Теплые штукатурки и термоштукатурки ThermoUM

На рынке представлено множество видов теплоизоляционных штукатурок – на базе перлита и вермикулита, пенопласта и других органических наполнителей, пеностекла и так далее. И все они, по заверению производителей и их менеджеров по продажам, одна другой теплее. Неудивительно, что покупателю довольно сложно сделать правильный выбор, какую именно термоштукатурку следует ему приобрести. Нужно сразу отметить, что стоимость теплых штукатурок напрямую связана со стоимостью используемых компонентов. Самыми дорогими по компонентной базе на сегодняшний день являются те теплоизоляционные штукатурки, в которых в качестве наполнителя используется гранулированное пеностекло.

И так, давайте попробуем разобраться какая штукатурка теплее и почему. Для этого нам сначала необходимо понять - как и за счет чего происходит теплоизоляция стен дома, какие факторы улучшают и соответственно ее ухудшают.

Теплопроводность зависит от химического состава, структуры, пористости, плотности, влажности и температуры. Влага, попадающая в поры материала, увеличивает его теплопроводность, так как теплопроводность воды 0,58 Вт/м*С, в 25 раз больше, чем теплопроводность воздуха. Замерзание воды в порах еще больше увеличивает теплопроводность, так как теплопроводность льда – 2,3 Вт/м*С, т.е. в 4 раза больше, чем воды. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает. Материалы слоистого или волокнистого строения имеют различную теплопроводность в зависимости от направления теплового потока по отношению к волокнам.

Чем выше пористость тем меньше теплопроводность. Из всех однородных тел наименьшей теплопроводностью обладают газы, если они находятся в условиях, в которых невозможна конвекция. Такие условия создаются в порах твердых тел. Материалы с закрытыми порами менее теплопроводны, нежели материалы с сообщающимися порами. Мелкопористые материалы имеют меньшую теплопроводность, чем крупнопористые, так как в крупных и сообщающихся порах возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла.

Все перечисленные параметры материалов взаимосвязанны - изменение одного параметра неизбежно приводит к изменению других.

Все теплоизоляционные системы до появления на рынке капиллярно активных санирующих теплоизоляционных штукатурок серии ThermoUM, выглядели следующем образом:

1. стена дома (бетон, кирпич, пеноблок, дерево и так далее)
2. утеплитель (минеральная вата, пенопласт т.д.)
3. Внешний вид и защитные функции  (облицовочный кирпич, декоративная или фактурная штукатурка, сайдинг или вентилируемый фасад)

Все слои предлагаемых способов теплоизоляции работают относительно независимо друг от друга. Что это означает?  Предполагается, что стены дома, или вернее материалы из которых они изготовлены достаточно хороши, но в соответствие с условиями эксплуатации в разных климатических регионах им требуется дополнительная теплозащита, а сам утеплитель также нуждается в защите. Как видно, при таком подходе совершенно выпадает из вида строителей, разработчиков и проектировщиков таких систем утепления состояние самой стены дома и в конечном итоге работы всей предлагаемой ими «системы теплозащиты». Далее проводится относительно несложный стационарный теплотехнический расчет (на практике имеют место довольно сложные био-физико-химические процессы под действием динамических изменений температуры и влаги).

Рассмотрим упрощённый пример данного расчёта согласно действующим на данный момент в России СНиП 23-02-2003 года. И так:

Условия для расчёта системы теплоизоляции стен «мокрый фасад»

Район-Москва, стена кирпич полнотелый силикатный, толщина стены 0,25 м.  Влажностный режим помещения – нормальный , зона влажности для Москвы - нормальная , следовательно условия эксплуатации - Б

Минимально допустимое тепловое сопротивление стен для жилых помещений Москвы Rтребуемое = 3,234 м2 С/Вт. Эффективность системы утепления достигается при условии: Rрасчётное > или = Rтребуемое

Тепловое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму тепловых сопротивлений отдельных слоёв.

