Утепление фасада минеральной ватой — технологии, виды и характеристики

Минеральная вата — один из самых распространенных теплоизоляционных материалов. Он хорошо сохраняет тепло, гасит шумы, не горит и экологически безопасен. Утепление фасада минеральной ватой повышает энергоэффективность здания, что помогает сэкономить на отоплении в холодный сезон. Технология достаточно проста и не требует каких-либо специфических навыков.

Виды и производство

Минеральная вата — это материал с волокнистой структурой, который изготавливается из расплава вулканических горных пород, стеклянного боя или отходов металлургии. В зависимости от состава сырья он называется базальтовой (каменной) ватой, стекловатой или шлаковатой. Несмотря на похожую структуру, эти утеплители различаются составом, некоторыми свойствами и областью применения.

В жилищном строительстве используются все виды минеральной ваты, но преимущество остается за каменной как наиболее безопасной при монтаже и эксплуатации. Стекловата и шлаковата чаще применяется в промышленности для термоизоляции оборудования, труб, складских и подсобных помещений. Эти материалы более дешевые, но выделяют вредную пыль.

Базальтовая вата производится из габбро-базальтовых или подобных им по составу и свойствам горных пород. Минералы расплавляются в печах до высокой температуры, а затем поступают на филер с мелкими отверстиями. Тончайшие волокна охлаждаются и склеиваются в ковер с помощью органических смол, битума или бентонитовой глины. Волокнистая заготовка режется на листы нужных размеров, а затем формуется в рулоны, мягкие или жесткие плиты, прошивные маты, сферические или цилиндрические оболочки.

Для увеличения устойчивости к влаге и поражению грибками базальтовая вата обрабатывается водоотталкивающими гидрофобизаторами и антисептиками. Дополнительно изделия могут покрываться алюминиевой фольгой, стеклохолстом, крафт-бумагой, что повышает теплозащитные качества и устойчивость к деформациям.

Какую минвату можно использовать для утепления стен

Согласно ГОСТ 9573-2012 плиты производятся в разных исполнениях:

• ПМ — мягкие, плотностью 40-50 кг/м3;
• ПП — полужесткие, 60-80 кг/м3;
• ПЖ — жесткие, 100-140 кг/м3;
• ППЖ — повышенной жесткости, 160-200 кг/м3;
• ПТ — твердые, 220-300 кг/м3.

Для утепления ненагруженных конструкций рекомендуется использовать рулонную теплоизоляцию или мягкие плиты. Они не подвергаются механическим воздействиям, поэтому не усаживаются.

Для вентилируемых фасадов, кровель и потолков, где нагрузка посерьезнее, предназначены полужесткие и жесткие плиты. Если предполагается штукатурка стен по армирующей сетке, лучше устанавливать изделия марки ПЖ. Они хорошо держат форму и не деформируются под весом отделки.

Плиты повышенной плотности могут выдерживать большие сжимающие нагрузки. Применяются в промышленности как тепло- и звукоизоляция ограждающих конструкций и оборудования.

Характеристики

Минеральная вата согласно ГОСТ 4640-2011 должна иметь следующие физико-химические показатели:

• диаметр нити — 3-8 мкм;
• органические включения — не более 2%;
• неволокнистые компоненты — 8-16%;
• сжимаемость — до 25%;
• теплопроводность — 0,036-0,060 Вт/мК в зависимости от температуры;
• модуль кислотности — 1,4-2,0;
• водостойкость — до 4рН;
• водопоглощение — от 6 до 30%;
• влажность — не более 1%;
• удельная активность радионуклидов — до 360 Бк/кг.

Стандартная длина плит 500-2000 мм, ширина 400-1000 мм, толщина 20-200 мм.

Какая должна быть толщина минеральной ваты для утепления фасад

Для выбора толщины утеплителя производится теплотехнический расчет. Он заключается в сравнении двух величин — нормируемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции и расчетного при заданных условиях. Для входных данных назначается толщина всех слоев стены, включая минеральную вату. Суммарное термическое сопротивление определяется по формуле:

где R_i — сопротивление теплопередаче всех слоев, ბ_{i и} λ_i — толщина и коэффициент теплопроводности каждого слоя, α_в и α_н — коэффициенты тепловосприятия внутренней поверхности и теплоотдачи наружной поверхности стены. Все значения берутся из таблиц с характеристиками материалов.

