ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ КРОВЛИ: волоконная или полистирольная?

Рост популярности применения гидроизоляционных полимерных мембран в устройстве кровель сопровождается обостряющейся конкуренцией минераловатных плит и строительных пенопластов.

Рынок гидроизоляционных материалов для плоских кровель

Наряду с традиционной битумно-полимерной гидроизоляцией, гидроизоляционные полимерные мембраны для гидроизоляции плоских кровель в Европе использовались с середины прошлого века. На протяжение десятилетий полимерные мембраны демонстрировали тенденцию качественного и количественного роста. Современные материалы, обладающие высокими физико-механическими показателями, являются высокоэффективным средством устройства кровель, снижают трудоемкость и высокую эксплуатационную надежность.

Российский опыт применения гидроизоляционных полимерных мембран составляет немногим более 10 лет. Рост популярности этого вида материала в России привел к тому, что к 2006 году российский рынок полимерных мембран для кровель вышел на уровень около 6 млн. м2, что вывело Россию на второе место среди европейских стран (после Германии). Темпы роста продаж этого вида материалов с учетом темпов роста строительства в России задают вполне обнадеживающую тенденцию.

Повсеместное требование снижения весовых нагрузок на несущие конструкции зданий, совершенствование технологий производства, как битумных материалов, так и полимерных мембран, снижение стоимости гидроизоляционного ковра в условиях жесткой ценовой конкуренции – все это определило тенденцию уменьшения количества слоев покрытий при устройстве гидроизоляции кровель. Если раньше применялись 3-4 и более слоев, то в настоящее время ограничиваются 1-2 слоями. Это породило ряд проблем для производителей битумных материалов, приведших к существенному снижению их доли на рынке со всеми признаками стагнации. В плоских кровлях традиционная битумно-полимерная гидроизоляция стала активно вытесняться более современными материалами. К ним, в частности, относятся полимерные пленки из ПВХ, ЭПДМ, ТПО, которые применяются для гидроизоляции кровель различных типов. Сегодня в строительстве зданий с облегченной кровлей – с основанием из профилированного листа – предпочтение отдается однослойным мембранам. Они широко используются и в реконструкции старых зданий.

На начало 2006 г. совокупный объем европейского рынка кровельных гидроизоляционных материалов для плоских кровель составил более 340 млн. м2. Из них 73,3 % составили битумные материалы, 22,9 % - полимерные однослойные мембраны (77 млн.м2), остальную часть - мастичные гидроизоляционные материалы.

Применение однослойных полимерных мембран будет ежегодно возрастать. Если в 2005 году этот рост составил менее 4 %, то в 2006-2007 годах рост составит до 5% и более в год. Ожидается, что в ближайшей перспективе доля полимерных мембран в общем объеме рынка кровельных гидроизоляционных материалов будет достигать 25%.

Стоит заметить, что в России рост доли полимерных мембран существенно сдерживается отсутствием местного производства, как самих мембран, так и качественного сырья.

На сегодняшний день наиболее популярными остаются мембраны из ПВХ-П (поливинилхлорида пластифицированного), при производстве 48 млн.м2 их доля на рынке составляет свыше 62%. Полимерные мембраны из ПВХ-П обладают высокими противопожарными свойствами: группой горючести Г 1-2, распространением пламени РП 1-2, позволяющими применять эти материалы в сочетании с волокнистыми теплоизоляционными материалами (минеральная вата) или строительными пенопластами (пенополистирол, экструдированный пенополистирол - НГ или Г1) без ограничения по площади поверхности кровли и без противопожарных рассечек.

