В категории: Брой 9-10/2004, Ремонти, Строителство, Топлоизолация

Външна топлоизолация на фасадни стени

Георги Балански

Има теми, които са вечни и винаги ще бъдат актуални. Такава е отоплението на жилищата ни, защото, поне на нашата географска ширина, от това зависи физическото оцеляване на всеки от нас през зимата. Проблемът има две страни. Едната е доставянето на достатъчно количество възможно най-евтина топлинна енергия, а другата – нейното съхраняване и най-ефективно използване. Защото какъв е смисълът да се налива вода в разсъхнала се бъчва, която тече отвсякъде. Така и нашите жилища повече или по-малко пропускат навън и разпиляват скъпоценната топлина, като парите ни отиват, и в преносния, и в буквалния смисъл, на вятъра – за затопляне на околното пространство.

Затова намаляването на топлинните загуби в жилищата ни чрез тяхното изолиране е тема, към която отново и отново ще се връщаме. За пръв път направихме опит за по-всеобхватно разглеждане на проблема и решенията, водещи до икономия на енергия в първата у нас по тази тема книга „Как да пестим енергия“ издадена през далечната 1984 г. Оттогава нееднократно сме разглеждали един или друг аспект на този проблем на страниците на „Направи сам“. За изминалите вече 20 години единствено се промениха възможностите ни за решаване на проблема, защото на пазара вече се продава всичко, с което се работи в цивилизованите държави. За нас, българите обаче, проблемът си остава все така актуален, защото почти целият ни сграден фонд от преди десет и повече години е проектиран, строен и озаконяван крайно непрофесионално и безотговорно от гледна точка на енергийната ефективност. Да не говорим за използваните в строителството допотопни и неефективни материали, което е най-видно при дограмата. След като българинът започна да плаща непоносимо високи спрямо доходите си суми за отопление, той едва ли се нуждае от агитация за необходимостта от правене на икономии, а отчаяно търси решения как да намали тези разходи. От пазарна гледна точка вече проблеми няма. У нас се предлага всичко необходимо за оптимално решаване на проблема, немалко са и фирмите, специализирани в предлагане на цялостни решения за топлинна изолация. Проблемът е преди всичко финансов, защото, за да отговарят на съвременните норми, жилищните ни сгради би трябвало да бъдат обърнати „с хастара наопаки“ и едва ли не да се построят наново. Това напълно се отнася и за къщите, строени, както се казваше едно време, по стопански начин, т.е. който с каквито материали успее да се снабди и преди всичко с личен, на семейството и на приятелите си труд. Същевременно обновяването на по-малките жилищни сгради е по-лесно, защото по-лесно може да се постигне единомислие и солидарно участие във финансирането на операцията, а то никак не е малко. Между обитателите на големите блокове достигането до колективно решение и още повече до възможността за участие на всяко домакинство в разпределението на общите разходи е почти невъзможна задача.

Привеждането на една строена преди 1989 г. къща в годен за обитаване според съвременните норми вид означава най-малкото подмяна на водопроводната инсталация, изграждане на нова или пълна подмяна на старата отоплителна инсталация (ако въобще има такава), задължителна подмяна на всички прозорци (особено със слепените крила) с модерна дървена или пластмасова дограма със стъклопакети (по-добре с „К-стъкла“), опаковане на всички външни стени с топлоизолация, основно ремонтиране на покрива с направа на подпокривна топло- и пароизолация и, по всяка вероятност, пълна подмяна на старите керемиди с обилни включвания на частички негасена вар в тях, както и на разпадналата се след няколко години експлоатация битуминизирана покривна мушама под тях със съвременни водоплътни и паропропускливи мембранни материали. В списъка би трябвало още да се включи поставяне на топлоизолация откъм мазето, смяна на входните врати, подмяна на подовите покрития, на картонените вътрешни врати и др. Нерадостният извод е, че в повечето случаи е по-лесно и по-евтино да се построи като хората нещо ново и на празно място, защото кърпежите на стари постройки често е по-сложно и по-скъпо начинание. Такава ни била съдбата…

Решаването на проблема с преустройване на жилищата вече основно, да не кажем и единствено, е финансов въпрос. Защото само поставянето на външната топлоизолация представлява значителен разход, който в повечето случаи е непосилен за семейния бюджет. Енергийната ефективност отдавна се е превърнала в проблем на обществото и в цивилизованите държави с национално отговорни управници от години се прилагат различни практики, при които държавата под една или друга форма стимулира и подпомага финансово, най-вече чрез пълно опрощаване или значително намаляване на данъците, всяко домакинство, което постави топлоизолация на дома си. Държавническото мислене се простира далеч извън стените на отделната къща, защото намаляването на енергийните разходи като цяло за страната влече след себе си намаляване на замърсяването на околната среда вследствие на добива на топлинна енергия, намаляване на разходите за преодоляване на тези вредни последици, намаляване на валутните разходи за покупка на енергийни източници, а с това и неизбежната икономическа и политическа зависимост на всяка държава, бедна на енергийни източници. За пример може да се посочи и Германия, която след обединението веднага се захвана до облече с топлоизолация целия панелен сграден фонд в източните провинции.