Затем определяется нормируемое R для конкретной климатической зоны и конкретного здания. Расчет достаточно объемный. Он учитывает природные условия, требуемый температурно-влажностный режим, а также особенности конструкций (все формулы в СП 50.13330.2010). Полученную величину R сравниваем с найденным ранее R_i.

Если числа приблизительно равны или R меньше R_i на 10-15%, все в порядке и толщина утеплителя достаточна. Если разница намного больше, теплоизоляцию нужно сделать потоньше. Но если неравенство обратное, требуется добавить толщину. Стандартные размеры плит позволяют изменять ее с шагом 50 мм. Для упрощения задачи рекомендуется использовать специализированные программы, где уже заложены справочные коэффициенты и алгоритмы расчета на основании СП.

Особенности базальтовой ваты как утеплителя

Важнейшее свойство любого утеплителя — способность сохранять тепло. Для расчетов используется коэффициент теплопроводности λ, который характеризует скорость прохождения энергии через материал. Чем он меньше, тем дольше тепло перемещается от нагретого слоя к холодному, соответственно теплоизоляционные свойства лучше.

У каменной ваты λ=0,038-0,05 Вт/м°К, что в 6 раз меньше, чем у кирпича и в 2 раза — чем у дерева. Слой утеплителя всего 10 см удерживает тепло так же, как деревянная стена толщиной в 20 см или кирпича в 60 см.

Теплопроводность минеральной ваты связана с плотностью. Чем плотнее расположены волокна, тем больше между ними замкнутых воздушных пустот, соответственно, теплопроводность ниже, чем у рыхлых марок.

Следующее важное свойство ваты — хорошая паропроницаемость. С одной стороны это достоинствам, ведь стенам нужно «дышать». С другой — пар внутри утеплителя при большой разности внешних и внутренних температур, превращается в конденсат. Это приводит к отсыреванию материала и ухудшает его теплоизоляционные свойства.

Чтобы у влаги сохранялась возможность испаряться в атмосферу, в многослойных конструкциях организуется вентзазор. Нельзя запечатывать утеплитель в пленку, одна из сторон обязательно должна быть паропроницаемой. С этой функцией хорошо справляются современные гидроветрозщитные мембраны и воздухопроницаемые штукатурки. И еще одно качество, которое нужно учитывать, — высокое водопоглощение. Пористый материал может впитывать влагу до трети своего веса, поэтому нельзя перевозить его в дождливую погоду без защиты и оставлять надолго под открытым небом. Лучшее место для хранения — сухой склад. Во время проведения теплоизоляционных работ не должно быть сырости или тумана. На долгие перерывы рекомендуется накрывать стены полиэтиленовой пленкой.

Утепление фасада минватой своими руками: три технологии

Минеральная вата универсальна, она может использоваться для теплоизоляции стен из бетона, кирпича или дерева. Главное условие — материал должен проветриваться и не соприкасаться с теми поверхностями, где интенсивно выпадает конденсат.

Разработаны три технологии утепления:

• «мокрый» фасад;
• Вентилируемый фасад;
• Многослойная кладка.

Первый и второй вариант можно использовать как при строительстве дома, так и его реконструкции с целью повысить энергоэффективность. Кладка применяется реже по причине того, что ее можно выполнить только на этапе строительства.

«Мокрый» фасад

Эта технология предполагает штукатурку стен по утеплителю. Работы проводятся в несколько этапов:

1. Подготовка поверхности.
2. Грунтование.
3. Установка цокольного профиля или временной опоры.
4. Приклеивание утеплителя, механическое крепление.
5. Армирование сетками.
6. Оштукатуривание.

Подготовка

Стены очищаются, выравниваются. Предварительно убираются водостоки, отливы, кондиционеры и другие выступающие элементы. Если присутствуют плесень и мох, поверхность обрабатывается антисептиками. Металлические детали, которые убрать невозможно, окрашиваются водостойкими антикоррозионными составами.

Основание грунтуется в 2 захода. С помощью шнуров или лески задается плоскость фасада.

