В категории: Брой 7-8/2010, Ремонти, Строителство, Топлоизолация

Високоефективни изолационни плочи на Rockwool от каменна вата

Едва ли вече ще се намери човек, живеещ извън екваториалния пояс на планетата, комуто да не е пределно ясно, че топлинната енергия ще става все по-скъпа и по-скъпа, така че всяка възможност за намаляване на топлинните загуби на сградите трябва да се използва най-рационално. Целта е пределно ясна и вече не е непостижима. Това е т.нар. пасивна къща, чиито топлинни загуби през строителната конструкция са съвсем малки, като за годишен разход на течно гориво за отопление се приема не повече от 1,5 l/m² използваема площ. Това означава годишно потребление не повече от 15 kWh/m². Благодарение на много добрата топлоизолация на строителната конструкция минималните топлинни загуби през дограмата и загряването на пресния въздух за сметка на замърсения при вентилация на помещенията, тези сгради се отопляват най-вече от отделяната топлина от домакинските електроуреди, от самите обитатели, от слънчевата енергия и т.н. Сгради, отговарящи на тези критерии, вече се строят, включително и в България. И ако все още те са отделни екзотични екземпляри, а не масово строителство, причината е чисто икономическа. Цената на топлинната енергия все още не е достигнала до висоти, които да позволяват първоначалната инвестиция да се изплаща в кратък срок.

Със сигурност не е далеч денят, когато това ще се случи, а дотогава пътят към „пасивната къща“ е белязан от т.нар. енергоспестяваща къща и нискоенергийната къща. За да придадем по-осезаема представа за тези понятия и да се насочим към темата на статията, ще посочим, че за „пасивна къща“ дебелината на топлоизолацията с плочи от каменна вата на Rockwool върху външните стени би трябвало да бъде около 340 mm, което осигурява коефициент на топлопреминаване на стените U≤0,1 W/m²K. За да се изпълни изискването за „нискоенергийна къща“, коефициентът на топлопреминаване на външните стени трябва да бъде ≤0,20 W/m²K (дебелина на топлоизолацията 160 mm), а за „енергоспестяваща къща“ – U≤0,30 W/m²K, което се постига при дебелина на топлоизолацията около 90 mm. Изискванията за топлоизолиране на таванската плоча на последния етаж на сградата (или под покрива) са още по-високи, като за трите типове къщи те се удовлетворяват при дебелина на топлоизолацията съответно 400 mm, 300 mm и 240 mm. Тези стойности са с известно приближение, защото зависят от топлоизолиращите свойства на използвания материал – най-често с коефициент на топлопроводност λ между 0,035 W/m.K и 0,040 W/m.K, като съответните материали по немските стандарти се обозначават с WLG 035 или WLG 040. Върху окончателния избор на дебелината на топлоизолацията влияние оказва още термичното съпротивление на тухления зид (ако има такъв), изчислените средногодишни климатични температури в района и други фактори.

Къде сме ние? Според действащите до края на миналата година норми за топлинна ефективност коефициентът на топлопреминаване на външните стени не биваше да надхвърля 0,5 W/m2K, което при зид от керамични блокове (тухли четворки) с дебелина 250 mm изискваше 50–60 mm дебелина на допълнителната топлоизолация. За да преодолеят очевидното изоставане от европейската и световната практика, нашите нормотворци най-сетне актуализираха прословутата Наредба №7 „За енергийна ефективност, топлосъхранение и икономия на енергия в сгради“ и от началото на тази година вече задължителният коефициент на топлопреминаване при външни стени е определен на U≤0,35 W/m²K. Нормативно са определени и коефициентите на топлопреминаване за останалите елементи на строителната конструкция.

С две думи, макар и осъвременени, българските норми ни приближават към изискванията за „енергоспестяваща къща“, но не съвсем. Иначе казано, минималната дебелина на допълнителната топлоизолация при саниране на съществуващи сгради трябва да бъде поне 9–10 cm, а защо не и повече, ако се гледа с разум и отговорност към бъдещето.

Промяната на нормативните изисквания за топлоизолиране на сградите у нас бе ключов фактор за отприщване на надпреварата сред производителите да предлагат нови материали за зидане, които в голяма степен или дори изцяло елиминират необходимостта от топлоизолация. Поставянето на допълнителна топлоизолация обаче е единственият изход за привеждане на съществуващия сграден фонд към съвременните изисквания за топлинна ефективност.

