Строительный рынок предлагает множество видов утеплителей, но, несмотря на огромный выбор, каменная, она же минеральная, вата уже много лет держится в списке лидеров. С чем это связано?
Каменная вата — материал с интересной историей. Его подарили нам вулканы Гавайских островов. Много лет назад местные жители заметили, что при извержении ветер поднимает в воздух тонкие волокна лавы, которые потом застывают и собираются в мягкие комки. Настроенные на поэтический лад туземцы называли их волосами Пеле — богини огня и вулканов.
А вот прагматичные европейцы, обратив внимание на каменные волокна, задумались о полезных свойствах застывшей магмы, и в 1897 году свет увидел новый утеплитель. Первый завод по его производству был открыт в США, но сегодня каменную вату выпускают и в Европе, и в России, и в ряде других стран.
Нужно отметить, что технология расплава и вспенивания твердого сырья постоянно совершенствуется. Сегодня в дело идут стекло и шлаки — отходы металлургической промышленности. Эти изоляционные материалы стоят недорого, но обладают рядом недостатков, среди которых восприимчивость к влаге, отсутствие способности к шумопоглощению и экологическая небезопасность. Строители называют стекловату и шлаковату минеральной, и чтобы избежать путаницы, оговоримся, что темой нашей статьи является именно утеплитель из базальтового волокна. Он лишен описанных выше минусов.
Каменная вата пользуется стабильным спросом даже в кризисные времена. Более того, каждый год продажи данного материала увеличиваются на 7-9%
Технология производства данного продукта довольно сложна. Сначала измельченный камень (базальт) плавят в доменных печах до текучего состояния. Затем лава попадает в центрифугу, где под действием потоков воздуха превращается в волокна. В сырье добавляют связующее и маслянистую жидкость, играющую роль гидрофобизатора. Далее следует формовка и обжиг при 200°С. Конечный продукт нарезают под размер и упаковывают в термоусадочную пленку.
В результате получается эффективный и долговечный утеплитель, который используют для наружного и внутреннего утепления стен, перекрытий, кровельных конструкций, водопроводных/канализационных труб, дымоходов и многого другого.
Плюсы и минусы каменной ваты
Как уже говорилось выше, каменная вата — один из самых распространенных и востребованных утеплителей на рынке, и тому есть несколько причин.
Высокая теплосберегающая способность. Теплопроводность каменной ваты варьируется от 0,035 до 0,042 Вт/(м*К). Другими словами, слой этого материала толщиной в 10 см удерживает тепло так же хорошо, как 25 см бруса или 117 см кирпичной кладки.
И все же рассмотрим тему теплопроводности чуть подробнее. Этот показатель определяется коэффициентом λ (лямбда). При одной и той же толщине эффективнее работает утеплитель, проводящий меньше тепла. То есть чем меньше величина λ, тем лучше.
Обычно в сопроводительных документах на каменную вату приводят несколько коэффициентов теплопроводности: λ10, λ25, λА, λБ. Потребителю стоит обратить особое внимание на два из них — λА и λБ. Это теплопроводность материала при условиях эксплуатации, определяемых зоной влажности согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Именно эти показатели учитывают проектировщики при определении толщины слоя теплоизоляции для конкретного объекта. Так, в центральной части России расчет ведется на основании λБ. Так что при выборе утеплителя стоит ориентироваться на этот показатель.
Пожаробезопасность. Каменная вата не горит и не тлеет, ведь температура плавления базальтовых волокон превышает 1000°С.
Паропроницаемость. Благодаря относительно рыхлой, «воздушной» структуре каменная вата пропускает водяные пары, которые образуются в доме в результате человеческой деятельности (душ, приготовления пищи, стирка и т.д.). А значит, образования плесени можно не опасаться.
Способность к звукопоглощению. Все та же волокнистая структура делает минеральную вату хорошим шумоизолятором. Так что при покрытии фасадов каменной ватой можно решить две проблемы одновременно: в доме станет и тепло, и тихо.
Устойчивость к агрессивным средам. Минераловатный утеплитель не боится плесени, грибка и агрессивных химических реагентов. И конечно, «вспененный камень» не вызывает пищевого интереса у насекомых и грызунов.