Устройство опоры

Следующий шаг — установка цокольного профиля или вспомогательной опорной рейки. Профиль крепится дюбелями с шагом 30 см строго горизонтально. Линия размечается по верху цоколя нивелиром или лазерным уровнем. Между соседними элементами нужно оставлять компенсационный зазор 2-3 мм и соединять их пластиковой клипсой.

Нахлест профилей не допускается. В углах они стыкуются прирезкой внутренней части, ребро должно остаться целым. Если использовалась временная опора, она удаляется после дюбелирования плит.

Приклеивание утеплителя

Клеевой состав наносится на плиту контурно-маячковым или сплошным методом. В первом случае неровности основания могут достигать 30 мм, во втором — не более 3 мм. Предварительно поверхность плиты грунтуется тонким слоем этого же клеевого раствора.

Клей распределяется по утеплителю с таким расчетом, чтобы после прижатия площадь адгезионного контакта составляла не менее 85% при сплошном нанесении и 40% — при контурно-маячковом. Под плитой нельзя оставлять воздушные пузыри, поэтому в полосе клея делается небольшой разрыв, который в процессе приклеивания должен закрыться.

Плиты с нанесенным клеем устанавливаются в направлении снизу вверх. Выступивший клей сразу же удаляется. В углах утеплитель стыкуется зубчатым зацеплением, то есть торец каждого ряда поочередно надвигается на нижележащий.

Элементы необходимо устанавливать с перевязкой швов. При двухслойном утеплении ни по вертикали, ни по горизонтали швы совпадать не должны. Положение каждой плиты контролируется уровнем в 3 плоскостях. Если в минеральной вате имеются крупные включения, они удаляются. Раковины заполняются теплоизоляционным материалом и затираются наждачной бумагой.

Все зазоры заделываются клиновидными полосами из минваты или полиуретановой пеной. Клей применять нельзя из-за его сравнительно высокой теплопроводности. Швы должны располагаться на расстоянии не менее 100 мм от угла или откоса.

Дюбелирование

Приступать к механическому креплению плит можно через 24 часа после приклеивания. Отверстия просверливаются на глубину на 10-15 мм больше длины анкеровки. В скважины рукой вдавливаются пластиковые дюбели. Их поверхность не должна выступать за границы утеплителя.

Распорный сердечник завинчивается или забивается, а дюбель шпаклюется клеевым раствором. Расход крепежа — 6-10 шт на 1 кв.м. Обычно дюбели ставятся по углам и в центре плиты, но в местах усиленных ветровых нагрузок (по углам здания и на расстоянии от них 1,5 м) дюбелирование производится чаще.

Защитное армирование

Для его устройства используется фасадная щелочестойкая сетка, которая крепится непосредственно на плиты. Предварительно наносится клеевой состав, сетка аккуратно погружается, излишки клея удаляются.

Толщина слоя — 3 мм, на дверных и оконных откосах — до 5 мм. Полотна накладываются друг на друга с нахлестом не менее 100 мм. Панцирные сетки стыкуются без нахлеста.

Углы, откосы и ниши усиливаются специальными профилями:

• клей наносится на обе части угла на ширину профиля и сетчатых выпусков;
• усиливающий элемент вдавливается в клеевую массу;
• излишки состава удаляются гладкой теркой.

Аналогично укрепляются внутренние углы. Откосы и вершины углов усиливаются «косынками» — отрезками сетки, расположенными под углом .

Вся плоскость утеплителя равномерно покрывается армирующим слоем, сетка из-под него просвечивать не должна. После высыхания поверхность шлифуется наждачной бумагой.

Отделка

Через 48-72 часа стена облицовывается декоративной штукатуркой на силиконовой, акриловой или минеральной основе. Поверхность покрывается раствором с помощью терки на толщину, равную размеру зерна заполнителя. Фактура формируется по желанию.

Через 7 суток стены готовы к окрашиванию. Фасадная краска наносится вручную или пульверизатором. Кратность обработки — не менее 2 раз. Все зазоры между утеплением и конструкциями дома заполняются уплотнительным шнуром и заделываются герметиком.