У нас напоследък също ферментират подобни идеи, но като повечето български работи и тази засега изглежда доста недомислена и дано не завърши с даденото от социолога Иван Хаджийски преди повече от 70 години определение: „Българска работа, това е работа необмислена или недомислена, зле започната, без ръководство или нескопосно ръководство, която сякаш по задължение свършва със скандал, за да послужи за позорна регистрация на печалните си герои”. Оставяме на читателите да преценят доколко тази дефиниция на понятието „българска работа“ е актуална и днес. Специалистите в бранша се опасяват, че след много мъдруване може да се пръкне поредното нашенско недоносче, защото, докато данъчните облекчения засега се намират само в илюзорната сфера на хипотезите, то е сигурно, че подмяната на дограмата и поставянето на топлоизолация неминуемо ще повишат данъчната оценка на сградата. Това от своя страна би повлякло увеличаване на данък сгради и още повече на и без това безумния налог, известен повече като „такса смет“, който по неясна приумица се изчислява въз основа на данъчната оценка, а не на реалното ползване на услугата. Иначе казано, вместо по всякакъв начин да стимулира, може да се окаже, че нашата държава ще наказва всеки, дръзнал да подобри жилището си и да намали не само своите, но и националните разходи за енергийни източници и опазване на околната среда. Те на това му се вика „българска работа“! Да се надяваме, че държавниците ни този път ще сътворят нещо свястно, за да бъдат реално подпомогнати домакинствата в пестенето на топлинна енергия. Единствената добра вест засега е, че вече има банки, които кредитират поставянето на топлоизолация.

Написаната преди двайсет години от автора книга „Как да пестим енергия“ и днес продължава да бъде все така актуална с тази разлика, че материалите и технологиите оттогава коренно се промениха. Затова сега ще задълбаем по-основно в темата и преди всичко откъм практическата ù страна, като разгледаме по-детайлно един реално изпълнен проект на външна топлоизолация на малка според днешните мащаби къща, застроена върху основа от 60 m² с площ на фасадите около 210 m². Целта ни е да бъдем максимално конкретни и възможно най-близко до добрата практика.

Постарали сме се да опишем детайлно технологията и необходимите материали за изолиране на стара, експлоатирана 20 години еднофамилна къща (строена по споменатия вече „стопански начин“) с подробен ценови анализ на разходите за материалите. Всички посочени в статията цени на материали са актуални към септември 2004 г. В сметките не са включени разходите за скеле (под наем или закупено), както и цената на труда. Когато човек разполага с подробно описание на всички технологични операции, може напълно безпроблемно, а в много случаи и по-добре от недоучени майстори да се справи със задачата. В другия, също често срещан вариант – работата да се възложи на професионални майстори, статията също би била полезна и необходима, защото ще помогне на технически грамотния човек сам да си бъде „технически надзор“ и компетентно да контролира доколко грамотно се прави изолацията, за която плаща. Обемът на работата съвсем не е малък. Направата на цялостна външна изолация е задача, съпоставима с наново иззиждане и измазване на стените, особено при работа със съвременни материали. Една къща, колкото и малка да е тя, е труден за изолиране обект, защото има много чупки, прозорци, балкони и други детайли по фасадите, които бавят работата. С такъв обект двама опитни майстори се справят за повече от месец.

Най-напред ще дадем отговор на заглавието – защо именно външна топлоизолация? В случая спокойно може да перефразираме крилатия израз, че изолацията е изолация, само когато е външна. Всичко останало са половинчати мерки с ограничен ефект и редица недостатъци. Поставянето на вътрешна изолация е приемливо, когато всяко друго решение е невъзможно – например изолиране на стените на отделен апартамент в голям жилищен блок. Вътрешната изолация се прави бързо, лесно и евтино, особено когато се използват гъвкави рулонни материали, като листовете „Депрон“, например. Тази изолация решава проблема с кондензно овлажняване на външните стени и елиминира неприятното усещане за студ при допир до стените.

Външната топлоизолация позволява поставяне на топлоизолационен материал с необходимата дебелина, едновременно със стените се изолират всички „топлинни мостове“, каквито са намиращите се на фасадите стоманобетонни елементи на сградата (пояси, трегери, колони, балкони и др.), през които топлината изтича особено интензивно. Поставената отвън изолация повишава температурната стабилност на сградата, защото се използва способността на масивните строителни материали да акумулират топлина, температурите във вътрешността на стените остават положителни и през най-мразовитите зимни дни, което предпазва от замръзване проникналата в тях влага и последващо механично разрушаване на материала.

Акумулиращата способност на масивните строителни елементи води до подобряване на термостабилността на помещенията, т.е. температурата в тях се запазва почти непроменена за доста продължителен интервал от време, без да следва резките температурни колебания на околната среда. Така например, още докато траеше монтирането на описаната тук топлоизолация, промяната в микроклимата на помещенията вече бе повече от очебийна. Колебанията на средната денонощна температура в стаите бе в границите 0,5–1 °С (при норма ±3 °С), докато външните температури падаха до около 12–14 °С рано сутрин и се вдигаха до около 30 °С и повече в обедните часове. Малките температурни колебания са един от факторите, които определят т.нар. зона на благоразположение, в която човек се чувства най-комфортно, работоспособността му е оптимална, а микроклиматът е най-здравословен. Тази зона обхваща температури на въздуха 19–22 °С и относителна влажност 40–60%. Оптималната температура на въздуха в спални, детски стаи, дневни и други обитавани помещения е 20 °С. Скорост на въздуха над 0,1 m/s вече създава у мнозина неприятното усещане за течение и е нежелана и създава усещане за дискомфорт.

