирующая сетка; 3 — жестяной фартук; 4 — уплотняющая полиуретановая лента.
При этом гидроизоляционный материал не должен слишком сильно провисать, чтобы не препятствовать эффективной циркуляции воздуха. Поэтому иногда гидроизоляцию настилают по сплошному деревянному настилу (рис. 4, в). Для создания тока воздуха в вентиляционном зазоре предусматриваются отверстия на разной высоте, чтобы создавался перепад давлений. В основании ската устраивают продухи, а около конька укладывают специальную вентиляционную черепицу или предусматривают зазоры при установке самого конька (рис 4,6).
При укладке теплоизоляции между стропил лучше использовать всю их глубину. Чтобы обеспечить необходимое сопротивление теплопередаче, толщина изолятора не должна быть меньше 20 см. Поскольку вата такой толщины часто не помещается между заявленными в проекте стропилами, их можно нарастить, прибив накладки из досок или брусков.
Рис 4. Утепление крыши с укладкой теплоизоляции между стропилами:
а — кровля из волнистых материалов; б — устройство вентиляции в подкровельном пространстве, в — кровля из плоских листов с гидроизоляцией по деревянному настилу; 1 — подкровельная гидроизоляция, 2 — контробрешетка, 3 — обрешетка; 4 — теплоизоляция, 5 — пароизоляция; 6 — вентиляционная черепица; 7 — вентилирующий конек; 8 — деревянный настил.
Другой вариант — двухслойное утепление, при котором одну часть утеплителя укладывают между стропил, а другую — под ними (рис. 5). Для этого после укладки основного теплоизоляционного слоя снизу к стропилам крепят обрешетку, которая заполняется вторым, более тонким (обычно толщиной 5 см) слоем минваты.
Рис. 5. Двухслойная теплоизоляция крыши:
1— контробрешетка; 2 — подкровельная гидроизоляция; 3 — стропило; 4 — первый слой теплоизоляции; 5 — паронепроницаемая пленка; 6 — второй слой теплоизоляции; 7 — дополнительный каркас; 8 — облицовка из ГКЛ.
Этот слой должен выполняться с перекрытием горизонтальных швов выше лежащих плит основного слоя. Таким образом удастся достичь требуемого значения сопротивления теплопередаче, а также укрыть стропила, которые без этого могли бы стать мостиками холода. В зависимости от примененного теплоизоляционного материала толщина второго слоя обычно составляет 3—10 см. Дополнительный каркас делают из деревянных антисептированных брусков или оцинкованных профилей и крепят к стропильным ногам оцинкованными шурупами или гвоздями. К нему же затем крепят гипсокартонные плиты или другой облицовочный материал.
Средняя толщина теплоизоляции из высококачественных минераловатных плит в шведских и финских кровлях, рассчитанная по европейским нормам энергосбережения, составляет 320 мм. В средней полосе России при утеплении кровли мансарды необходим утеплитель из каменной ваты толщиной не менее 250 мм. Для I — II температурных зон, рекомендуемая толщина утеплителя составляет 200—250 мм., а для южных регионов достаточно 160—180 мм.
Теплоизоляцию можно укладывать выше или ниже стропил, уделяя особое внимание качеству соединения отдельных ее элементов, чтобы обеспечить непрерывность слоя утеплителя. При укладке утеплителя ниже стропил подкровельную гидроизоляцию чаще всего устанавливают сверху по стропилам без сплошной деревянной обшивки, поскольку вентиляционный зазор все равно получается большим — фактически на всю толщину стропил (рис. 6). Недостаток нижнего расположения изолятора при утеплении крыши заключается в уменьшении объема обустраиваемого мансардного этажа.
Утепление же крыши с верхней стороны стропил надежно защищает большинство элементов конструкции крыши от атмосферных и температурных влияний. Теплоизоляция укладывается на сплошную деревянную обшивку. Этот способ интересен и тем, что он позволяет использовать открытые стропила при формировании внутреннего интерьера мансарды.
Рис. 6. Утепление крыши с укладкой теплоизоляции под стропилами
Рис. 7. Укладка теплоизоляции выше стропил с гидроизоляционным защитным слоем;
1 — сплошная деревянная обшивка, 2 — пароизоляция 3 — контробрешетка; 4 — теплоизоляция.
Однако возникает проблема — где и как крепить гидроизоляцию? К счастью, современный рынок предлагает теплоизоляционные панели, в которых уже предусмотрена гидрозащита. В таком случае требуется только один уровень циркуляции воздуха — между теплоизоляцией и кровлей (рис. 7) Бездушная полость создается за счет контробрешетки, рейки которой уложены параллельно стропилам. Главное условие для нормального функционирования такой теплоизоляции — создание с внутренней стороны крыши надежного паронепроницаемого слоя.
Если же для утепления применяется другой материал (что бывает чаще), следует устроить и паро-, и гидроизоляцию кровельного «пирога». Рассмотрим этот вопрос подробнее далее.