Вентилируемый фасад

Очень популярный вид наружной отделки, который можно использовать в любой сезон года. Требования к температуре воздуха на такие строгие, как в технологии «мокрый» фасад, где приклеивание утеплителя и штукатурные работы разрешено проводить только при +5…+25°С. Единственное ограничение — на должно быть дождя или густого тумана. В качестве отделки используются сайдинг, керамогранит, панели из фиброцемента, кассеты.

Устройство утепленной навесной системы включает:

• установку несущего каркаса;
• укладку теплоизоляционного слоя;
• наружную облицовку.

Стена должна быть прочной, чистой и сухой. Если старая штукатурка крепкая, ее можно оставить. Плиты для вентилируемого фасада должны предназначаться для вертикального монтажа, чтобы не деформироваться под собственным весом.

На первом этапе проводится разметка и установка кронштейнов для несущего каркаса. Они крепятся к стене 1 или 2 анкерами. Минимальное расстояние от углов 100 мм, не допускается анкеровка в шов кладки.

Для опоры нижнего ряда используется цокольный профиль, который монтируется как в описании для «мокрого» фасада. Минвата устанавливается в шахматном порядке начиная снизу. Применяется только механический крепеж без приклеивания. Сначала плиты навешиваются через прорези на кронштейны, затем с помощью дюбелей фиксируются к стене. Все стыки должны быть плотными, не допускаются зазоры и щели. На поверхность утеплителя монтируется паропроницаемая мембрана. Материал раскатывается вертикально или горизонтально и крепится к стене тарельчатыми дюбелями через теплоизоляцию. Минимальный нахлест полотен — 100-150 мм. В местах перехлеста также устанавливаются дюбели с шагом 600 мм.

Продолжается устройство каркаса. К кронштейнам с помощью саморезов или клепки крепятся направляющие. Плоскость должна быть тщательно выверена. Затем устанавливаются угловые элементы, отливы, рассечки и обрамления проемов. Облицовочные панели фиксируются к несущему каркасу согласно технологии производителя. Необходимо следить, чтобы между отделкой и утеплителем оставался вентиляционный зазор не менее 40 мм.

Многослойная кладка с эффективным утеплением

Конструкция включает несущий слой, теплоизоляцию и облицовку. Для соединения внутреннего и наружного слоя используются стеклопластиковые связи со специальными ограничителями. Они не подвержены коррозии, а за счет низкой теплопроводности удается избежать промерзания в точках крепления.

Базальтовую вату стену нельзя укладывать без вентзазора. Ограничители не позволяют соприкасаться утеплителю с внешней облицовкой, поддерживая тем самым его положение в пространстве и обеспечивая циркуляцию воздуха внутри конструкции. В местах стыка плит дополнительно устанавливаются прокладки из полимеров, например, пеноплекса.

Многослойная кладка намного легче и теплее сплошной. Облицовка выполняется из кирпича, который намного долговечнее штукатурки и отделочных панелей. В течение всего срока эксплуатации здания ремонт декоративной отделки не требуется, конечно, при условии строгого соблюдения технологии.

Минеральная вата в каркасном строительстве

Базальтовый утеплитель, в отличие от пенополистирола и других видов полимерной теплоизоляции, увеличивает огнестойкость зданий. Поэтому в каркасном строительстве, где каркас собирается из дерева, в приоритете негорючие материалы.

Благодаря способности пропускать пар вата по свойствам максимально близка к древесине. В местах примыкания нет предпосылок к накоплению конденсата, а значит, деревянные конструкции не гниют и дольше служат. Стены каркасных зданий представляют собой щиты, заполненные утеплителем. Чтобы материал не усаживался и не образовывались мостики холода, применяется многослойное утепление. Вся толщина разбивается на несколько более тонких слоев, а плиты укладываются со смещением швов.

С внутренней стороны прокладывается пароизоляция, с внешней — гидроветрозащита. В структуре стены должны присутствовать вентиляционные зазоры не менее 40 мм для вывода влаги. Испарение в атмосферу происходит через специальные отверстия в обшивке или сквозь паропроницаемую штукатурку.

Заключение

Утепление фасада минватой — возможность улучшить теплофизические характеристики здания и создать благоприятные условия для работы ограждающих конструкций. Можно применять 3 технологии — «мокрый» фасад, навесная система или многослойная кладка.