1. Выполняем расчет  термического сопротивления стены (силикатного кирпича без утепления) по формуле: Rстены=1/?в+δ1/ λ1+1/?н, 
где:
?в= 8,7 Вт/(м2*С) - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции
?н= 23 Вт/(м2*С) - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции
λ1=0,69 Вт/(м2*С)- коэффициент теплопроводности кирпичной кладки 
δ1 = 0,25 м – толщина стены
  
Rстены(без утепления)=1/8,7+0,25/0,69+1/23=0,12+0,36+0,04 = 0,52 м2С/Вт 
2. Выполняем расчет  термического сопротивления стены (с утеплением) по формуле:
Rрасчетное = Rстены(без утепления) + сумма R (каждого слоя) 

В качестве утеплителя используем фасадную минеральную вату (плиту)
Термическое сопротивление каждого слоя определяется по формуле: R=δ/λ, где:
δ - толщина слоя, м; λ - расчётный коэффициент теплопроводности слоя материала Вт/(м2  0С)
а) Минеральная плита
δ2 = 0,13м λ2 = 0,047 Вт/(м2 С)
в) полимерный клей
δ3 =0,003 м λ3 =0,6 Вт/(м2 С)
г) грунтовка
δ4 =0,001 м λ4 =0,65 Вт/(м2 С) 
д) декоративная штукатурка
δ5 =0,003 м λ5 =0,7 Вт/(м2  0С)
Rрасчётное  =  Rстены(без утепления) + δ2/ λ2 + δ3/ λ3 + δ4/ λ4+ δ5/ λ5 = 0,52+0,13/0,047+0,003/0,6+0,001/0,65+0,003/0,7 = 0,52+2,77+0,005+0,002+0,004 = 3,3 м2 С/Вт.

В итоге у нас получилось:  Rрасчётное  3,3 м2 С/Вт > Rтребуемое  3,234 м2 С/Вт

Или иными словами - теплосопротивление ограждающей конструкции согласно нормативам по действующему СНиП-у достаточно для конкретного климатического региона. Убежденный расчетами, выполнены в соответствии с действующим стандартом, собственник дома принимает решение использовать данный тип системы теплоизоляции стен, о чём очень скоро пожалеет.

В дальнейшем для облегчения расчётов и большей наглядности будем пользоваться автоматизированным расчётом теплосопротивления стеновых конструкций.

• На нашей страничке установлены теплотехнические онлайн калькуляторы(по DIN-у и по СНиП-у) на базе методики Глазера, а также интерактивная карта климатологии, с помощью которой можно легко узнать минимально допустимые локальные значения теплосопротивления, согласно действующим в РФ нормативам и провести самостоятельно теплорасчет строительной конструкции.

Автоматизированный теплорасчёт, приведенного выше примера

где,

Tap - расчётная температура воздуха в помещении 
U - коэффициент теплопередачи 
R - термическое сопротивление каждого слоя 
Rt - суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции 
Tsi - температура на границах слоёв 
Te - температура наружной среды 
Q - тепловой поток, через 1м2 стеновой конструкции 

Почему это случится? Почему после выполнения теплотехнического расчета в соответствие с принятой нормативной базой  наши дома холодные, стены сыреют, а расходы на отопление (прямые эксплуатационные расходы) дома так высоки? Причина проста – теплоизоляция стен дома неэффективна, более того в данном конкретном примере в очень недалеком будущем (1 -1,5 года теплосопротивление стены ухудшится и в конечном итоге будет ниже, чем без применяемой «системой теплоизоляции»).  В чем причина такой парадоксальной на первый взгляд ситуации?

Теплорасчёт с применением утеплителя, в данном случае минеральная вата (плита), будет соответствовать действительности только в том случае если и стена(силикатный кирпич) и теплоизолятор (минеральная вата)  и декоративная штукатурка, а также все остальные слои «теплоизоляционной системы мокрый фасад»  абсолютно сухие. 

На практике получается ровно наоборот. Этот «маленький нюанс» перечёркивает весь приведенный выше «правильный расчёт» термического сопротивления с применением минеральной ваты в качестве теплоизолятора. Реально мы получим примерно следующую картину (теплорасчёт мокрая минеральная вата вариант 1 и вариант 2): 