Усещането за топлинен комфорт на хората в дадено помещение силно се влияе и от повърхностната температура от вътрешната страна на външните стени. Тя не бива да бъде по-ниска от 3 °С спрямо температурата на въздуха в помещението. В противен случай се изпитва неприятно усещане на хлад, особено в близост до външна стена, която като че ли „изпива“ топлината от човешкото тяло. Това неприятно усещане може отчасти да се компенсира чрез увеличаване на температурата на въздуха, което пък води до нарастване на разходите за отопление. Приема се, че повишаване на температурата на въздуха в помещенията с 1 °С причинява около 6% нарастване на разходите за отопление. При добре изолирани външни стени повърхностната температура се повишава с 3–4 °С, при което човек се чувства добре и при по-ниска температура на въздуха в помещението – примерно 18–19 °С. Иначе казано, това води до намаляване на разходите за отопление. С повишаване на повърхностната температура на стените автоматично се решава и друг един проблем, до болка познат на обитателите на бетонните „панелки“ – овлажняването на външните стени, особено в ъглите при стени със северно изложение, и на калканни стени. Влагата от своя страна способства за развитие на мухъл и плесени, което бързо проличава по образуването на тъмни петна, отлепване на тапетите и мирис на гнило. Причината е в ниската повърхностна температура, която, щом падне под т. нар. точка на оросяване (типичен пример за това е бутилка добре изстудена бира, която бързо се покрива с капчици вода, щом бъде извадена от хладилника), предизвиква кондензация на парите, съдържащи се във въздуха. Количеството на отделената върху стените влага зависи от повърхностната им температура и от относителната влажност на въздуха, т.е. от количеството съдържащи се в него водни пари. В помещения с интензивно отделяне на водни пари (бани, кухни) процесът на кондензация върху стените ще бъде по-силно изразен.

Едно от съществените изисквания към всички материали, които участват в изграждането на топлоизолацията на външни стени, е способността им да позволяват свободно преминаване на водните пари, т.е. стените да могат да „дишат“. Това се отнася и за топлоизолациионните плочи, за лепилото, използвано за лепене, за шпакловката, за грунда и външната мазилка. Поставената отвън изолация представлява допълнителна защита на стените срещу атмосферните влияния и слънчевата радиация. Друго нейно сериозно предимство е, че не се намалява обемът на помещенията. Не на последно място правенето на изолацията е голяма по обем работа, съпроводена с немалко замърсяване – най-вече от лепило, грунд, мазилки, отпадъчни парчета от топлоизолационните плочи. Поради това работата извън сградата има голямото предимство, че в нея не се внася замърсяване и ритъмът на живот на обитателите ù практически не се нарушава. При изолиране на вече обитавани къщи това е фактор от решаващо значение.

Нова информация: Много добро решение за вътрешни топлоизолация са плочите Multipor.

Вторият от поредицата въпроси, на който трябва да се даде отговор преди започване на работа, е изборът на топлоизолационния материал. За външни фасади възможностите основно са две: плочи от каменна вата или плочи от специален стиропор (експандиран полистирол EPS-F) за облицоване на фасади. Подчертаваме, че за изолация на фасади по описания тук начин измежду различните видове плочи стиропор подходящи са единствено плочите с обозначение EPS-F, които са и по-скъпи. Съзнателно в тази група не включваме третия също разпространен материал – плочите от екструдиран полистирол XPS, които в зависимост от производителя имат различни наименования (Ursa XPS, Styrodur, Styrofoam, Fibran и др.) и оцветяване (бледожълто, зелено, синьо, розово и др.). Екструдираният полистирол има най-добри топлоизолационни свойства (λ=0,034÷0,038 W/m.K) и най-висока механична якост в сравнение със стиропора и каменната вата. Същевременно този материал е с напълно затворена клетъчна структура, поради което не пропуска водните пари и не поглъща вода. Тази, иначе ценна при някои приложения особеност го прави неприемлив за цялостно изпълнение на фасадни изолации. Това особено силно важи при ново строителство с неизбежно съдържащата се в строителната конструкция остатъчна влага, която трябва да може да се изпари в околното пространство. Така например се приема, че в еднофамилно жилище се отделят водни пари, еквивалентни на 10 l вода за денонощие. Тази влага трябва да премине през стените и да се изпари в околното пространство. Затова паропроницаемостта, т.е. способността на стените да пропускат водните пари, е изискване, което не бива да се подценява. Същевременно плочите XPS са много подходящи за топлоизолация на специфични места – изолация на цокъла в основата на стените, изолация на избените помещения и основите на сградата под равнището на терена, изолация на плоски покриви и подови изолации под „плаваща“ циментова замазка, допълнителна изолация на стоманобетонните пояси и колони, при което листовете се поставят направо в кофража преди изливане на бетонния разтвор и др.

Към недостатъците на плочите XPS не може да не споменем и това, че тe са най-скъпият материали в сравнение с останалите – 250 лв./m³, срещу 216 лв./m³ за каменната вата и 135 лв./m³ за стиропора. Тази, както и всички останали цени, посочени в статията, са с включен ДДС и търпят непрестанни промени. (Б.Р. Посочените цени са валидни към 2004 г.).

Затова съревнованието за избор на материал за изграждане на външна топлоизолация на фасадни стени при вече построени сгради се води основно между плочите от стиропор и каменна вата. Правим уточнението, че разглеждаме единствено вариант на изолиране на съществуваща сграда, защото при условия на ново строителство възможностите за избор на конструкция и комбинация от материали са доста повече. Всеки от двата материала има своите предимства. Те обаче не са до такава степен решаващи, че да наклонят решително везните към единия или към другия материал.

Стиропор (EPS-F)

Стиропорът (експандиран полистирол) е навярно най-добре познатият у нас топлоизолационен материал, защото преди 1989 г. комай бе единственият от този вид, който би могъл да се намери на пазара. Той има много добър коефициент на топлопроводност (при специалните плочи за изолация на фасади EPS-F λ=0,040 W/m.K), на цвят е бял, има зърнеста структура и е много лек – обемното му тегло при плочи за фасади е средно около 18 kg/m³, докато има изделия от него с обемно тегло в границите 12–30 kg/m³. Специално подчертаваме, че изолация на фасадни стени се използват само плочите с обозначение EPS-F. За разлика от плочите XPS, стиропорът има отворена клетъчна структура, поради което пропуска водните пари през себе си. Към недостатъците му може да се посочи, че сублимира, лесно се поврежда от въздействието на слънчевите лъчи, крехък е и е трошлив, има ниска механична якост, напада се от гризачи и съответно в някои случаи се налага взимане на мерки за защита чрез ситна метална мрежа. Освен това гори, макар че специално фасадните плочи попадат в групата на „трудно горимите“ материали. Спорен е въпросът и за вредността на газовете, които се отделят при горене на стиропор.

