Особенности утепления плоских кровель теплоизоляционными плитами и сэндвич-панелями на основе PIR

Практические рекомендации по эксплуатации и утеплению плоской кровли PIR теплоизоляцией.

Материал подготовлен при участии экспертов Ассоциации «НАППАН».

В первой части материала мы подробно рассказали о ключевых свойствах и областях применения утеплителей из пенополиуретана (PUR) и пенополиизоцианурата (PIR). Поэтому в этой статье сконцентрируемся на практических советах и расскажем об особенностях утепления плоских кровель теплоизоляционными плитами и сэндвич-панелями на основе PIR.

С помощью специалистов Национальной Ассоциации производителей панелей из ППУ (НАППАН) мы ответим на следующие вопросы:

  • О каких особенностях эксплуатации плоской кровли надо знать перед выбором материала для её утепления.
  • Утепление плоской кровли PIR-плитами.
  • Устройство плоской кровли из сэндвич панелей PIR.

Особенности эксплуатации плоской кровли

Плоские крыши давно стали визитными карточками городского пейзажа. На зданиях коммерческого назначения, а также промышленных предприятиях чаще всего обустраивают плоскую кровлю. Это связано с удобством её монтажа (по плоской поверхности проще ходить рабочим), технологичностью и возможностью разместить на такой крыше инженерное оборудование.

Несмотря на устойчивую ассоциацию, что плоская крыша — неизбежный атрибут многоэтажки, а не загородного коттеджа, в последнее время среди частных застройщиков значительно вырос интерес к конструкциям подобного типа. Помимо модного архитектурного тренда, позволяющего придать дому эффектный внешний вид, плоская кровля — это ещё и дополнительная площадь, на которой можно разместить солнечные батареи, гелиоколлектор, вентиляционное оборудование или обустроить приватную зону отдыха.

Алексей ГороховИсполнительный директор Ассоциации «НАППАН»

В связи с ожидаемым ростом интереса к плоским кровлям в частном домостроении, надо работать на опережение. На Западе этот сегмент рынка пользуется популярностью, позволяя строить нестандартные дома. Причём, в нашей стране многие думают, что плоская кровля слишком сложна в обслуживании, и с неё постоянно придётся счищать снег зимой.

Европейский и североамериканский опыт показывает, что снежный покров на правильно выполненной плоской кровле (с рассчитанной, в зависимости от региона проживания, снеговой нагрузкой) является дополнительным теплоизолятором, увеличивающим теплоэффективность здания.

Несмотря на множество плюсов, пока широкому распространению плоских крыш в малоэтажном строительстве препятствует ряд технических особенностей, связанных с условиями её эксплуатации. В первую очередь, плоская кровля подвергается усиленному воздействию неблагоприятных погодных условий. Снег, дождь, град, ультрафиолетовое излучение, резкие температурные перепады, частый переход через 0 оказывают негативное воздействие на плоскую кровлю.

В результате нарушений технологии монтажа, использования материалов, не имеющих долгий срок службы или не обладающих необходимыми техническими данными, плоская кровля быстро приходит в негодность. Её приходится ремонтировать, что приводит к большим материальным затратам.

По мере накопления строительного опыта и отработки технологии строительства, следует ожидать увеличения интереса частных застройщиков к проектам домов с плоской крышей.

Первое, о чём следует знать любому застройщику, задумавшему строительство плоской крыши, независимо от того, будет ли она эксплуатируемая или нет, — плоская кровля нуждается в постоянном контроле и обслуживании. Проще говоря, на крышу придётся регулярно выходить и передвигаться по её поверхности. Поэтому к материалам для плоской кровли предъявляются более жесткие требования, чем к материалам, используемым в обычных кровлях.

Соответственно, утеплитель для плоской крыши должен обладать следующими характеристиками: низкой теплопроводностью, жёсткостью, прочностью, пожаробезопасностью, небольшим весом, долговечностью и технологичностью укладки. Рассмотрим эти параметры применительно к теплоизоляции PIR и ответим на вопрос, чем лучше утеплить плоскую кровлю.