На самом деле ситуация ещё хуже. В приведенном теплорасчёте не учтены "мостики холода" от швов между кирпичами, а также мостики холода от крепления минеральной ваты к стене. Это даст дополнительное ухудшение теплоизоляции на 30 и более процентов. Но и это еще не все. Данный «мокрый компресс» на стене неизбежно приведёт к повышению влажности в самой кирпичной кладке, и как следствие значительно ухудшит теплосопротивляемость стены дома(силикатного кирпича), которую мы и хотели дополнительно утеплить. На созданной таким образом базе проблемы собственника  дома не заканчиваются, а только начинаются.  Мокрые отсыревшие стены идеально подходят для эффективного размножения грибков, плесени и других микроорганизмов, что в конечном итоге сказывается не только на порче видимой отделки стен, но также и создает неблагоприятный для проживания людей микроклимат внутри помещения. В дальнейшем отходы жизнедеятельности микроорганизмов значительно ускорят процессы разрушения стен дома. Если бы стены дома были бы не из силикатного кирпича, а деревянными, то они бы сгнили за 1,5 года.

Повышенная влажность стен дома вызывает ещё одну проблему – их промерзание. При приведенном выше теплорасчёте необходимо обязательно рассчитать «точку росы» и ее расположение в стеновой конструкции. При этом нужно учитывать, что расположение «точки росы» меняется в течение года в зависимости от толщины и материалов всех слоев стеновой конструкции, температуры и влажности внутри и снаружи помещения. Во избежание разрушения стен дома (в нашем случае силикатный кирпич) «точку росы» (точнее «зону возможной конденсации») необходимо вывести за пределы силикатного кирпича, а именно в слой теплоизолятора (минеральной ваты). Только в этом случае промерзание стены не произойдет. Но в нашем случае мокрая минеральная вата уже не является теплоизолятором, а наоборот – проводником тепла.

Расчет «точки росы»  не нужен, если стена дома сухая - влажность стены ниже 5%. На сегодняшний день это возможно только с применением термоштукатурки серии ThermoUM.

Ситуация с применением иных теплоизоляторов, таких как пенопласт, полиуретан, пеноизол немножко иная но конечный итог будет такой же, как и с минеральной ватой. Нужно дополнительно отметить, что все перечисленные утеплители горючие, за исключением минеральной ваты, хотя примеры как она горит в интернете можно найти не мало. Совсем недавно сгорел новый 25-ти этажный жилой дом в Красноярске, утепленный по фасаде минеральной вате. Гидрофобизированная минеральная вата оттянет агонию на пару лет.

Выводы:

1. Все проблемы теплоизоляции (и не только) стен здания связанны с их повышенной влажностью. Повышение влаги в стене на 1 %, увеличивает её теплопроводность на 33 %.
2. Применяемые в настоящее время многослойные системы  теплоизоляции стен неэффективны, недолговечны и представляют реальную угрозу для здоровья и безопасности людей; способствуют ухудшению конструкционной безопасности зданий в целом.

Что вызывает повышенную влажность стен?

1. Остаточная влажность материалов в процессе производства
2. Накопления влаги во время хранения и проведения строительных работ.
3. Поступление влаги во время эксплуатации зданий.

Все представленные на сегодняшний день на рынке теплые штукатурки, в том числе и на базе пеностекла, за исключением термоштукатурок серии ThermoUM, в лучшем случае защищают стены зданий  от прямого проникновения влаги извне (например дождевые осадки или утренняя и вечерняя роса). Рекламируемые санирующие свойства носят локальный поверхностный характер и не являются достаточными для эффективного осушения стен. Теплые штукатурки на базе перлита и вермикулита вследствие своих физических свойств активно накапливают влагу, что никак не способствует улучшению теплоизоляции. Утверждение, что «все теплые штукатурки одинаковы» не соответствует действительности и по сути является примером недобросовестной рекламы вводящей в заблуждение покупателей.

Чем отличаются капиллярно активные защитные санирующие термоштукатурки серии ThermoUM от всех остальных теплоизоляционных штукатурок?