Плочи от каменна вата

Каменната вата, наричана често и минерална вата, е материал, от който се произвеждат най-различни топлоизолационни изделия, всяко от които е подходящо за определен вид изолационни работи. Тя се използва и за изолиране на комини и тръбопроводи с висока повърхностна температура. От вата се произвеждат различни изделия, като плочи и рула от каменна вата с малка плътност, които са по-евтини и са класическият материал за подпокривни топлоизолации, за пълнеж на леки преградни стени, за изолация под ковани върху бичмета дървени подови настилки (дюшеме), както и за изолация на многослойни вентилируеми фасадни стени.

В статията е разгледано монтирането на външна топлоизолация с плочи от каменна вата на Rockwool. Изборът не е случаен, защото фирмата е водещ производител на такива материали в света и има представителство в България. Същевременно „Сипер“, чийто практически опит сме ползвали, от години е един от най-големите директни вносители на тези материали в България.

За фасадни изолации и особено при вече съществуващи сгради у нас се използват специалните полутвърди облицовъчни плочи Rockwool Fasrock с размери 1000х500 mm и дебелини 20, 30, 40, 50, 60, 80 и 100 mm. Коефициентът им на топлопроводност е λ=0,039 W/m.K. Обемното тегло на плочите е около 135 kg/m³. По своите топлотехнически показатели плочите от каменна вата почти не се различават от стиропора, но имат редица предимства пред него. Те са значително по-устойчиви в смисъл, че не се трошат, по-гъвкави са и същевременно по-меки, което ги прави по-пригодни за залепване върху грапави основи. Каменната вата не гние, устойчива е на студ и което е важно – не гори, като издържа температури над 1000 °С. Има ниска хигроскопичност и не се напада от гризачи. Плочите от каменна вата за фасадна изолация на Rockwool са специално хидрофобизирани, така че да не поемат влага във вътрешността си. Даже изложени на силен дъжд, макар че изглеждат мокри, в действителност се овлажнява само повърхностният слой на дълбочина само няколко милиметра. Тази импрегнация прави плочите Fasrock водоустойчиви, макар че са порест и паропропусклив материал. Вода може да проникне в тях само под високо налягане, но даже и в такива екстремни случаи тя бързо се изпарява, материалът изсъхва и възстановява първоначалните си изолационни качества. С две думи – каменната вата е „вечен“ материал. Съвсем не е за подценяване и фактът, особено за сгради в шумна градска среда, че тя осигурява и много добра изолация срещу въздушен шум, нещо, което не може да се каже за другите два изолационни материала.

Само с оглед на бъдещето ще споменем, че Rockwool произвежда и други видове специализирани за фасадна изолация плочи, като например Fixrock, с коефициенти на топлопроводност λ=0,035 W/m.K и λ=0,040 W/m.K. За тези плочи е характерно, че се закрепват само с 1 дюбел на плоча, т.е. 2 дюбела на квадратен метър. Само в крайните редове на облицовката нормата се увеличава два пъти. Така се пестят труд, време и средства. Друга интересна плоча е Coverrock Plus, която има специално уплътнена релефна лицева страна, така че да задържа по-добре мазилката. Засега тези плочи не се внасят в България, като една от причините навярно е по-високата им цена. (Б.Р. Информация за нови топлоизолационни продукти от минерална вата може да намерите тук.

Предимства на стиропора са по-ниската му цена, малкото обемно тегло и това, че за лепенето му се изразходва по-малко лепило за лепене на плочите и за шпакловка. По данни на Weber terranova, например, общото количество лепило за лепене и шпакловане на плочи от стиропор е около 8 kg/m², докато за плочите от каменна вата разходната норма е около 11 kg/m².

От гледна точка на самото изпълнение някои майстори предпочитат стиропора, защото с него се работи по-лесно. Плочите от каменна вата тежат 7–8 пъти повече от него (в разглеждания случай теглото им възлиза общо над 3 тона!), което не е за пренебрегване при монтирането им на височина 6–7 m и повече. Произведените по новите европейски стандарти плочи от каменна вата не отделят дразнещи кожата влакънца. Все пак добре е да се работи с ръкавици и предпазна дихателна маска. Плочите от стиропор са по-твърди и не се огъват, поради което с тях по-лесно се получава равна повърхност на стената. Проблем обаче е полагането им по криволинейни стени, каквито напоследък масово се проектират. Друг голям проблем при плочите от стиропор е бързото им стареене, когато са изложени продължително на пряка слънчева светлина (складирани или положени на фасада). Плочите от каменна вата до известна степен се огъват и поради това копират неравностите на стената при по-небрежно изпълнение. Това изисква допълнителни усилия и старание, така че ръбове на съседните плочи да лежат в една равнина, а не да се разминават стъпалообразно.

Ще добавим още, че при нормиране на параметрите на топлоизолационните конструкции, независимо от вида им, изолационните материали се делят на две групи според коефициента си на топлопроводност, съответно с λ=0,035 W/m.K и λ=0,040 W/m.K и по немските стандарти се означават с WLG 035 или WLG 040. Добре е още да се знае, че и от каменна вата, и от стиропор се произвеждат плочи и в двата топлоизолиращи класа, например Rockwool Fixrock 035 и Rockwool Fixrock 040. Това трябва да се знае, защото някои справочни таблици и програмни продукти за пресмятане на топлоизолацията, които са базирани на тях, съдържат стойности на коефициента на топлоплопроводност на мергелна вата, например, които значително надвишават стойностите на този показател при съвременните материали.

В нашия случай категорично предпочетохме плочите от каменна вата. Защо? Решаващи за избора се оказаха наличието на силно грапава, грубо пръскана мазилка върху фасадите, а и още нещо – човек се чувства по-спокоен, когато къщата му е облечена с вечен, абсолютно негорящ материал.