Ето защо реакцията на водещия в света производител на топлоизолационни материали от каменна вата – датската фирма Rockwool, която наскоро обяви, че пуска на българския пазар три от новите си материали: Frontrock Max E, Monrock E и Rockmin Plus, представлява особено голям интерес. От една страна, от световните лидери се очакват новостите, които бележат пътя за развитие на този вид материали. От друга, не бива да се забравя, че материалите от каменна вата превъзхождат всички останали конкуренти по своите физични, механични и топлоизолационни свойства. Те са най-доброто решение за повечето видове топлоизолации, а сега, с описаните в статията нови продукти, това става още по-силно изразено. Не случайно водещите европейски и световни производители на лепила, шпакловки и други материали, необходими за цялостно изграждане на многослойни топлоизолационни системи, предлагат два варианта на такива системи: луксозен и съответно по-качествен, изпълнен с плочи от каменна вата и икономичен или за благозвучие „ценово ориентиран“, с неизбежните компромиси по отношение на качеството, където заради по-ниската цена се използва фасаден стипоропор (EPS-F).

Съперничеството между тези два, единствено подходящи засега, материали за фасадни топлоизолации не е от вчера и няколко пъти сме разнищвали темата на страниците на списанието. Като изключим цената, предимството при почти всички останали показатели е на страната на каменната вата. При това изделията от този материал също така успешно се използват за подови и за подпокривни топлоизолации, за пълнеж в леки преградни стени, предстенни обшивки и вентилируеми фасади за изолиране на комини и тръбопроводи с висока температура, т.е. все места, където стиропорът е неподходящ или напълно неприложим.

Да направим още едно съществено пояснение – когато говорим за материали на Rockwool, трябва да разбираме продукти, произведени от каменна вата, получена чрез стопяване на вулканични скали. Производителите на стъклена вата предпочитат да наричат продуктите си минерална вата.

И така, преди да се спрем на специфичните качества на трите нови продукта на Rockwool, да видим какво е общото между тях, това, което отличава материалите от каменна вата от останалите топлоизолационни материали.

Каменната вата се произвежда чрез изтегляне на тънки нишки от стопилка с температура 1400–1500 °С от вулканични скали като фелдшпат, доломит, базалт, диабас и др. От тези влакна с помощта на свързващи вещества се изготвят различни топлоизолационни материали, които се отличават най-вече по своята форма, обемна плътност и твърдост, импрегнация, съответно хидрофобизиране и т.н. Тези вещества, предимно на органична основа, не надвишават 7% от крайния материал.

От изходните материали и начина на производство произтичат няколко много съществени предимства на каменната вата. Тя е напълно екологично чист материал, не гори и издържа на температури над 1000 °С, която я прави напълно несравнима с материалите от експандиран или екструдиран полистирен (EPS и XPS). Следователно материалите на Rockwool не само не се боят от топлина и открит огън, но като добър топлоизолатор за продължително време те представляват сигурна преграда срещу разпространяването на пожара.

Каменната вата е абсолютно негниещ материал, безгранично устойчив на студ, не се влияе от ултравиолетовото лъчение на слънцето, има много ниска хигроскопичност. Тя с лекота пропуска водните пари, което е също важен показател, защото чрез способността си да „дишат“ елементите на строителната конструкция остават сухи, като пропускат преминаващите откъм по-топлите помещения водни пари безпрепятствено да излизат и се изпаряват в околното пространство. За разлика от някои органични материали каменната вата изобщо не се напада от гризачи, т.е. не е необходимо да бъдат взимани специални мерки за механична защита на топлоизолацията – нещо, което също може да създаде големи проблеми. С две думи – каменната вата е „вечен“ материал.

Тя е много добър топлоизолатор. В зависимост от обемната плътност и твърдост на произведените от нея материали коефициентът им на топлопроводност е в границите от 0,035 W/m.K до 0,04 W/m.K.

Според конкретното приложение произвежданите от каменна вата топлоизолационни продукти може да бъдат с малка обемна плътност (обемна маса), да са съвсем леки и много лесно огъващи се, така че да запълват плътно кухините в леките преградни стени, при двуслойните външни стени, вентилируемите фасадни изолации или между ребрата на покривната конструкция. За облицоване на външните стени и подовите конструкции пък се произвеждат плочи с по-голяма обемна маса и съответно по-твърди. Все пак и тези плочи притежават значителна гъвкавост, което им позволява да прилепват по-плътно към по-грапави и неравни основи. Това им качество ги прави изключително ефективни при топлоизолиране на фасади с извити стени. За разлика от плочите EPS и XPS материалите от каменна вата не се трошат. Плочите за фасадна изолация на Rockwool са специално хидрофобизирани, така че да не поемат влага във вътрешността си. Дори директно изложени на силен дъжд, макар че изглеждат мокри, в действителност се овлажнява само повърхностният слой на дълбочина няколко милиметра. Тази импрегнация прави фасадните плочи водоустойчиви, макар че са порест и паропропусклив материал. Вода може да проникне в тях само под високо налягане, но дори и в такива екстремни случаи тя бързо се изпарява, материалът изсъхва и възстановява първоначалните си изолационни качества.