Принципиальное отличие заключается в подходе к решению вопроса теплоизоляции стен зданий. Как и у остальных представленных на рынке теплоизоляционных штукатурок, каждый слой толщиной в 2,2 см обеспечивает дополнительную теплозащиту примерно равную теплозащите 20 см кирпичной стены из силикатного кирпича. Но на этом схожесть заканчивается. Дальнейшее увеличение толщины штукатурного слоя ThermoUM не нужно. Толщина слоя в размере 2,2 см достаточна для запуска молекулярного насоса и начала необратимого процесса «высасывания» влаги со стены и ее выпаривания в атмосферу. Количество влаги, накопившееся в стеновых материалах во время проведения «мокрых строительных работ» (возведения каркаса и стен дома), достигающее часто более 60%, не представляет никакой проблемы для теплоизоляционных санирующих штукатурок ThermoUM. Вся накопившаяся влага будет гарантированно удалена и этот процесс будет продолжатся до полного высыхания стен зданий.  Рекомендуется использовать универсальные термоштукатурки ThermoUM как снаружи по фасаду, так и при отделке внутренних помещений дома. Такой подход значительно ускорит высыхание стен и надежно защитит их на десятилетия вперед. Создаётся единая теплозащитная (и не только теплозащитная) оболочка. Естественным образом устраняются мостики холода и точка росы. В железобетонных конструкциях процессы коррозии арматуры останавливаются. При этом стены остаются дышащими.

Как на практике это работает внутри помещения?

Рассмотрим это на примере внутреннего помещения, в котором периодически резко повышается влажность, а именно ванную комнату. При включении душа и принятии ванной брызги воды неизбежно попадают на стены и потолоке. Если этого каким то образом удастся избежать, на стенах и потолка из за температурного перепада и повышенной влажности образуется конденсат. Штукатурный слой ThermoUM не пропустить эту влагу в стену. Но в тоже самое время теплоизоляционная штукатурка работает как легкие человека – вдох и выдох. Повышенная влажность в помещении вызовет «вдох». Вместе с парами влаги в толщу штукатурного слоя попадут споры и микроорганизмы из воздуха. И попадают они в агрессивную щелочную среду Ph>10, что и вызовет их нейтрализацию. После перекрытия крана душа источник повышенной влажности пропадает, влажностный режим под действием естественной вентиляции нормализуется и стена «сделает выдох», но уже обеззараженного воздуха. Таким образом происходит постоянная санитарная обработка воздушной среды внутри дома. Чем чаще и интенсивнее меняется влажностной режим, тем чище и стерильнее становится помещение, что в конечном итоге отражается благотворно на здоровье проживающих в нем людей. При этом нужно отметить, что все процессы происходят в толще штукатурного слоя, а сама поверхность остается сухой и теплой. Немаловажное значение имеет скорость этих процессов. Капиллярно активные санирующие теплоизоляционные штукатурки серии ThermoUM в несколько раз быстрее выводят накопившуюся влагу из стен, чем традиционные санирующие штукатурки. При этом срок их службы также в несколько раз выше.

Некоторые из Вас вероятно возразят примерно так: «теплоизоляционные свойства пенополиуретана лучше, чем у пеностекла и в добавок он дешевле». Да это действительно так. Давайте рассмотрим вариант утепления пенополиуретаном деревянного дома. На время, но только на время, забудем, что пенополиуретан горючий материал. Потеря структурной устойчивости происходит при 160 - 220 - 260 С. И так, при нормальных условиях эксплуатации он гидрофобный, λ=0,03 (в 1,5 - 2 раза лучше чем у пеностекла), структура – однородная, пористая и закрытая (если не произайдет механического нарушение верхнего слоя), инертен к окружающим его материалам, обладает великолепной адгезией и эластичностью. Разрушают его ультрафиолетовые лучи и то только на глубину до 1 см. Срок службы по разным данным от 15 до 50 лет. Безопасен для человека после отвердения (окончания химической реакции). Как видим одни плюсы. На первый взгляд его вполне можно применить в качестве теплоизолятора для деревянного дома. Давайте рассмотрим его гидрофобность – влагу он не впитывает, и следовательно никакие микроорганизмы не найдут в нем почву для размножения. Пока все подходит. Но рассмотрим его в качестве утеплителя для деревянной стены. Остаточная влага в дереве, а также эксплуатационная влага (от проживания людей, капиллярная влага поступающая из почвы, естественная влажность в соответствие с  климатической зоной и перепады температур) неизбежно вызовут накопление влаги в дереве. Дальше эта влага дойдет до полиуретанового слоя. Он в свою очередь влагу не примет и вернет ее обратно дереву. В конечном итоге в дереве начнутся процессы гниения и дом сгниет. Нерадужная перспектива. Как видно на этом примере использование гидрофобного материала не является гарантией правильной теплоизоляции стен дома.