Сегодня рынок стройматериалов предлагает следующие основные типы мембран: битумный ковёр, ПВХ (поливинилхлорид), ЭПДМ (этилен-пропилен-диен-мономер), ТПО (термопластичный? полиолефин). Большая часть типов выпускаемых полимерных мембран обладает хорошими эксплуатационными характеристики, сохраняют механическую прочность и эластичность в диапазоне температур от -35 до +110оС. Небольшой вес мембран, по сравнению с традиционными материалами, позволяет уменьшить нагрузку на несущие конструкции сооружений в 2-3 раза, т.к. при устройстве кровли гидроизоляционный ковер укладывается в один слой. Срок службы таких кровель составляет 25 лет и выше. Кроме того, большинство мембран обладает высокой паропроницаемостью, которая в десятки раз выше, чем у битумных изоляций, что способствует дополнительному выходу влаги с поверхности утеплителя. Это определяет высокий ресурс и надежность, как гидроизоляционного ковра, так и кровли в целом.

Более 90% протечек кровли, как правило, происходят в труднодоступных местах, в местах примыканий. Рынок предлагает целый ряд комплектующих: специальные мембраны для сложных примыканий, готовые накладки на внутренние и внешние углы, ламинированная жесть и т.д. Это позволяет обеспечить надежную гидроизоляцию кровли в самых уязвимых местах, упростить работу монтажников, т.к. такую гидроизоляционную систему кровли можно собрать быстро, как «конструктор». Это особенно важно в случаях т. наз. облегченных конструкций кровель, когда на строительство сооружения отводится короткое время.

Одним из важнейших показателей на рынках строительных материалов является соотношение цена/качество. В этом плане полимерные мембраны имеют преимущества перед традиционными битумно-полимерными мембранами по механическим и эксплуатационным характеристикам, кроме того, стоимость битумно-полимерных материалов непрерывно возрастает, следуя за ростом цен на нефть.

Немного статистики (теплоизоляционные материалы в устройстве плоских кровель).

Особое место в устройстве кровель занимает проблема выбора теплоизоляционных материалов, совместимых с той или иной гидроизоляцией. В многоэтажных домах крыши могут строиться в двух вариантах: чердачные и бесчердачные крыши. Чердачные крыши, в свою очередь, подразделяют на крыши с утепленным чердаком, или не утепленным вентилируемым чердаком, то есть слой теплоизоляции – волокнистая или строительный пенопласт - имеется в обоих вариантах, но места его расположения разные. В строительстве крупнопанельных жилых многоэтажных домов, доля которых в общем объеме строительства жилых многоэтажных домов в настоящее время составляет около 28% (по площади), для утепления кровель часто используют строительные пенопласты. Волокнистые теплоизоляционные материалы в основном используются в остальной части сектора многоэтажных домов: кирпичных, монолитных и проч., доля которых составляет около 71%. Это распределение теплоизоляционных материалов по видам домов является условно-статистическим.

Несмотря на рекомендации соответствующих нормативных документов, малоэтажные жилые дома усадебного типа, часто возводимые из дерева и местных материалов собственными силами застройщика, часто не имеют теплоизоляции крыш, стен и подвалов. Тем не менее, для теплоизоляции кровель в них используются различные виды строительных пенопластов, более приемлемые при строительстве дома собственными силами.

Дома усадебного типа занимают около 56% (по площади) от общего объема малоэтажного строительства. В остальной части сектора малоэтажных домов– элитных домах и коттеджах - (около 44%), как правило, для утепления используются волокнистые теплоизоляционные материалы. Однако такого рода утепление проводится примерно в 80% домов.

Потребление волокнистой изоляции в устройстве кровель

Жилые здания

Все многоэтажные жилые дома, как правило, имеют плоские крыши, а малоэтажные жилые дома – скатные крыши. В зависимости от уровня комфортности жилых домов, их конструктивных решений и этажности, предпочтения в применении теплоизоляционных материалов для кровель - различны. Структура использования волокнистых теплоизоляционных материалов для утепления кровель в новом жилищном строительстве приведена в табл.1.

Таблица 1

Структура использование волокнистых теплоизоляционных материалов для устройства крыш в жилых новостройках

Виды домов	Число зданий,шт.	Площадь зданияв плане, м2	Площадь кровли,м2	Доля волокнистой изоляции,%	Расход волокнистых тепло-изоляционных материалов, тыс. м3
Малоэтажные дома	104036	128,3	192,5	44,2 х 0,8*	1062,2
Многоэтажные дома	3662	771,5	771,5	71,3	302,0

*) Утепление кровли проводится только в 80% домов.