Освен като отличен топлоизолатор, при това негорящ и напълно непроменящ с годините своите параметри, продуктите от каменна вата изпълняват и другата в днешно време не по-малко важна функция за всяка обитавана от хора сграда – те са много добър звукоизолатор срещу ударен или въздушнопреносим шум. Ето защо навсякъде, където се поставят изисквания за шумоизолация, плочите EPS и XPS отпадат като вариант. В такива случаи се използват материалите от каменна или стъклена (минерална) вата – били те като подова, подпокривна или фасадна изолация.

След този кратък преглед на основните качества и свойства, които в редица случаи правят материалите от каменна вата предпочитания, а често и единствено подходящия материал, съчетаващ отлични топло- и звукоизолиращи свойства, да преминем към особеностите на трите нови материала на Rockwool.

Фасадни плочи Frontrock Max E

Тези плочи от ново поколение са специално предназначени за топлоизолация на фасади. За значението на топлоизолацията на тази част от строителната конструкция говори фактът, че при еднофамилните къщи около 50% от загубите на топлина през отоплителния сезон се падат именно на външните стени. Тези плочи имат много добри топлоизолационни свойства – коефициент на топлопроводност 0,036 W/m.K. Това е добро постижение – с около 15% по-ефективен топлоизолатор в сравнение с повечето материали за фасадна топлоизолация, чийто коефициент е 0,040 W/m.K. Това означава съответно или намаляване в същата степен на топлинните загуби през така изолираните стени, или възможност за намаляване на дебелината на топлоизолационните плочи със същия процент.

Най-същественото, което отличава тези плочи, е, че те са двуслойни. По този начин производителят е успял да съчетае в един материал две взаимно изключващи се характеристики. Както се знае, колкото един материал има по-малка обемна плътност, толкова по-добър топлоизолатор е. С намаляването на плътността обаче се влошават силно неговите механични качества. Затова за фасадна топлоизолация доскоро се произвеждаха полутвърди плочи от каменна вата, които компромисно съчетават добри топлоизолационни качества със съхраняване на формата и повишена устойчивост на натиск.

При плочите Frontrock Max E този проблем е решен оптимално. Откъм лицевата им страна те имат слой с дебелина до около 20 mm и висока твърдост. Благодарение на него плочите имат голяма устойчивост на натиск, което прави топлоизолационната система устойчива на механични въздейстивия – на натиск и удар. Якостта на натиск (σ10) при 10% деформация на плочите е 20 kPa, а при точково натоварване (Fp) – 250 N. Твърдата повърхност на плочите значително улеснява последващото полагане на армираната шпакловка, намалява се и разходът на лепилото, използвано за тази цел. Усилената импрегнация с органични смоли не само придава голяма механична устойчивост на плочите, но и ги прави напълно влаго- и водонепроницаеми. Това обаче не влошава тяхната паропроницаемост, което е от съществено значение при фасадната топлоизолация.

Под този защитен лицев слой се намира вторият по-дебел основен слой. Поради по-малката си обемна плътност той има и по-добри топлотехнически параметри, а така също и по-добре приляга върху основата въпреки наличните грапавини и неравности.

Плочите Frontrock Max E се произвеждат с размери 1000х600 mm и дебелини от 60 mm до 200 mm. Закрепват се с лепило за плочи от каменна вата и дюбели.

Плочи за плоски покриви Monrock MAX E

Идеята за създаване на двуслойни плочи е намерила своята реализация и при специалните плочи за топлоизолация на плоски покриви Monrock MAX E. Те също са двуслойни, като в случая лицевият слой с дебелина до 20 mm има още по-голяма твърдост и здравина. Импрегнацията с органични смоли им придава пълна влаго- и водоустойчивост. Предимството на този вид плочи тук е още по-силно изразено, защото наред с добрата топлоизолационна способност те трябва да имат и достатъчно добра механична устойчивост. Това позволява, от една страна, върху тях да се стъпва и от друга – сигурното им механично закрепване към носещата конструкция със стоманени анкери. Тези плочи имат коефициент на топлопроводност 0,038 W/m.K. Стойността на точковото натоварване (Fp) е 600 N.

Плочите се предлагат в два размера: 1000х600 mm и 2000х1200 mm. Използването на плочи от по-големия формат е изключително удобство, защото съществено се ускорява работата по изолиране на покривната конструкция. Дебелините им са от 50 mm до 240 mm. Закрепват се механично чрез стоманени анкери, могат и да се лепят с разтопен асфалт, студено битумно лепило или полиуретаново лепило. Като напълно негорим материал, издържащ температури над 1000 °С, плочите от каменна вата и особено Monrock MAX E, са изключително подходящ материал за топло- и звукоизолация на плоски покриви, защото върху тях директно може да се поставя хидроизолация с мушама на битумна основа, чиито съседни платна са слепени по кантовете чрез разтапяне с пламъчна горелка.