Нова информация: В края на 2012 г. в България започна производството на топлоизолационни плочи на минерална основа – Multipor, които са отлично решение за вътрешни топлоизолации.

Дебелина на топлоизолацията

Следващият въпрос, който трябва да получи възможно най-верен отговор, е изборът на дебелина на топлоизолацията. От това зависят ефективността на топлоизолацията, количеството на икономисаната топлинна енергия и в крайна сметка възвращаемостта на направената немалка инвестиция. Именно тук всяка икономия на средства е крайно неуместна.

Топлината преминава през дадено вещество, в случая външната стена на сградата, в резултат на температурната разлика между средата вътре и вън от нея. Колкото тази разлика е по-голяма, толкова интензивността на топлинния поток е по-висока, по-голямо е количеството топлина, което преминава за единица време през единица площ. Количеството на преминалата топлина зависи още от големината на топлообменната площ и което е особено важно в случая – от коефициента на топлопреминаване (k, W/m²K) на стените и останалите елементи на строителната конструкция. Той, от своя страна, зависи от няколко фактора, като най-голяма тежест има способността на всяко вещество да провежда топлината, която се измерва чрез друг един показател – коефициентът му на топлопроводност (λ). Всички материали, които имат коефициент на топлопроводност под 0,25 W/m.K, се приемат за топлоизолационни, като за ефективните изолационни материали този коефициент трябва да бъде по-нисък от 0,06 W/m.K. Другият фактор, от който зависи коефициентът на топлопреминаване, е дебелината на материала. Колкото тя е по-голяма (примерно на външните зидове на сградата), толкова коефициентът на топлопреминаване е по-нисък, толкова по-малко количество топлина ще премине или съответно – толкова по-малки ще бъдат топлинните загуби.

От казаното дотук следва, че количеството преминала топлина, в случая топлинните загуби, ще бъдат толкова по-малки, колкото коефициентът на топлопреминаване на строителната конструкция е по-малък. Затова той се нормира, като според възприетите у нас (през 1999 г.) норми за топлоизолация на външни стени този коефициент трябва да бъде равен или по-малък от 0,5 W/m²K (табл. 1) (Нова информация: От началото на 2010 г. коефициентът на топлопреминаване на външни стени е нормативно определен на от 0,35 W/m²K). Немските норми за топлинна ефективност от 2002 г. вече са завишени с около 30% спрямо нормите за ново строителство от 1995 г. и предписват коефициент на топлопреминаване на външни стени k=0,35 W/m²K, като се препоръчва неговото снижаване до 0,3 W/m²K и даже до 0,2 W/m²K. За добиване на по-ясна представа колко далеч сме от тези изисквания и поради това хвърляме купища пари на вятъра, ще посочим само че двустранно измазан зид от плътни тухли с дебелина 25 cm има коефициент на топлопреминаване 2,0 W/m²K, а при кухи решетести тухли той е около 1,45–1,50 W/m²K. Да не говорим за стени от стоманобетон. Двустранно измазана без изолация стена с дебелина 10 cm има k=4,6 W/m²K. Следователно, за да отговарят на минималните изисквания за топлинна изолация, жилищата ни би трябвало да имат тухлени зидове с дебелина над 1 m. Това, естествено, не е възможно и затова се използват сандвичеви многопластови системи, в които основната роля на топлоизолатор играят специалните топлоизолационни материали.

Коефициентът на топлопреминаване се пресмята по формула, в която определящите величини са коефициентът на топлопроводност и дебелината на всеки от материалите, които съставят зида – вътрешна и външна мазилки, тухли и топлоизолация. Вместо човек сам да прави иначе несложни сметки, като се рови из справочниците по топлотехника да търси едни или други коефициенти, в днешно време е много по-лесно и удобно да се прибегне до помощта на Интернет. Така например на адрес https://www.energiesparhaus.at/denkwerkstatt/vws.htm се намира калкулатор, който пресмята коефициента на топлопреминаване на стени, като се посочват видът и дебелината на тухления зид (стоманобетон или дървена конструкция) и на топлоизолационния материал. Калкулаторът пресмята също процентното намаление на топлинните загуби и дава оценка за ефективността на така планираната изолация съгласно съвременните норми.(Б.Р. От началото на 2010 г. влязоха промените в Наредба № 7 „За енергийна ефективност, топлосъхранение и икономия на енергия в сгради“). Новото изискване е коефициентът на топлопреминаване (U) за плътни ограждащи конструкции и елементи на сградите, граничещи с външния въздух, да бъде не повече от 0,35 W/m²K вместо предишната стойност 0,5 W/m²K. Тази стойност се отнася за сгради със среднообемна вътрешна температура над 15 °С и е в сила както за проектиране на нови сгради, така и за реконструкции, основно обновяване, ремонт или преустройство на съществуващите сгради).