Нежилые здания

При строительстве коммерческих и общественных зданий в 90% случаев используются волокнистые теплоизоляционные материалы. Структура их использования для утепления кровель в новом строительстве и капитальном ремонте нежилых зданий приведена в табл. 2.

Таблица 2.

Структура использования волокнистых теплоизоляционных материалов для кровель в новом строительстве и капитальном ремонте нежилых зданий

Вид работ Кол-во зданий,тыс. шт. Площадь здания в плане,м2 Площадь кровли,м2 Реальный объем капитальногоремонта, % Доля волокнистой изоляции,% Расход волокнистых теплоизоляционных материалов,тыс. м3
Новое строительство промышленных зданий 1,03 592 592 - 50 36,6
Новое строительство коммерческих и общественных зданий 5,29 249 249 - 90 142,3
Капитальный ремонт промышленных зданий 12,93 592 592 30 50 137,8
Капитальный ремонт коммерческих и общественных зданий 17,57 249 249 80 90 378,0

Потребление строительных пенопластов в устройстве кровель

Жилые здания

В применении теплоизоляционных материалов для утепления плоских кровель в различных видах жилищного строительства существуют различные предпочтения. В многоэтажном крупнопанельном строительстве в основном используются строительные пенопласты. В малоэтажном жилищном строительстве строительные пенопласты используются, как правило, только при строительстве дешевых домов усадебного типа. Подобные дома часто не имеют теплоизоляции кровель, в этом сегменте доля теплоизолированных домов составляет около 20%. Структура использования строительных пенопластов для утепления кровель в новом жилищном строительстве приведена в табл. 3.

Таблица 3.

Структура использования строительных пенопластов для кровель в новом жилищном строительстве

Категория	Кол-во зданий,шт.	Площадь зданияв плане, м2	Площадь кровли,м2	Доля строительных пенопластов,%	Доля утепляемых зданий,%	Расход строительных пенопластов, тыс. м3
Малоэтажные дома	104036	128,3	192,5	55,8	20	223,5
Многоэтажные дома	3662	771,5	771,5	28,7	100	81,1

Нежилые здания

В новом строительстве и капитальном ремонте нежилых зданий строительные пенопласты составляют до 50% от общего объема теплоизоляционных материалов, применяемых в промышленном строительстве, и около 10% - применяемых в коммерческих и общественных зданиях. Структура использования строительных пенопластов для кровель в новом строительстве и капитальном ремонте нежилых зданий приведена в табл. 4.

Таблица 4

Структура использования строительных пенопластов для кровель в новом строительстве и капитальном ремонте нежилых зданий

Вид работ	Число зданий,тыс. шт.	Площадь здания в плане,м2	Площадь кровли,м2	Реальный объем капитальногоремонта, %	Доля строительных пенопластов,%	Расходстроительных пенопластов,тыс. м3
Новое строительство промышленных зданий	1,03	592	592	-	50	29,3
Новое строительство коммерческих и общественных зданий	5,29	249	249	-	10	12,6
Капитальный ремонт промышленных зданий	12,93	592	592	30	50	110,2
Капитальный ремонт коммерческих и общественных зданий	17,57	249	249	80	10	33,6

Конкурентные особенности основных теплоизоляционных материалов при устройстве плоских кровель

Многие производители, как минеральной ваты, так и пенопластов избегают прямых сравнений материалов. Если при устройстве инверсионной кровли приоритет традиционно отдавался экструдированному пенополистиролу, то на классических плоских кровлях господствовала минеральная вата. Однако острый дефицит минеральной ваты в последнее время спровоцировал интерес к применению пенопластов в таких системах. Мы попытались противопоставить основные аргументы производителей минеральной ваты и ЭППС. Данное сравнение представляет собой перечень доводов, которые производители и поставщики используют при продвижении своего материала.