Плочи Rockmin Plus

Това са меки плочи специално пригодени за подпокривна топло- и звукоизолация. Подходящи са също за изолиране във вътрешността на леки преградни стени, за защитена с предстенна обшивка топлоизолация и др. Трябва да се подчертае, че добрата топлоизолация на покривната конструкция е от голямо значение за цялостното намаляване на топлинните загуби. В зависимост от броя на етажите на сградата и изпълнението на покрива загубите през него може да достигнат до около 30% от общите. Това е по-силно изразено при едно-двуетажните сгради. Освен като ефективна топло- и звукоизолация плочите от каменна вата отново са предпочитан материал поради своята пожароустойчивост, фактор от голямо значение при покривите с дървена носеща конструкция. Добрата изолация на покрива, освен че снижава значително (с до 1/3) топлинните загуби и снижава разхода на топлинна енергия, има и друг много съществен ефект – позволява често неизползваното ефективно подпокривно пространство да бъде удобно приспособено за целогодишно обитаване, с което използваемата жилищна площ се увеличава значително. При по-стари сгради направата на подпокривната изолация е още по-ефективно, защото способства за цялостен ремонт на покрива – най-малкото за поставянето на модерни хидроизолационни мушами под керемидите, което навремето не е правено просто защото тогава такива материали нямаше. Това допълнително ще подобри топлинния комфорт в таванското помещение, защото проникването на вятъра, а и на евентуално протекла под керемидите дъждовна вода ще бъде напълно преустановено.

Плочи Rockmin Plus се поставят плътно в пространството, образувано между носещите покрива ребра. Обръщаме внимание, че за да се получи максималният при дадената дебелина на материала топло- и звукоизолационен ефект, цялото пространство трябва да бъде плътно запълнено и без кухини.

Тези плочи имат коефициент на топлопроводност 0,037 W/m.K. Според актуализираните от началото на тази година норми за енергийна ефективност на сградите коефициентът на топлопреминаване на покривната конструкция при обитавано, т.е. отоплявано, подпокривно пространство трябва да бъде U=0,28 W/m²K, което, между другото, отново ни нарежда зад европейската практика. Дори и тази завишена норма изисква дебелина на топлоизолацията около 16 cm и повече. За сравнение ще посочим, че „енергоспестяващата къща“ изисква дебелина на подпокривната топлоизолация 24 cm, „нискоенергийната“ – 30 cm, а „пасивната“ – 40 cm. Това е добре да се знае, когато някой доморасъл майстор раздава съвети, че и няколко пръста дебелина са достатъчни.

При тези дебелини на изолацията мястото между ребрата на покривната конструкция очевидно е недостатъчно. Затова тя се изпълнява на два пласта. Единият е с дебелина, съответстваща на широчината на ребрата, а вторият се полага върху първия, напречно на него. За него се изгражда допълнителна конструкция от летви или метални профили, към която се закрепва обшивката – най-често от плочи пожарозащитен гипсокартон (GKF). Това добре се вижда на илюстрациите.

Обръщаме внимание на още една съществена подробност, също видима на илюстрациите. Топлоизолацията трябва да бъде сигурно защитена срещу проникване на водни пари откъм обитаваните помещения. Това е в резултат на по-високата температура и съответно на по-високото парциално налягане на водните пари. Поради по-ниските температури в топлоизолационния пласт проникналите в него водни пари е възможно да кондензират и да го овлажняват, а водата може и да замръзне. Това силно влошава топлоизолационните свойства на материалите. За защита на топлоизолационния материал срещу овлажняване се използват съвременни материали с еднопосочна паропропускливост – от топлоизолацията към помещението, но не и обратно. Това позволява сигурно подсушаване през лятото на евентуално овлажнената топлоизолация. Това са т.нар. климатични мембрани. Много важно изискване при монтажа на пароизолационното фолио е местата на припокриване на съседните платна да бъдат сигурно уплътнени, като за целта върху снадката се поставя самозалепваща се лента.

Под керемидите се полага специално хидроизолационно платно, което да бъде сигурна преграда срещу преминаване на дъждовната вода и същевременно свободно да пропуска водните пари, идващи от отопляваните помещения. Така че ако в топлоизолацията въпреки взетите мерки е проникнала влага, тя лесно да може да се изпари в околното пространство.

Накрая да не забравяме, че добрата топлоизолация, изпълнена с плочи от каменна вата, е едновременно също толкова добра и звукоизолация. А покривът с дървена носеща конструкция пропуска значително повече външния шум, отколкото масивните зидани външни стени.