5.3.3 Системы с жестким закреплением утеплителя на стене

Здесь рассматриваются системы, в которых утеп­литель жестко закрепляется на поверхности стены с помощью высокоадгезионного клеящего состава и (или) механического крепления (рис. 5.36).

Рассмотрим подробнее материалы основных слоев системы и технологию их монтажа.

Утеплитель. Для устройства наружной теплоизоляции применя­ют плитный утеплитель, основные показатели которого (плотность, влагопоглощение, теплопроводность, прочность на сжатие, горючесть) определяются необходимым сопротивлением теплопередаче, фактическим состоянием наружных ограждающих конструкций, требуемой долговечностью фасада, классом функциональной пожарной опасности и другими факторами.

В качестве утеплителя, как правило, используются минераловатные плиты из базальтового волокна или пенополистирольные плиты. Использование в качестве утеплителя минераловатных базальтовых плит допускается при работе со всеми типами зданий.

Для систем утепления используют плиты с высокой плотностью. Можно использовать и двухслойные плиты - с повышенной плотностью наруж­ного слоя и пониженной плотностью внутреннего. Применяются также плиты с поперечно направленными волок­нами (так называемые ламельные). Их основное преи­мущество - низкая объемная плотность (94 кг/м³), что значительно снижает нагрузку на стены и фун­даменты.

Рисунок 5.36 - Система с жестким закреплением утеплителя на стене:

1 - участок стены (бетон, кирпичная или каменная кладка, дерево, металл); 2 - старая наружная отделка (штукатурка и т.п.); 3 -специальный минеральный клеевой состав; 4 -специальный дюбель; 5 - теплоизоляционный материал (минераловатные плиты или плиты из пенополистирола); 6 - специальный клеевой состав, армированный сеткой из стекловолокна; 7 - сетка из стекловолокна; 8 - кварцевая грунтовка; 9 - декоративная штукатурка

Использование пенополистирола имеет ряд ограни­чений, связанных с требованиями пожарной безопас­ности. Разрешается использовать полистирольные пли­ты на фасадах с обрамлением оконных и дверных про­емов и межэтажных рассечек из минераловатных плит. Но даже при смешанном варианте использование пенополистирольных плит, как мы уже писали выше, допускается только после прохождения натурных огне­вых испытаний, после чего для каждой конкретной сис­темы нормируется область применения по этажности и классам функциональной пожарной безопасности зданий. Особенностью пенополистирола является также чрезвычайно низкая паропроницаемость (в зависимос­ти от плотности, в 40-70 раз ниже, чем у минерального волокна). Данный материал фактически является барь­ером на пути движения пара наружу. Если при этом внутри помещения достаточно высокая влажность, то при применении пенополистирола встает вопрос о необхо­димости внутреннего кондиционирования помещения во избежание прогрессирующего отсыревания стен.

Одним из важнейших моментов, определяющих качество всей системы, является подготовка фасада под утепление. Поверхность стены, не имеющая отделочных покрытий, должна быть тщательно промыта водой с по­мощью агрегатов высокого давления и просушена. Ста­рая штукатурка должна быть проверена, неровности и перепады более 1 см должны быть устранены, а трещи­ны зашпаклеваны. Отделочные покрытия должны быть исследованы на совместимость с клеящим составом уте­плителя.

Фиксация утеплителя на стену производится, как правило, комбинированным способом - наклейкой и ме­ханическим креплением. Необходимость наклеивания обусловлена двумя факторами, во-первых, зафикси­ровать плиты перед выполнением механического креп­ления (монтажное крепление); и, во-вторых, исключить возможность движения холодного воздуха под плита­ми, т.к. основное требование к любой теплоизоляционной системе - это ее замкнутость. Часто клей наносят на плиту только по периметру, оставляя в середине так на­зываемую воздушную линзу. Утеплитель наклеивают с перевязками по методу кирпичной кладки. Механическое крепление плит утеплителя к поверх­ности стены осуществляется посредством специальных дюбелей.

Армированный слой. К устройству армированного нижнего слоя штука­турки приступают после отвердения клеящего состава, фиксирующего положение утеплителя, и достижения прочного сцепления его с основанием, но не ранее, чем через 24 часа после наклейки. На утеплитель наносится клеевой состав, в который втапливается арматурная сет­ка. Далее осуществляется механическое крепление утеп­лителя, после чего наносится второй слой раствора. В процессе нанесения следят, чтобы шляпки (головки) дю­белей были скрыты. Оба слоя должны иметь толщину около 5 мм.

