Тенденции использования различных видов теплоизоляции при возведении кровель зданий того или иного назначения в достаточной степени сформировались. Однако рост популярности гидроизоляционных полимерных мембран обостряет конкуренцию минераловатных плит и строительных пенопластов.

Рынок материалов для плоских кровель

Наряду с традиционной битумно-полимерной гидроизоляцией полимерные мембраны для плоских кровель в Европе использовались с середины прошлого века. Современные материалы обладают высокими физико-механическими показателями, cнижают трудоемкость работ по монтажу и обеспечивают высокую эксплуатационную надежность.
В России гидроизоляционные полимерные мембраны используют немногим более 10 лет. К 2006 г. отечественный рынок полимерных мембран составил около 6 млн кв. м, что вывело Россию на второе место среди европейских стран (после Германии) по их применению. Повсеместное требование снижения весовых нагрузок на несущие конструкции зданий и стоимости гидроизоляционного ковра в условиях жесткой ценовой конкуренции, совершенствование технологий производства как битумных материалов, так и полимерных мембран – все это определило тенденцию уменьшения количества слоев покрытий при устройстве гидроизоляции кровель.

Сегодня в возведении зданий, особенно с облегченной кровлей на основании из профилированного листа, предпочтение отдается однослойным мембранам, в частности из ПВХ (поливинилхлорид), ЭПДМ (этилен-пропилен-диен-мономер), ТПО (термопластичный полиолефин). Их широко используют и в реконструкции строений. Это породило ряд проблем для производителей битумных материалов, приведших к существенному снижению их доли на рынке со всеми признаками стагнации.

На начало 2006 г. совокупный объем европейского рынка кровельных гидроизоляционных материалов для плоских кровель составил более 340 млн кв. м. Из них 73,3 % – битумные материалы, 22,9 % – полимерные однослойные мембраны (77 млн кв. м), остальная часть – мастичные гидроизоляционные материалы. Применение однослойных полимерных мембран будет ежегодно возрастать. Если в 2005 г. этот рост составил менее 4 %, то в 2006–2007 гг. он достигнет 5 % и более в год.

Каменная вата

Экструдированный пенополистирол

В ближайшей перспективе доля полимерных мембран в общем объеме рынка кровельных гидроизоляционных материалов будет достигать 25 %. В России увеличение доли полимерных мембран существенно сдерживается отсутствием местного производства как самих мембран, так и качественного сырья. На сегодняшний день наиболее востребованными остаются мембраны из ПВХ-П (поливинилхлорида пластифицированного), их доля на рынке составляет свыше 62 % (48 млн кв. м).

Мембраны обладают высокими противопожарными свойствами: группой горючести Г 1-2, распространением пламени РП 1-2, позволяющими применять их 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.

Другие типы мембран (ПВХ, ЭПДМ, ТПО) сохраняют механическую прочность и эластичность в диапазоне температур от -35 до +110 °С. Небольшая масса мембран, по сравнению с традиционными материалами, и их эксплуатационная надежность, позволяющая укладывать их в один слой, ведут к уменьшению нагрузки на несущие конструкции сооружений в 2–3 раза. Срок службы таких кровель – 25 лет и выше. Большинство мембран обладает высокой паропроницаемостью (в десятки раз выше, чем у битумной изоляции), что способствует дополнительному выходу влаги с поверхности утеплителя. Это определяет надежность как гидроизоляционного ковра, так и кровли в целом.

Более 90 % протечек кровли, как известно, происходят в труднодоступных местах, в местах примыканий. Рынок предлагает целый ряд комплектующих: специальные мембраны для сложных примыканий, готовые накладки на внутренние и внешние углы, ламинированную жесть и т.д. Они позволяют обеспечить надежную гидроизоляцию кровли в самых уязвимых местах, упростить работу монтажников, что особенно важно для возведения облегченных конструкций кровель, когда на строительство сооружения отводится короткое время.

Итак, полимерные мембраны имеют преимущества перед традиционными битумно-полимерными материалами по механическим и эксплуатационным характеристикам. К тому же стоимость последних с ростом цен на нефть увеличивается.

Теплоизоляционные материалы для плоских кровель

Особое место в устройстве кровель занимает проблема выбора теплоизоляционных материалов, совместимых с той или иной гидроизоляцией. Многоэтажные жилые дома, как правило, имеют плоские, а малоэтажные – скатные крыши. В зависимости от уровня комфортности жилых домов, их конструктивных решений и этажности предпочтения в применении теплоизоляционных материалов для кровель различны.

* Утепление кровли проводится только в 80 % домов.

В многоэтажных домах крыши могут быть чердачными и бесчердачными. Чердачные, в свою очередь, подразделяют на крыши с утепленным или неутепленным вентилируемым чердаком. Слой теплоизоляции – минвата или пенопласты – имеется в обоих вариантах, но его месторасположение разное. При возведении 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, применяют в кирпичных, монолитных и прочих многоэтажных строениях, доля которых составляет около 71 %. Такое распределение теплоизоляционных материалов по видам домов является условно-статистическим.

При строительстве коммерческих и общественных зданий в 90 % случаев используют волокнистые теплоизоляционные материалы. Строительные пенопласты занимают до 50 % от общего объема теплоизоляционных материалов, применяемых в новом строительстве и капитальном ремонте промышленных зданий, и около 10 % – коммерческих и общественных зданий.

Несмотря на рекомендации соответствующих нормативных документов, малоэтажные жилые дома усадебного типа, часто возводимые из дерева и местных материалов собственными силами застройщика, не всегда имеют теплоизоляцию крыш, стен и подвалов. Тем не менее для теплоизоляции кровель в них используют различные виды строительных пенопластов, более приемлемые при самостоятельном возведении дома. В этом сегменте доля теплоизолированных домов составляет около 20 %.