Особенности утепления плоской кровли PIR теплоизоляцией

Илья ДаниловЭксперт Ассоциации «НАППАН». Представитель компании-производителя теплоизоляционных PIR-плит

Пенополиизоцианурат (сокращенно – ПИР, PIR) является разновидностью ППУ и представляет собой полимерный каркас из множества замкнутых ячеек. Ячейки образуют жесткую однородную структуру, обладающую высокой прочностью. Внутри самих ячеек находится смесь газов, которые занимают 95-97% от объема всего материала и имеют крайне низкую теплопроводность - 0.022 Вт/м∙К.

Коэффициент теплопроводности PIR-плит ниже, чем у минваты и экструзионного пенополистирола — материалов, чаще всего используемых при утеплении плоских кровель. Поэтому при требуемой норме термического сопротивления потребуется меньший слой и, соответственно, объём PIR-утеплителя. Также сократятся все транспортные расходы, упростится подъём и монтаж утеплителя на кровлю.

Расчёты показывают, что для кровли площадью 10 тыс. кв.м для перевозки PIR-плит потребуется на 70% меньше автомашин, чем для перевозки минеральной ваты, при сопоставимых теплотехнических требованиях к кровле.

Кроме этого, в силу структуры материала, PIR-плиты имеют низкое водопоглощение, а это способствует долговечности материала. Т.к. исключается возможность разрушения влагонасыщенного утеплителя из-за воздействия знакопеременных температур.

Долговечность утеплителя, а также его способность сохранять свои характеристики в долгосрочной перспективе, оказывают существенное влияние на стоимость жизненного цикла здания.

Срок службы материалов, образующих ограждающую конструкцию (стены, перекрытие) и теплоизоляционного материала, использованного для утепления плоской крыши, должны быть сопоставимы. Подобный подход служит гарантией того, что утеплитель не придётся демонтировать раньше, чем потребуется капитальный ремонт всего здания. А срок безремонтной эксплуатации кровли составит 15-20 и более лет.

Поэтому при выборе материалов для плоской кровли, в первую очередь, надо рассмотреть, как уже было сказано выше, их долговечность. Это позволит увеличить срок межремонтных периодов.

Долговечность плоской крыши, в первую очередь, зависит от надёжности её гидроизоляционного слоя. Причём, долговечность гидроизоляционного покрытия на 80% зависит от жесткости основания, на которую оно уложено.

При передвижении по плоской кровле (а плоская кровля — это в любом случае повышенный траффик) на материал основания оказывается существенная нагрузка. Если для теплоизоляции использовался утеплитель, не способный долговременно выдерживать повышенные нагрузки (например, минераловатный), то со временем материал теряет форму, проседает. Кровельный ковер, основанием для которого является утеплитель, испытывает дополнительные напряжения. На слое гидроизоляции возникнут трещины, разрывы и т.д. Это приведёт к тому, что вода проникнет в толщу конструкции, утеплитель намокнет, и он потеряет свои теплоизоляционные свойства.

Вода при замерзании и увеличении объёма начнёт рвать материалы кровли, приводя к их ускоренному износу, а крыша начнёт протекать. Отсюда: прочность и жесткость утеплителя и его теплотехнические свойства оказывают ключевое влияние на срок службы плоской кровли.

Устойчивость к нагрузкам теплоизоляции на основе PIR

Алексей Горохов

В Европе есть специальный термин — walkability (вытаптываемость), который означает способность теплоизоляции выдерживать периодически появляющиеся переменные нагрузки.

Илья Данилов

PIR-плиты имеют высокую прочность на сжатие. Этот показатель имеет величину не ниже 120 кПа и может достигать значений в 200 кПа, что выше, чем у волокнистых утеплителей.

В связи с этим интересны результаты испытаний плиты PIR на вытаптываемость (плиту подвергали нагрузке, имитирующей пешеходную, продолжительностью 5, 10 и 30 циклов), проведённых «ЦНИИПромзданий» по методу BDA Marathon Man Test в апреле 2015 г. Испытания показали, что в соответствии с Таблицей 1, теплоизоляция на основе PIR относится к 3 классу по сопротивляемости пешеходным нагрузкам. Т.е. её прочность за время испытаний практически не изменилась. См. Таблицу 2.

Таблица 1                                     

Таблица 2

Второй момент, на котором следует заострить внимание — это пожаробезопасность.

Илья Данилов

PIR-плита обладает высокими огнестойкими свойствами. Т.к. это термореактивный материал, то под воздействием пламени полиизоцианурат обугливается и образует корку, которая защищает неповрежденные слои полимера и не образует горящих капель расплава.