Точно так-же функционируют и разные виды теплых штукатурок. Поэтому к правильному выбору теплоизоляционной штукатурки нужно отнестись весьма ответственно.

Как правильно и какими материалами утеплить стены дома?

1. Оптимально если материалы экологически безопасные, негорючие и инертные в агрессивных средах и под действием ультрафиолетовых лучей и высоких температур (600/1000 С - при 450 С? наблюдается устойчивое пламенное горение древесины, переходящее в процесс обугливания с температурой поверхности до 900 С?).
2. Толщина стены до нанесения штукатурного слоя должна быть достаточна для обеспечения необходимого термического сопротивления для конкретной климатической зоны.
3. В случае если здание уже построено и стоит задача его утеплить, то нужно прочитать пункт 1  для выбора материала. Дальше, выбранный материал необходимо плотно (на клей) прикрепить на существующую стену дома, воздух не должен «гулять» свободно между блоками.
4. Нанести капиллярно активную защитную термоштукатурку ThermoUM ( по возможности как на фасад, так на внутренние стены дома).
5. И это все. Больше ничего делать не нужно.

Примеры стен домов

Tермоизоляция с UMом. Энергоэффективность и экономическая целесообразность

Все мы знаем, что строительство дома – это долгосрочная инвестиция. На десятилетия и даже столетия вперед. С точки зрения теплотехники расходы можно разделить на 2 этапа. Первый – сиюминутные расходы на материалы и работы для создания теплозащитного контура и второй - эксплуатационные расходы на содержание и обеспечение необходимых комфортных условий для проживания людей. На примере теплоизоляции с минеральной ватой мы видим, что такая форма теплоизоляции носит кратковременный характер и по сути является "выбрасыванием денег на ветер" или, если хотите, плохой инвестицией. Потеря тепла через 1м2,при условии обеспечения необходимой комнатной температуры в 21 С,  если минеральная вата сухая составляет 14W, что на сегодняшний день приемлемо. Но потери тепла в случае мокрой минеральной ваты уже соответственно 28W осень-весна и 78W зимой, что уже неприемлемо. Разница, как видно составляет 2-5 раза. Это означает, что собственник дома для поддержания комфортных условий внутри помещений, должен будет расходовать в 2-5 раз больше энергии, каждый час и так десятилетиями на весь эксплуатационный срок здания. Хороший пример «работать на трубу». И всё это случилось только потому, что изначально выбрана неправильная схема теплоизоляции и в дополнение сработала психология «сэкономить». На протяжение всей своей жизни и собственник дома и его потомки будут обречены расплачиваться за это решение. А в государственном масштабе это можно назвать или национальной катастрофой, или трагедией, по желанию.

Успокаивает то, что уже сегодня есть возможность избежать всех этих проблем.  Необходимо только сделать правильный выбор - применить действительно  эффективный и проверенный практикой тысячами собственников домов метод утепления, выздоровления и эксплуатации стен зданий  на базе экологически безопасных, капиллярно активных санирующих теплых штукатурок серии ThermoUM.

Уникальное сочетание физических свойств, обеспечивающих комплексную защиту и возможность применения на разнообразных стеновых конструкциях, экологическая безопасность, гигиеничность, огнестойкость, эффективность, универсальность и простота применения позволяют их рекомендовать при строительстве и реконструкции не только жилых, административных и архитектурных здании всех типов, но и детских садов, школ и других учебных заведении, больниц, домов отдыха, храмов, пищевых производств, помещений с повышенной влажностью, помещений с повышенной пожароопасностью и так далее без ограничения, как снаружи по фасадам, так и при отделке внутренних помещений.

На сегодняшний день не существуют мировых аналогов капиллярно активным санирующим термоштукатурокам серии ThermoUM или предлагаемых на их базе систем теплоизоляции, а в целом и комплексной защиты ограждающих конструкций. Кажущееся на первый взгляд подобие с другим схожими или созвучными строительными материалами, на самом деле скрывает качественно новый инновационный продукт, позволяющий практически решить все проблемы стеновых конструкций..

Компания ARBON продолжает работать над дальнейшим улучшением технических характеристик, выпускаемой продукции и создания еще более совершенных и эффективных продуктов и системных решении на базе пеностекла.