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

Многие производители как минеральной ваты, так и пенопластов избегают прямых сравнений материалов. Если при устройстве инверсионной кровли приоритет традиционно отдавался экструдированному пенополистиролу (ЭППС), то на классических плоских кровлях господствовала минеральная вата. Однако острый дефицит минеральной ваты в последнее время спровоцировал интерес к применению пенопластов и в таких системах. Попытаемся противопоставить основные аргументы производителей минеральной ваты и ЭППС, используемые при продвижении своего материала.

Аргументы производителей минеральной ваты

Пенополистирол воспламеняем, более того, горит с большим выделением  тепла, что способствует распространению пожара по всей кровле вплоть до полного разрушения здания в очень короткое время (до начала работы пожарной бригады). Дым – главный источник смерти при пожаре, он опасен и для жителей горящего здания, и для пожарных. Дым оказывает двойное воздействие на человека: во-первых, снижает видимость, во-вторых, из-за токсичности его компонентов приводит к удушью или беспомощности.

Вспененные материалы, благодаря своей органической структуре, выделяют большое количество наркотических и раздражающих газов. Минеральная вата имеет стабильные размеры. Это крайне важно, когда изоляция находится под гидроизоляцией (битумно-полимерная, полимерная). Пенополистирольные плиты могут расширяться и сжиматься и потому создавать напряжение в гидроизоляционном ковре во время циклов замораживания оттаивания.

Открытая структура минеральной ваты обуславливает низкое сопротивление паропроницанию. Гидроизоляция может монтироваться прямо на утеплитель, нет необходимости в отдельном расширительном слое, особенно для битумных материалов. Нет и риска образования пузырей на гидроизоляции, так как давление может выравниваться через минераловатную изоляцию.

Минеральная вата совместима со всеми типами гидроизоляционных мембран, закреплены ли они механически, наплавлены, приклеены или установлены с другим адгезивом. Кровельные минераловатные плиты экологически безопасны в применении, производстве и утилизации. Пенополистирол является органическим материалом, он склонен к старению и деструкции, минеральная вата – неорганический продукт, что объясняет ее долговечность.

Аргументы производителей ЭППС

Конструкция кровли кроме утеплителя подразумевает плиту основания, пароизоляционный и гидроизоляционный слои. При этом основание может быть выполнено из железобетона (высокая огнестойкость) или профлиста (низкая огнестойкость). Пароизоляционный и гидроизоляционный ковры являются горючими материалами. Поэтому с точки зрения пожаробезопасности 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, предъявляемые к которому требования во многом зависят от типа здания.

В составе минераловатных плит имеется связующее на основе фенолформальдегидной смолы. Его испарение происходит при 200–250 °С с выделением в окружающую среду вредных веществ и приводит к осыпанию волокон материала. В отличие от гомогенной структуры ЭППС волокнистая структура минеральной ваты не обладает высокой прочностью, осыпание волокон происходит как на стадии транспортировки и монтажа плит, так и на стадии эксплуатации.

Рис. 1. Структура потребления волокнистых теплоизоляционных материалов для теплоизоляции кровель по данным на начало 2005 г.

Рис. 2. Структура потребления строительных пенопластов для теплоизоляции кровель по данным на начало 2005 г.

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. Водопоглощение ЭППС составляет 0,2 % объема, 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.

Закрытая ячеистая структура ЭППС исключает возможность попадания влаги в утеплитель, что: препятствует гниению, повышает долговечность конструкции кровли, позволяет отказаться от использования пароизоляционного слоя. Гидроизоляция может укладываться непосредственно на ЭППС-плиты. Экструдированный пенополистирол может применяться с битумным ковром (механическое крепление к основанию), мембранами из ПВХ (с устройством разделительного слой), ЭПДМ, ТПО.

Крепление гидроизоляционного ковра к плитам из ЭППС может осуществляться как механически, так и с помощью клеящих составов. 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, основу которого составляют оксиды с различной степенью растворимости.

Минеральная вата не является полностью неорганическим продуктом (содержание органического связующего на основе фенолформальдегидной смолы доходит до 4,5 %). Как и все волокнистые материалы, минвата подвержена насыщению влагой, что приводит к ухудшению теплоизоляционных свойств и снижению долговечности утеплителя.

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 большинства 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 выявления их недостатков и обеспечения мер по их ограничению.

Строительные пенопласты при использовании в плоских кровлях представляют собой эффективную альтернативу волокнистой теплоизоляции в силу сравнительно невысокой стоимости и хороших теплоизоляционных характеристик, однако их применение сильно зависит от факторов, которые не всегда учитываются. В складывающейся ситуации становится очевидным: минераловатные утеплители и строительные пенопласты являются  конкурентами как теплоизоляционные материалы для плоских кровель.

Их рыночные позиции в дальнейшем будут определяться не только потребительскими качествами и общей конъюнктурой рынка, но и действиями основных игроков рынка по формированию строительных традиций. При этом позиция проектировщиков, строителей и эксплуатационных служб должна опираться на глубокие технико-экономические расчеты, основанные как на результатах новейших экспериментальных исследований, так на и учете макроэкономических показателей.

С анализом незавершенных инвестиционных проектов в области производства минеральной ваты Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «База незавершенных инвестиционных проектов в области производства каменой и стекляной ваты».

Илья Сидоров,

руководитель проекта «Теплофф», генеральный директор
компании ACO Russia

www.newchemistry.ru