В заключение може да обобщим, че топлоизолацията ще бъде толкова по-ефективна, колкото по-добър топлоизолационен материал се избере и колкото дебелината му е по-голяма. При положение, че плочите от стиропор или от каменна вата имат почти еднакви коефициенти на топлопроводност (вече стана дума, че се делят на две групи, съответно с λ=0,35 W/m.K и λ=0,40 W/m.K), то ефективността на правилно изпълнената изолация ще зависи единствено от дебелината на топлоизолационния материал. При изолация с плочи от каменна вата върху външен тухлен зид необходимата дебелина за достигане на коефициент на топлопреминаване k=0,35 W/m²K е 8–10 cm, като с оглед на бъдещето дебелина от 9 cm трябва да се възприема като долна граница. Според посочения по-горе интернет-калкулатор зид от кухи тухли четворки с дебелина 25 cm, облицован с плочи от каменна вата с дебелина 9 cm, има коефициент на топлопреминаване k=0,34 W/m²K срещу k=1,49 W/m²K преди изолирането му. По-прецизните сметки по формулата за изчисляване на коефициента на топлопреминаване (k) с отчитане влиянието на пласта мазилка и на коефициентите на топлоотдаване между въздуха и мазилката дават стойност k=0,33 W/m²K, т.е. потвърждават резултата на калкулатора от Интернет. При тази изолация топлинните загуби се оценяват на 23% спрямо досегашните, а общата оценка на изолацията е „добра“. За получаване на оценка „много добра“ минималната дебелина на изолацията трябва да се увеличи на 11 cm, при което коефициентът на топлопреминаване става k=0,29 W/m²K, а топлинните загуби падат до 20% от преди поставяне на изолацията. Този иначе отличен резултат за съжаление не може да бъде пренесен механично за цялостното намаляване на топлинните загуби от сградата, защото прозорците също са сериозен източник на загуби (при тях k=1,3 W/m²K вече се смята за много добро постижение, а най-добрите в топлотехническо отношение PVC прозорци стигат даже и до 0,8 W/m²K), влиянието на „топлинните мостове“ трудно може да бъде достатъчно добре изолирано, особено при къща с няколко балкона. По усреднени данни от различни изследвания може да се приеме, че добрe изпълнената външна топлоизолация на фасадните стени намалява разхода на топлоенергия с около 35–50%. Изпълнени по програма ФАР демонстрационни проекти за подобряване на топлоизолацията на съществуващи многофамилни сгради в Радомир са включвали топлинна изолация на стените, хидро- и топлоизолация на покрива, топлоизолация на тавана на мазетата, подмяна на дограмата, остъкляване на някои балкони и подмяна на входни врати. Резултатът е 50% намаление на разходите за отопление.

Много показателен експеримент е извършен в Германия (Институт за околната среда, гр. Бамберг), за топлоизолация на стара, строена според строителните норми в периода 1920–1948 г., еднофамилна къща с площ 100 m². Преди нейното обновяване годишните енергийни потребности за отопление са били 22 000 kWh за година, които се преценяват като високи. За отоплителната инсталация с котел, работещ с нафтова горелка и к.п.д. 75%, са необходими 29 500 kWh, или общо 2900 l нафта годишно. В табл. 2 са дадени коефициентите на топлопреминаване и съответно енергийните загуби през всеки от елементите на сградата – външни стени, таван (респективно покрив), мазе и прозорци, преди и след изолирането им. В резултат на взетите мерки потреблението на енергия е било намалено на 5900 kWh на година, а годишното потребление на нафта – на 750 l, т.е. четири пъти! Като се има предвид, че с „мъдро“ правителствено решение от 1956 г. за поевтиняване на строителството дебелината на външните зидове на сградите у нас е била намалена от 38 на 25 cm и като до болка познаваме качеството на произвежданата преди години родна дограма, нямаме никакво основание да смятаме, че дереджето на нашите къщи е по-добро от тази стара немска къща от началото на миналия век. На база на експерименталните резултати на специалистите от гр. Бамберг лесно може да се пресметне, че икономията при отопление с нафта възлиза на около 2800 лв. на година. Остава да се пресметнат разходите за изолиране на сградата и подмяна на дограмата, за да се оцени срокът за изплащане на инвестицията. Дадените в табл. 2 данни не могат да бъдат механично пренесени у нас. Заслужава да се отбележи обаче, че най-ефективна от гледна точка на реализираната икономия на топлинна енергия и направените за това разходи е топлоизолацията на помещенията откъм тавана. Това е лесно обяснимо с по-ниската цена на изолацията (рула от каменна вата) и възможността за поставяне на по-дебел пласт (20 cm) при същия разход, както и че таванската стоманобетонна плоча е отличен проводник на топлина.

Понеже разходите за топлоизолация на стара сграда е доста солидна инвестиция, ние сме анализирали подробно материалните разходи за изолация на външните стени. Най-важният извод е, че цената на самия топлоизолационен материал не е определяща при формиране на крайната цена на квадратен метър готова изолация и при различните варианти тя съставлява около 1/3 от общата цена. Освен това външна топлоизолация се прави веднъж за десетилетия напред, да не кажем и до края на експлоатационния срок на сградата. Следователно най-неуместната икономия в случая би била да се пести от дебелината на топлоизолационните плочи. Затова препоръки на някои „специалисти“, че 4–6 cm дебелина на външната топлоизолация е напълно достатъчна, би трябвало да се възприемат или като проява на изостанала с десетиление квалификация, или като некоректно подвеждане на неинформирани купувачи. Необяснимо е също, че в проспектите на иначе реномирани фирми-производители на цялостни топлоизолационни системи се дават подробни данни с цени за топлоизолации, изпълнени единствено с плочи стиропор с дебелина 4 и 6 cm, но не и повече.

Вярно е, че в сега действащите в България и приети през 1999 г. норми за топлоизолация на обитаеми сгради е заложен коефициент на топлопреминаване на външни стени 0,5 W/m²K. За неговото достигане при саниране на стара къща с тухлен зид е необходима допълнителна топлоизолация от плочи каменна вата с дебелина 6–9 cm. Това, че българските норми, приети преди пет години, са помръднали в правилната посока, е повече от похвално. Същевременно е добре да се гледа и в бъдещето, защото неслучайно цитираните вече немски норми междувременно са станали значително по-строги. Към кого? Към неразумните разходи на енергия, защото защитават в дългосрочен план джоба на този, който прави изолацията. Достатъчно е да се направи справка с цените на петрола през последната година. Така че трябва да се мисли и решава с перспектива, а не само от позицията, че каквато и изолация да се направи, все ще бъде по-добре от нищото. Категорично заявяваме, че ако тази статия бе написана три месеца по-рано, описаната в нея изолация щеше да бъде с дебелина 11 или 12 cm. Както се казва, човек се учи от грешките си, но по-добре е да се поучава от грешките на другите, а не на собствения си гръб.