Малый вес. Упаковка плит общей площадью 0,35 м² весит от 10 до 70 кг (в зависимости от толщины материала). Благодаря относительно небольшой массе облегчается и транспортировка, и монтаж.
Незначительная усадка. В отличие от множества рыхлых материалов каменная вата со временем почти не теряет в объеме. А значит, и в теплосберегающих свойствах.
Минераловатный утеплитель почти не впитывает влагу из воздуха. Гигроскопичность этого материала минимальна — не более 0,5% от общего объема
Долговечность. Материал сохраняет эксплуатационные характеристики на протяжении 70-100 лет.
К сожалению, наряду с достоинствами у данного утеплителя есть и недостатки, которые стоит упомянуть.
Высокая цена. Базальтовая вата стоит довольно дорого. Один кубический метр материала обходится в сумму от 1500 до 6500 руб. (в зависимости от плотности и ряда других факторов). Столь высокий ценник обусловлен в первую очередь сложностью производства и необходимостью использования дорогостоящего оборудования, в частности, доменных печей.
Использование экологически небезопасных материалов. Каменная вата более чем на 95% состоит собственно из камня, но назвать ее абсолютно натуральным продуктом нельзя. Чтобы плиты не рассыпались на волокна, производители вынуждены использовать связующие, в частности, формальдегидные смолы. Разумеется, уважающие себя компании применяют их в минимальном количестве, но всегда остается вероятность «нарваться» на некачественный продукт, источающий токсичные пары.
Минимизировать риски можно лишь одним способом — проверив документы на продукцию. Законы РФ требуют от производителей теплоизолирующих материалов получения Сертификата пожарной безопасности, а также Экспертного заключения о соответствии действующим санитарным нормам и правилам. Помимо обязательных бумаг многие компании получают и добровольные. Например, Сертификат соответствия, подтверждающий заявленные характеристики продукта, или Свидетельство Федерального центра технической оценки продукции в строительстве.
Отметим также, что европейская продукция должна соответствовать крайне строгим нормам качества Евросоюза. И, казалось бы, пройдя через множество проверок, зарубежный производитель может успокоиться на достигнутом. Но компании продолжают совершенствовать свои материалы. Например, используют связующее на основе резольных смол нового поколения. Формальдегидная смола, которая входит в его состав, находится в твердом состоянии и не несет угрозы здоровью человека. Причем содержание связующего вещества составляет в среднем 3,3% от общей массы утеплителя.
Разновидности каменной ваты
Утеплитель на основе базальта представлен в нескольких модификациях. Рулонное полотно (ширина которого составляет обычно 1,2 м, а длина варьируется от 7 до 12 м), у большинства производителей имеет малую плотность — всего 35 кг/м³. Данный материал можно использовать лишь для горизонтальной укладки в зонах без какой-либо нагрузки. Такие решения встречаются не очень часто.
Большая площадь рулонного полотна позволяет укладывать его с минимальным количеством швов, а значит, и мостиков холода
Наибольшей популярностью пользуется каменная вата в виде плит (размерами 0,6-1 м на 1,2 м и толщиной от 30-200 мм). Основным фактором, определяющим область их применения, является плотность. В зависимости от этого материал подразделяется на несколько марок.
П-75 (плотность 75 кг/м³). Используется для утепления плоскостей с минимальной нагрузкой, например, межкомнатных перегородок и потолков.
П-125 (125 кг/м³). Пригоден для теплоизоляции полов, межэтажных перекрытий и фасадов.
ПЖ-175 (175 кг/м³). Предназначен для теплоизоляции железобетонных и металлических стен и перекрытий.
ППЖ-200 (200 кг/м³). Материал максимальной плотности применяется для утепления кровли и полов под стяжку.
Стремясь улучшить эксплуатационные характеристики базальтовых плит, компании модифицируют их самыми разными способами — армируют сеткой и покрывают штукатуркой (система «мокрый фасад»), вносят дополнительные добавки, повышающие влагостойкость, фольгируют и т.д.