Аргументы производителей минеральной ваты	Аргументы производителей ЭППС
Основные аргументы: Поведение при горении Стабильность размеров Открытость структуры Совместимость со всеми мембранами Отсутствие опасности для окружающей среды Долговечность	Стабильность размеров Низкое водопоглощение Долговечность Монтаж при любых погодных условиях Экологическая безопасность Отсутствие необходимости использования пароизоляционного слоя Облегчение веса кровельного пирога, снижение нагрузки на несущие конструкции Устойчивость к циклам замораживания-оттаивания Высокая прочность на сжатие Простота монтажа Высокие теплоизолирующие свойства
Поведение при горении: тепловой потенциал Пенополистирол в конструкции кровли рассматривается как потенциальное топливо для огня, так как является горючим материалом с большим тепловым потенциалом (максимальное выделение тепла по отношению к массе или объему за время полного сгорания)	Конструкция кровли подразумевает не только утеплитель, но также плиту основания, пароизоляционный и гидроизоляционный слои. При этом плита основания может быть выполнена из железобетона (высокая огнестойкость) или профлиста (низкая огнестойкость). Пароизоляционный и гидроизоляционный ковры являются горючими материалами. Поэтому конструкция кровли должна рассматриваться не как состоящая из отдельных слоев, каждый из которых имеет свои свойства (группу горючести, воспламеняемости и дымообразующей способности), а как единый кровельный пирог. Требования, предъявляемые к кровельному пирогу, во многом зависят от типа здания. Поэтому целесообразно говорить не о свойствах и поведении утеплителя при горении, а о свойствах и поведении при горении конкретного кровельного пирога.
Поведение при горении: воспламеняемость и распространение огня Пенополистирол сочетает и воспламеняемость и высокий потенциальный уровень тепловыделения, что способствует распространению пожара по всей кровле вплоть до полного разрушения здания в очень короткое время (до начала работы пожарной бригады).
Поведение при горении: непрозрачность и токсичность дыма Дым – главный источник смерти при пожаре. Дым опасен не только для жителей горящего здания, но и пожарным, пытающимся их спасти. Дым оказывает двойное воздействие на человека: во-первых, создает непрозрачность, что при пожаре снижает видимость, во-вторых, токсичность компонентов дыма приводит к асфиксии или беспомощности.	Действительно, дым является главным источником смерти.
Поведение при горении Вспененные материалы, благодаря своей органической структуре, подвержены высокой степени выделения наркотических и раздражающих газов со всеми вытекающими последствиями.	В составе минераловатных плит имеется связующее на основе фенолформальдегидной смолы. Испарение связующего происходит при 200-250 град. Цельсия с выделением в окружающую среду вредных веществ. Испарение связующего приводит к осыпанию волокон.
Стабильность размеров Минеральная вата имеет стабильные размеры. Это крайне важно, когда изоляция находится под гидроизоляцией (битумно-полимерная, полимерная)	В отличие от гомогенной структуры экструдированного пенополистирола, волокнистая структура минеральной ваты не обладает высокой прочностью, осыпание волокон происходит как на стадии транспортировки и монтажа плит, так и на стадии эксплуатации.
Стабильность размеров Пенополистирольные плиты могут расширяться и сжиматься в зависимости от метода крепления гидроизоляции, они могут создавать напряжение в гидроизоляционном ковре во время циклов замораживания-оттаивания. Рекомендации многих производителей пенопласта «слегка прижать» их плиты друг к другу, чтобы предотвратить любое движение, связанное с расширением/сжатием. Реальность на стройке, что плиты прижимаются «не слегка», что может вызвать проблемы с продукцией при расширении и сжатии и создать напряжение в мембране.	Расширение и сжатие материала может происходить в случае попадания внутрь утеплителя влаги, которая проходит циклы замораживания-оттаивания. Экструдированный пенополистирол имеет структуру с закрытыми ячейками, попадание влаги в которые исключено. Так водопоглощение у ЭППС составляет 0,2 % по объему, в то время как у минеральной ваты этот показатель равен 1,5%. Поэтому минеральная вата в большей степени подвержена расширениям и сжатиям под воздействием циклов замораживания-оттаивания.
Открытая структура Минеральная вата имеет очень низкое сопротивление паропроницанию. Все виды гидроизоляции могут монтироваться прямо на минеральную вату – нет необходимости в отдельном расширительном слое – особенно для битумных материалов. Нет риска для пузырей на гидроизоляции потому, что давление может выравниваться через минераловатную изоляцию.	Закрытая ячеистая структура экструдированного пенополистирола исключает возможность попадания влаги в утеплитель, что: препятствует гниению повышает долговечность конструкции кровли позволяет отказаться от использования пароизоляционного слоя Гидроизоляция может укладываться непосредственно на плиты из экструдированного пенополистирола.
Может применяться со всеми типами гидроизоляции: типы мембран Битумный (наплавляемый) ковер ПВХ ЭПДМ ТПО	Экструдированный пенополистирол может применяться со следующими типами мембран: ПВХ (с устройством разделительного слой) ЭПДМ ТПО Битумный ковер (механическое крепление к основанию)
Совместимость со всеми типам гидроизоляции Все хорошо известные типы гидроизоляционных мембран могут применяться с минеральной ватой. Вы всегда можете быть спокойны, прикреплена ли мембрана механически, наплавлена, приклеена или установлена с другим адгезивом.	Крепление гидроизоляционного ковра к плитам из экструдированного пенополистирола может осуществляться как механически, так и с помощью клеящих составов.
Экологическая безопасность Кровельные минераловатные плиты экологически безопасны в применении, производстве, исследовании и развитии, и утилизации после использования.	Минераловатные утеплители, имеют в своем составе микроскопические неорганические волокна. Отделяясь от плиты, они попадают в легкие человека, задерживаются в них и могут стать причиной рака. Всем минераловатным утеплителям в Европе присвоен индекс KI, свидетельствующий о степени их онкологический опасности, обусловленной их химическим составом, основой которого являются оксиды с различной степенью растворимости.
Долговечность Пенополистирол является органическим материалом, он склонен к старению и деструкции Минеральная вата по своему составу является неорганическим, экологически чистым продуктом, поэтому является долговечным.	В составе минеральной ваты присутствуют органическое связующее на основе фенолформальдегидной смолы, содержание которого доходит до 4,5%. Поэтому говорить о том, что минвата является полностью неорганическим продуктом, не совсем правильно. Кроме того, как и все другие волокнистые материалы, минвата подвержена насыщению влагой, что приводит к ухудшению теплоизоляционный свойств и снижению долговечности материала.