Казаното дотук за изолиращите качества на различни топлоизолационни материали важи при условие, че те са напълно сухи. Проникне ли в тях влага, изолационните им свойства рязко се влошават, защото водата е около 25 пъти по-добър проводник на топлина в сравнение с неподвижния въздух, на който дължат изолационните си свойства тези материали.

Преди да се пристъпи към правене на външната изолация, трябва да бъде решен и проблемът с прозорците и балконските врати, защото старата дограма има толкова високи топлинни загуби, че на практика вложените средства и труд за изолация на стените до голяма степен ще бъдат обезсмислени. Решението е едно – подмяна със съвременни пластмасови, дървени или от алуминиев профил с прекъснат термомост прозорци (също и външни врати), с двуслоен или за предпочитане трислоен стъклопакет, по възможност с т. нар. „К-стъкла“, чиито цени напоследък почти се изравниха с обикновените стъкла. Тези стъкла имат фабрично нанесено специално, незабележимо за окото покритие, което напълно пропуска видимата част на светлинния спектър, но отразява обратно в помещенията дълговълновото излъчване от отоплителните уреди.

Значителен резерв за намаляване на топлинните загуби през прозорците има монтирането на специални навиващи се щори, чиито пластини са кухи – запълнени с въздух или с пенополиуретан. Вечерно време, когато отвън вече не прониква светлина, те се спускат и така се образува затворен въздушен слой с дебелина около 3 cm между щората и прозореца. Той, заедно с щората, изпълнява ролята на допълнителна топлоизолация, която позволява снижаване на коефициента на топлопреминаване през системата „прозорец-щора“ до 0,67 W/m²K. Това вече е много добро постижение, а прозорците престават да бъдат източник на големи топлинни загуби.

Проектиране на изолацията

След като бъде избран видът на топлоизолационния материал, е необходимо да се направи пълен и възможно най-точен разчет на необходимите материали, техните количества и цена. Така ще се знае цената на начинанието преди неговото започване, ще може да се подбере оптимален в качествено и ценово отношение вариант, както и да се организира закупуване и транспорт на материалите. А те съвсем не са малко. Ако това не се направи, ще се наложи извършване до голяма степен на скок в неизвестното, а и по-късно, вече, учейки се от собствения си опит и грешки, да се установи, че е могло да се постъпи и по-разумно. Тогава вече ще бъде късно за корекция на направеното. Ние пък ще ви помогнем да се справите по възможно най-лесния начин с тази задача.

Отправната точка е подготвянето на точен чертеж на всички фасади, като се ползват архитектурните чертежи на сградата, или пък фасадите се заснемат наново в автентичния им вид. В условията на днешния ден, вместо да се чертае на ръка, компютърът предоставя несъпоставимо по-добри условия за тази работа, като за целта има много подходящи продукти. Понеже не сме професионалисти, потърсихме програмен продукт, който да бъде достатъчно ефикасен, работата с него да се усвоява бързо и лесно и най-важното – да бъде евтин. По наше мнение на тези условия отговаря HomePlan Pro. Той се разпространява като безплатна 30-дневна тестова версия в Интернет (https://www.homeplanpro.com), а срещу само 39 USD може да се закупи и да се легализира. Това е отличен продукт за чертане и оразмеряване на двумерни архитектурни чертежи, с доста богата библиотека от готови изображения на врати, прозорци и т.н. Не създава проблеми при инсталиране, а процесът на самообучение за работа с него трае десетина минути. За целите на пресмятане на топлоизолацията много ценна е възможността му да изчислява площта на всевъзможни по форма полигонални фигури, стига с показалеца на мишката да се посочат техните върхове. Така много лесно се определя чистата за изолиране площ на всяка от фасадите и на тази база да се пресметне необходимото количество материали. Като се знае единичната им цена, бързо се пресмятат материалните разходи по поставяне на външна топлоизолация. От общата измерена площ се изважда площта на прозорците и вратите, но пък се добавят площите с изолация на зида около всеки отвор. Ако се прави сметка и на цената на труда, облицоването на тези отвори се заплаща по-скъпо, защото изисква повече време и старание. Друга особеност при пресмятане на площта за топлоизолиране е, че към широчината на две от срещуположните фасади трябва да се прибави и дебелината на избрания слой топлоизолация на съседните прилежащи фасади – в нашия случай на 2х9 cm. Същото важи и за прозорците и вратите, макар че подобна прецизност едва ли е необходима. И без това в общата сметка трябва да се калкулират около 0,5–1 m³ отпадъчни парчета при рязане на топлоизолационни плочи.

При избора на общата дебелина на топлоизолацията трябва да се вземе под внимание и стандартната дебелина на изолационните плочи. Ако фасадите имат равна повърхност, без кривини, които трябва да се компенсират и подравнят чрез променлива дебелина на слоя топлоизолация, по-добрият вариант е да се изберат плочи с дебелина 10 cm, т.е. един пласт. Така се пестят лепило и дюбели, а и работата върви по-бързо. Вероятно ще възникнат проблеми с намирането на пазара на носещ метален профил за цокъла с необходимата широчина, защото повечето фирми държат на склад предимно профили, подходящи за изолация с дебелина 5 или 6 cm. Това е следствие на странното според нас разбиране на понятието „достатъчно дебела изолация“. При по-малките къщи на по двайсет и повече години, строени кой, както е могъл и с каквито материали е успял да се сдобие, фасадите рядко са прави и равни като „под конец“. Затова може да се наложи да бъдат изправени с известно увеличаване или намаляване на дебелината на изолацията на места. Тук става дума за толеранси в рамките на 1–3 cm. Затова понякога е по-удобно, макар и по-скъпо решение, топлоизолацията да се направи от два пласта, примерно да се комбинират плочи с дебелина 5 и 4 cm, какъвто е нашият случай. Смисълът от това решение е, че дава по-голяма свобода при съчетаване на по-дебели с по-тънки плочи във втория ред за изравняване на кривините.