В качестве арматурной сетки, чаще всего, приме­няют стеклянную сетку, обработанную специальным щелочестойким составом. Стеклосетка с ячейкой 5x5 мм и массой от 150-200 г/м² (в зависимости от проекта) применяется для защиты утеплителя на большей части поверхности здания.

Специальная панцирная сетка обладает повышен­ной жесткостью, ее масса составляет 300-700 г/м². Она предназначена для армирования поверхностей, подверженных механическим воздействиям. В соответ­ствии с проектом, в качестве армирующего слоя может применяться металлическая сетка облегченного про­филя (массой не более 2,5 кг/ м²). Металлическую сетку целесообразно применять также при армировании углов, цокольной части здания, мест примыкания теп­лоизоляционного слоя к парапетам, карнизам, пиляс­трам и другим конструктивным элементам.

Качество применяемых в системе сеток имеет огром­ное значение. Желательно использовать только прове­ренные материалы известных заводов-изготовителей, имеющих техническое свидетельство и сертификаты со­ответствия. Каждая партия сетки (рулон) должна иметь документ о качестве, удостоверяющий соответствие требованиям проекта или другим норма­тивным документам, с указанием завода-изготовителя, штампа отдела технического контроля и т.д. На армированный слой системы ложится основная нагрузка в процессе эксплуатации здания, поэтому ка­чество сетки, ее устойчивость к щелочной среде, разрыв­ные характеристики определяют долговечность защит­ного слоя системы, его физико-механические свойства. Требования, предъявляемые к стеклосеткам (по ма­териалам стеклянных сеток "Строби" производства ОАО "Тверьстеклопластик"), представлены в таблице 5.1.

Разумеется, качество клеевых составов, имеющих не менее важное значение для долговечности армирующе­го слоя, также должно быть подтверждено результатами лабораторных испытаний на морозостойкость, паропроницаемость и другие физико-механические показатели. Профессиональные клеевые составы должны быть лег­кими, и, как правило, содержать волокна целлюлозы или иные волокна (во избежание появления в армиро­ванном слое микротрещин в результате его высыхания и усадки).

Таблица 5.1-Технические характеристики стеклянных сеток "Строби"

Наименование показателей	Сетка штукатурная 5×5	Сетка штукатурная 5×5 усиленная	Сетка панцирная
Содержание пропиточного состава, %	18	20	18
Толщина, мм не менее	0.36	0.44	0.60
Масса на единицу площади, г/ м2	160	180	340
Номинальный размер ячеек, мм×мм	5×5	5×5	по рисунку
Температура применения для сеток, °С	-40/+60	-40/+60	-40/+60
Разрывная нагрузка Н/5см, не менее: основа: уток:	1372 1568	2009 2009	3138 1862
Разрывная нагрузка после 28 дней хранения в 5% растворе NaOHпри Т = 18-30 °С, Н/5см, не менее: основа: уток:	588 686	1004.5 1004.5	1558 931
Разрывная нагрузка после 28 дней хранения в водных составляющих цемента при Т = 18-30 °С, Н/5см, не менее: основа: уток:	588 686	882 882	1470 833
Разрывная нагрузка после 28 дней обработки дистиллированной водой, Н/5см, не менее: основа: уток:	1176 1372	1666 1666	2542 1608
Потери прочности при проверке морозостойкости, %, не более: основа: уток:	15 15	15 15	15 15

Разумеется, качество клеевых составов, имеющих не менее важное значение для долговечности армирующе­го слоя, также должно быть подтверждено результатами лабораторных испытаний на морозостойкость, паропроницаемость и другие физико-механические показатели. Профессиональные клеевые составы должны быть лег­кими, и, как правило, содержать волокна целлюлозы или иные волокна (во избежание появления в армиро­ванном слое микротрещин в результате его высыхания и усадки).

Отделочное покрытие. После полного окончания работ по устройству теп­лоизоляционного и армированного слоев приступают к устройству защитно-декоративного (отделочного) пок­рытия. В качестве отделочного покрытия может применяться декоративная штукатурка (иногда с последующей окраской) или об­лицовка специальными облицовочными материалами. Устройство отделочного слоя должно стро­го соответствовать технологической карте производст­ва работ.

Очень важно, чтобы нанесение отделочного покры­тия выполнялось при строгом соблюдении температурно-влажностного режима. Так, например, нанесение де­коративных составов возможно только при температуре окружающего воздуха и стены не ниже +5⁰С, а в тече­ние суток после нанесения температура не должна опус­каться ниже 0°С. Недопустимо наносить штукатурку под прямыми солнечными лучами, дождем и при сильном ветре. Необходимо помнить, что декоративные штука­турки высыхают путем испарения содержащейся в них воды, поэтому в холодное время или при высокой влаж­ности срок высыхания увеличивается.