Компании обозначают область применения своих продуктов соответствующей маркировкой: фасадные, акустические или же дают подробное описание
Завершая тему, упомянем еще одну разновидность утеплителя на основе каменной ваты. Речь идет о специальных цилиндрах (скорлупах), которыми защищают от промерзания водопроводные и канализационные трубы. Изделия такого рода выпускаются в различных типоразмерах, рассчитанных на разные виды коммуникаций. Снаружи кожух покрывает фольга, призванная минимизировать теплопотери.
Как определить необходимую толщину утеплителя?
Чтобы определить необходимую толщину слоя утеплителя, представим стену как «сэндвич», в котором есть несущая часть (внутренняя), теплоизолятор и внешний слой, закрывающий его. Формула для расчета термического сопротивления трехслойной конструкции выглядит так:
Rобщ = Rвнутр + Rутеплителя + Rвнешн
где Rобщ=3,2 м² °С/Вт (согласно изменениям №3 СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника»).
Термическое сопротивление каждого слоя определяется по формуле
R=δ/λ,
где λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С);
δ — толщина слоя материала, м.
Зная материал стены (кирпич, блоки ячеистого бетона, брус и т.д.) и ее толщину, а также материал и толщину отделочного слоя, выяснив λ обоих материалов можно рассчитать термическое сопротивление внутреннего (Rвнутр) и внешнего (Rвнешн) слоев.
Далее необходимо выбрать утеплитель и выяснить коэффициент его теплопроводности λ. Подставив полученные ранее результаты и λутеплителя в формулу для подсчета Rобщ, легко выяснить, какой толщины должен быть слой выбранного утеплителя.
Rутеплителя= Rобщ – Rвнешн – Rвнутр
откуда δутеплителя = (3,2 – Rвнешн – Rвнутр)/ λутеплителя
Но для точности нужно учитывать не только сопротивление теплопередаче самой стены, но и теплопотери через окна, двери, перекрытия и т.п., и потому детальные расчеты намного сложнее. Приведенная нами формула может пригодиться скорее для предварительного расчета, чтобы можно было определить приблизительный объем закупаемых материалов.
Как лучше утеплить фасады – изнутри или снаружи?
Существует три варианта расположения утеплителя относительно стены. Первый — с внутренней стороны. Преимуществ у этого способа немного. Это удобство монтажа (работать в помещении комфортнее, чем на свежем воздухе) и отсутствие необходимости защиты утеплителя от суровых внешних воздействий. Недостатки куда существеннее. Прежде всего, это потери драгоценной полезной площади. И чем больше толщина утеплителя, тем меньше свободного места.
Еще один минус — в риске намокания стен. Каменная вата является паропроницаемым материалом. Водные пары проходят сквозь нее беспрепятственно, после чего начинают скапливаться на границе «холодная стена-утеплитель» или в толще стены. Так что, выбирая данный способ монтажа, нужно установить со стороны помещения пароизоляцию, и организовать эффективную (возможно, принудительную) вентиляцию.
Если расположить утеплитель снаружи, так называемая точка росы (зона конденсации водяных паров) сместится в толщу минеральной ваты, откуда жидкость станет испаряться естественным образом. А значит, стена уже не будет намокать.
Кроме того, внешнее утепление защищает стену от попеременного замерзания и оттаивания, что благотворно сказывается на «погоде в доме». И конечно, если минеральная вата находится снаружи, ни о каких потерях полезной площади не может быть и речи.
Недостаток же состоит в том, что утеплитель приходится защищать от атмосферной влаги и от механических повреждений, покрывая штукатуркой (мокрый фасад) или облицовочными панелями (навесной вентилируемый фасад).
И наконец, третий способ. В данном случае утеплитель укладывают с наружной стороны стены и закрывают облицовочным кирпичом. В данном случае каменная вата надежно защищена от воздействия извне, нет потерь полезной площади и других описанных выше минусов. Проблема лишь в том, что данное решение оптимально только для строящихся зданий. Утеплить так уже готовый дом проблематично, так как увеличение толщины зачастую требует усиления (переделки) фундамента.