Облицовката на отворите около рамките на вратите и прозорците се прави с дебелина, колкото мястото позволява – най-често 4–5 cm, за да не се скрива прекалено много рамката. От плоча вата се изрязва ивица за изолиране на зида под рамката на прозореца. Тя се изрязва клиновидно, така че да се даде необходимият наклон за оттичане на водата. Това е една от операциите, които майсторите, монтиращи изолацията, охотно пропускат, като оставят на тези след тях да им довършат работата, но вече с кърпеж.

Друг проблем възниква, когато дебелината на изолацията под прозореца не бъде съобразена със системата за оттичане на водата от стъклата. Пластмасовата дограма има специални отвори (покрити с декоративни капачки) за стичащите се по стъклата дъждовни капки. Равнището на готовата изолация трябва да бъде съобразено така, че след като се монтира дъждобранът (подпрозоречната дъска), да остане поне 1 cm разстояние до отворите. Това трябва да се обмисли предварително, защото впоследствие може да се наложи рязане и кърпене на вече готовата изолация. Ако подпрозоречните дъски се направят от рязан врачански варовик (каквато е често срещаната у нас практика), се препоръчва дебелината им да бъде 3 cm. Това е необходимо, за да може под челния ръб да се издълбае капкоотделящ улей, без това да се отрази на механичната им якост. Добро решение са и дъждобраните от тънка алуминиева ламарина с пластмасово прахово нанесено покритие. Те могат отлично да свършат работа, когато накрая се установи, че място за дебела каменна дъска няма. Освен това дъждобраните от алуминий са и доста по-евтини. Един метър алуминиев профил с широчина 22 cm струва около 12 лв. Продава се на парчета с дължина 6 m, като лесно се разкроява на място. За сравнение метър обработен врачански камък със същата широчина струва около три пъти по-скъпо. Ограничението при използване на готови алуминиеви профили за дъждобрани е поради факта, че се предлагат с широчини 12, 15 и 22 cm, докато при дебелина на изолацията 9–10 cm широчината им трябва да бъде 25 cm и повече в зависимост от дебелината на зида и местоположението на рамката на прозореца.

Ние също се сблъскахме с проблема за намиране на достатъчно тънък материал за подпрозоречни дъски. Така например фирма „Нолина“ ЕООД, изключителен представител на Dumaplast, Белгия, предлага пластмасови подпрозоречни дъски с широчина 30 cm, дължина 3,05 m и дебелина 1,5 cm. Предлагат се оцветени в бяло и имитация на мрамор. Има и още едно, съвсем не лошо решение – дъждобранът да се направи от налепени една до друга облицовъчни подови плочки от гранитогрес. Вярно, те нямат улей, който да спира подлизването на водата под ръба, но ако им се даде достатъчно голям наклон, няма опасност от намокряне на стената.

Плочите от каменна вата не са подходящи за изолация на цокъла в основата на стените. Тук се използват плочи от екструдиран полистирол (XPS), чиято дебелина се избира така, че след като цокълът бъде напълно завършен (с облицовка от керамични плочки, плочи от естествен камък, силиконова или полимерна мозаечна мазилка), той да лежи с около 1 cm по-навътре от повърхността на стената над него. Така стичащите се водни капки ще се отцеждат от ръба на металния профил и ще падат, без да мокрят цокъла. Ивицата на цокъла се изолира с плочи екструдиран полистирол (XPS), защото те са значително по-здрави и издръжливи на натиск, освен това са практически водонепропускливи. Особено подходящи са плочите Ursafoam, които са единствените със силно релефна (грапава) повърхност, която задържа по-добре шпакловката с лепило.

За монтиране на изолацията, особено при по-малки къщи, се използват няколко вида профили. Единият, без който не може, се разполага в основата на обшивката от изолационни плочи и широчината му съответства на тяхната дебелина. Той може да бъде от алуминий или от поцинкована ламарина. Първият е по-скъп, но с гарантирана дълготрайност. Този профил, оформящ цокъла, се монтира с дюбели или проходни дюбелпирони хоризонтално, непосредствено над цокъла, и в него ляга първият ред топло-изолационни плочи. За предпочитане са профилите с капкоотделител, но ако няма, той може да се постави и допълнително – от поцинкована ламарина. Този профил затваря топлоизолацията от долния ù край, като перфорацията позволява вентилиране на топлоизолационния материал. Със специални профили се оформят и укрепват ръбовете на всички вертикални и хоризонтални ъгли. Най-често се използват профили от перфорирана поцинкована ламарина, алуминий или пластмаса (които са малко по-евтини) със закрепена към тях ивица стъкловлакнеста мрежа. Така профилът оформя и същевременно предпазва ръба от повреда при удар, а ивицата мрежа припокрива и свързва армиращите мрежи върху стените от двете страни на чупката. Така се усилва топлоизолационната конструкция. Металните профили без мрежа са предназначени единствено за защита на ръбовете при мазилки и гипсови шпакловки и използването им при топлоизолационни конструкции поради неразбиране или от криво разбрана икономия не бива да се прави. Те може да се използват само за оформяне и защита на ръба, но в този случай краят на армиращата мрежа от едната стена се прехвърля (над предварително залепения ъглов профил) и се залепва на разстояние 20 cm върху съседната стена. Така мрежата държи здраво плочите от двете страни на ъгъла, а профилът защитава механически ръба. За съжаление, изискването за прехвърляне на мрежата от другата страна също често се пренебрегва, като крайно неправилната практика е мрежата да се реже по ръба на стената.

Продължава в следващия брой