Отделочное покрытие первым воспринимает небла­гоприятные воздействия окружающей среды на систему теплоизоляции: влагу, сильный ветер, морозы и оттепели, городской воздух с большим содержанием химически активных соединений, другие негативные воздействия. От его "выносливости" во многом зависит долговечность системы теплоизоляции. Для того, чтобы фасад надолго сохранял привлекательный внешний вид, отделочное по­крытие должно обладать высокой атмосферной, механи­ческой и биологической стойкостью, морозостойкостью и, что очень важно, обеспечивать необходимое паропропускание. Отделочный слой, как элемент системы утепления, должен быть согласован с нижележащими слоями. Говоря о защитно-декоративном слое, нельзя забы­вать, что в него входит финишный слой, который приз­ван обладать декоративными свойствами.

Немаловажный фактор выбора системы теплоизо­ляции - это предоставляемый поставщиком системы вы­бор фактур декоративных штукатурок, а также обеспе­чение широкой гаммы цветовых решений.

Обычно архитекторам предлагается широкий ассор­тимент декоративных штукатурных масс (от гладких до фактурных) с различной структурой и степенью зернистос­ти. Декоративная штукатурка может быть тонированной в объеме (в этом случае не требуется окраски поверхнос­ти фасада), белая штукатурка окрашивается специаль­ными паропроницаемыми красками. Функция красок не ограничивается приданием фасаду необходимого цветового решения, они должны также продлевать срок службы фасада, сохраняя его свежесть и чистоту.

Главные требования, предъявляемые к фасадным краскам, применяемым в подобных системах, гидрофобность, высокая папроницаемость, устойчивость к растрес­киванию и шелушению. До недавнего времени отделочные покрытия, как и другие элементы систем утепления импортировались пре­имущественно из Германии, США, скандинавских стран. В настоящее время хорошо зарекомендовали себя вы­сококачественные клеевые, штукатурные и отделочные материалы российских предприятий.

Доборные элементы. Как правило, несущее основание, на которое уста­навливается система утепления, представляет собой по­верхность с множеством внутренних и внешних углов, оконных и дверных проемов, а также ряд других деталей, усложняющих конструкцию системы. Кроме того, места стыковки несущего основания с крышей и цоко­лем, наличие деформационных швов на несущем осно­вании, примыкания соседних зданий также требуют спе­циального исполнения.

При проектировании системы утепления для кон­кретного объекта необходимо предусмотреть и выбрать технически правильное решение всех узлов, соедине­ний и стыковки системы с выше перечисленными элемен­тами. Основная сложность поиска решения состоит в том, что соединяемые материалы (штукатурка, дерево, алюминий, ПВХ-профиль) имеют различные коэффици­енты термического расширения, а потому по-разному реагируют на изменение температуры. Кроме того, оконные и дверные рамы подвергаются постоянной вибра­ции при открытии и закрытии створок, поэтому качест­венное исполнение системы утепления не возможно без применения специальных профилей. Пренебрежение или "экономия" на необходимых материалах сказывается очень скоро, ведь в образую­щиеся трещины попадает влага. При замерзании тре­щины увеличиваются, что в конечном итоге ведет к раз­рушению системы.

Для безпроблемного исполнения системы утепле­ния разработаны следующие доборные элементы: про­филь примыкания к оконным и дверным рамам, цоколь­ный профиль, профиль деформационного шва, угловой профиль, профили примыкания к крышам, профиль гашения повышенной вибрации.

Требования, предъявляемые к системам наружной теплоизоляции с жестким закреплением утеплителя на стене. По сравнению с западными странами в России при­менение систем наружной теплоизоляции началось сравнительно недавно, разработка нормативной базы по эти системам еще только ведется. В таблице 5.2 отражены общие требования к мате­риалам и компонентам систем наружной теплоизоляции TEX-COLOR.

Сведения, аналогичные приведенным в таб­лице, могут и должны быть представлены потребителю каждым солидным разработчиком системы. Кроме того, каждая фирма, которая продвигает на российский ры­нок системы утепления, должна предоставлять своим клиентам необходимые нормативные документы, сертификаты, а также дополнительные сведения по расходу материалов и компонентов, их огнестойкости, паропроницаемости, весу системы (особенно для зданий повы­шенной этажности) и, разумеется, техническое свиде­тельство о пригодности для применения на территории России.