Утепление плоской кровли плитами и сэндвич-панелями на основе PIR

Скорость обустройства плоской кровли — ещё один фактор, влияющий на выбор материалов, используемых при её возведении. PIR теплоизоляцию (т.к. она не впитывает влагу, и последняя легко удаляется с поверхности облицовки) можно использовать при неблагоприятных погодных условиях, что продлевает строительный сезон.

Илья Данилов

Низкая плотность материала PIR-плит и их лёгкость (объемный вес плит 32 кг/м³) снижает металлоёмкость строительства.

В конструкциях крыш с профнастилом минеральная вата составляет до 55% от её общего веса, включая вес несущих элементов. При использовании PIR-плиты на долю утеплителя приходится до 11%. Таким образом, применение PIR-плит сокращает нагрузки на каркас здания и обеспечивает снижение металлоёмкости проектируемых несущих конструкций.

PIR сэндвич-панели традиционно используются при строительстве плоских кровель зданий промышленного и коммерческого назначения.

Алексей Горохов

При возведении промышленных объектов важно обеспечить ещё более длительные сроки межремонтной эксплуатации плоской кровли, долговечность и надёжность гидроизоляции, чем при обычном строительстве. Т.к. любая протечка при эксплуатации коммерческого здания приведёт к значительным материальным затратам, связанным с необходимостью устранения аварии.

Также при коммерческом строительстве к материалам для обустройства плоской кровли предъявляются ещё более жесткие требования по пожарной безопасности.

Поэтому на плоских кровлях промышленных зданий важно использовать пожаробезопасный материал группы горючести Г1, чему соответствует PIR (ПИР).

Алексей Горохов

Ряд компаний разработали PIR (ПИР) сэндвич-панели с классом конструктивной пожарной опасности К0, что ставит их в один ряд с сэндвич-панелями на основе минваты.

Кроме этого, в коммерческом строительстве ещё более важна скорость возведения здания и уменьшение материалоёмкости конструкций.

Юрий НовиковЭксперт Ассоциации «НАППАН». Представитель компании-производителя сэндвич-панелей PIR и PUR

Кровельные PIR сэндвич-панели отлично подходят для строительства быстровозводимых зданий, где они заменяют сложные многослойные кровельные пироги. Главная особенность кровельных сэндвич-панелей — легкость их монтажа, что уменьшает сроки строительства и сокращает смету.

Также пенополиуретан обладает отличной адгезией к различным оболочкам (стальным листам), используемым при изготовлении сэндвич-панелей. Соответственно, отсутствует этап склейки, а конструкция сэндвич-панели получается цельной и крепкой.

Исследования показали, что при одинаковой нагрузке на сэндвич-панели на основе минваты и на основе PIR (ПИР) последние выдерживали гораздо большие нагрузки. А PIR сэндвич-панели в два раза легче панелей, сделанных на основе минваты. Это также увеличивает скорость монтажа и упрощает все технологические операции, т.к. уменьшается материалоёмкость возводимых каркасных конструкций и сокращается количество металла, используемого для возведения прогонов.

Благодаря высокой несущей способности PIR сэндвич-панелей и толщине (до 150 мм), шаг прогонов при их укладе, в зависимости от толщины панели, может составлять от 1 до 4 м. На данный момент производятся кровельные панели длинной до 16 метров.

В случае использования в качестве заполнителя сэндвич-панелей минваты, стык панелей является проблемным звеном. Его необходимо дополнительно загерметизировать, что предъявляет повышенные требования к квалификации рабочих. При ненадлежащем качестве данной работы влага проникнет внутрь панели, и минвата намокнет. При этом увеличится вес утеплителя, и может произойти его отслоение от металла сэндвич-панели. Это приедет к снижению срока службы кровли и вызовет необходимость дорогостоящего ремонта.

Кроме этого, PIR сэндвич-панели стыкуются «по пене».

Это, в отличие от варианта наборной кровли на основе минваты, уложенной на профлист, обеспечивает полную герметичность соединения, что позволяет обойтись без использования пароизоляции при устройстве плоской кровли. Это также упрощает и удешевляет технологию строительства.

На FORUMHOUSE обсуждают особенности PIR - теплоизоляции.

Комментарии (0)