Заключение

Очевидно, что в связи с повышени¬ем требований к тепловой защите, в устройстве плоских кровель существенно возросла необходимость комплексного подхода. Новые нормы СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», с учетом специфики боль¬шинства регионов страны, можно выполнить только с применением эффективной теплоизоляции.

Минеральная вата остается традиционным, наиболее долговечным, экологически чистым материалом, имеющим продолжительную историю эксплуатации во всех климатических зонах страны. Изделия из минеральной ваты имеют достаточно стабильные характеристики и, что немаловажно, - продолжительный опыт учета и ограничения их недостатков.

В сложившихся условиях достаточно востребованными являются строительные пенопласты, в силу сравнительно невысокой стоимости и хороших теплоизоляционных характеристик.

Строительные пенопласты при использовании в плоских кровлях представляют собой эффективную альтернативу волокнистой теплоизоляции, однако их применение сильно зависит от факторов, кото¬рые не всегда учитываются.

В складывающейся ситуации становится очевидным: минераловатные утеплители и строительные пенопласты являются конкурентными теплоизоляционными материалами для устройства плоских кровель. Их рыночные позиции в дальнейшем будут определяться не только потребительскими качествами и общей конъюнктурой рынка, но действиями основных игроков рынка по формированию строительных традиций.

Очень важно в этой ситуации понять позицию проектировщиков, строителей и эксплуатационных служб, которая должна опираться на более глубокие технико-экономические расчеты, основанные на результатах, как новейших экспериментальных исследований, так и учете макроэкономических показателей.

С анализом российского рынка теплоизоляции Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок теплоизоляционных материалов в России».

www.newchemistry.ru