В процессе эксплуатации система "мокрого" типа мо­жет подвергаться различным климатическим и механичес­ким воздействиям как природного, так и искусственного происхождения, в результате чего может быть нарушена целостность системы.

Таблица 5.2 - Системные требования, предъявляемые к системам наружной теплоизоляции (по материалам TEX-COLOR)

Материалы и компоненты	Требования
Строительное основание	•Строительное основание из бетона или кирпича; •Основание должно быть прочным, сухим и чистым; •Имеющиеся слои штукатурки, плитка или другие покрытия не годятся в качестве основания для закрепления дюбелей; •Прочность основания>0.08 МПа; •Неплоскостность основания ±1см/2м
Клеевой состав	•Необходимо использовать минеральный клеевой состав с водоотталкивающими свойствами; •Прочность сцепления по сухому бетону ≥0.1 МПа; •Прочность сцепления с минеральным волокном (после искусственного старения) >0.06 МПа; •Прочность сцепления с пенополистиролом (после искусственного старения) ≥0.08 МПа •Площадь поверхности нанесенного клея на плиту утеплителя, обращенную к стене, должна составлять 15-20% при собственном весе системы <0.3 кН и не менее 40% при весе системы ≥0.3 кН •Высокой паропроницаемостью (воздушный эквивалентный промежуток SdпоDIN52615 ≤ 2м).
Плиты утеплителя: минеральное волокно пенополистирол	•Плотность 130…180 кг/ м3; •Водопоглощение по объему ≤ 1%; •Прочность на разрыв ≥ 15 кПа; •Перепад толщины плиты ±3мм; •Негорючие (НГ). •Плотность 15…25 кг/ м3; •Прочность на разрыв ≥ 80 кПа; •Линейная усадка ≤ 0.15%; • Перепад толщины плиты ±1мм; •Неплоскостность плиты ±3 мм/м; •Самозатухающий (с антипиреном). •Поверхность плит должна быть шероховатая с целью адгезии к клеевым составам.
Дюбели	•Допустимая нагрузка, кН/дюб., в зависимости от вида дюбеля и типа основания (данные производителя); •Толщина антикоррозийного покрытия цинком металлического сердечника ≥5 мкм; •Температурный режим эксплуатации (+80;-55) °С.
Сетка из стекловолокна	•Щелочестойкая сетка, устойчивая к растягивающим усилиям; •Прочность на разрыв в нормальном состоянии ≥1.75 кН/5см. Остаточная прочность: •После 28 дней в 5%-ном растворе NаOH>0.85 кН/5см; •После 6 часов в щелочном растворе (NaOH,KOHиCa(OH)2) с рН 12.5 приt-ре 80°С ≥ 0.75 кН/5см.
Окончание таблицы 5.2
Штукатурная система (слой клеевого состава, армированного сеткой из стекловолокна, вместе с декоративной штукатуркой)	•Minтолщина 7 мм,maxтолщина (для фактурной декоративной штукатурки) - 25 мм; •Необходимо использовать клеевой состав и штукатурку с водоотталкивающими свойствами; •Водопоглощение ≤ 0.5 кг/(м²·ч0,5); •Морозостойкость ≥ 75 циклов; •Линейная усадка ≤ 0.1%; •Коэффициент линейного расширения ≤ 1-10 -51/°С. •Высокой паропроницаемостью (воздушный эквивалентный промежуток SdпоDIN52615 ≤ 2м). •Критерий W-Sd, характеризующий баланс накопления и испарения влаги в стене поDIN52615, должны быть < 2 кг/(м²·ч0,5);

При выборе системы теплоизоляции необходимо руководствоваться следующими критериями:

1. Наличие успешно смонтированных и эксплуатируемых систем теплоизоляции на зданиях аналогичного класса;

2. Комплектность системы с учетом правильно указанных расходов материалов на единицу площади;

3. Наличие технической документации на систему, альбома технических решении по примыканиям системы к элементам фасада, детальных инструкций по монтажу;

4. Цены в расчете на один квадратный метр поверхности фасада, с учетом полной комплектации системы;

5. Сроки и условия поставок материалов, входящих в ком­плект системы (график поставок);

6. Собственный вес предлагаемой системы (этот пункт особенно важен для зданий повышенной этажности);

7. Предоставление поставщиком широкого выбора отде­лочных покрытий:

8. Инжиниринговое обслуживание (обучение, шеф-мон­таж, тех-нический надзор);

9. Выдача гарантий на систему не менее 5-10 лет.