Система наружной теплоизоляции позволяет, во-первых, переместить точку росы из ограждающей конструкции в наружный теплоизоляционный слой или даже за его пределы, а значит, избежать разрушения стены и улучшить ее теплотехнические характеристики. Во-вторых, при правильно спроектированной системе испарение накапливающейся внутри стены влаги происходит во внешнюю среду через наружный штукатурный слой. Поскольку все материалы, используемые в системах наружной теплоизоляции, имеют хорошую паропроницаемость, конструкция сохраняет способность «дышать». В-третьих, применение наружной теплоизоляции позволяет повысить теплоаккумулирующую способность массивной стены, а значит, выровнять температурные колебания внутри ограждающей конструкции. В-четвертых, такая теплоизоляция защищает стены от переменного промерзания и оттаивания и, как следствие, обеспечивает как зимой, так и летом достаточную теплоустойчивость конструкции.

Кроме того, необходимо отметить, что применение системы наружной теплоизоляции повышает звукоизоляцию здания. Способов наружной теплоизоляции стен существует несколько.

Слоистая кладка

Эта конструкция состоит из трех слоев: несущей стены, стены из облицовочного материала и утеплителя, который расположен между ними. Несущая и облицовочная стены опираются на один фундамент. Наружный слой чаще всего выполняют либо из облицовочного кирпича, либо из строительного с последующим оштукатуриванием, покрытием искусственным камнем, клинкерной плиткой и пр. Теплоизоляцией, как правило, служат плиты из минеральной ваты на основе каменного волокна или штапельного стекловолокна, пенополистирола, реже – из экструдированного пенополистирола (в силу его высокой цены). У всех материалов схожие характеристики теплопроводности, так что толщина изоляционного слоя в стене будет одинаковой, независимо от выбранного типа утеплителя. Предпочтение следует отдать, безусловно, волокнистым материалам. Они, в отличие от пенополистирольных, негорючие, а главное – эластичные, что позволяет при монтаже их плотнее прижать к стене. Плотное прилегание утеплителя – залог эффективности его работы, поскольку через воздушные карманы могут происходить утечки тепла из здания. Расчеты показали, что способность конструкции сохранять тепло при неплотном прилегании теплоизоляции к основанию резко снижается – до 70 %. Легче добиться и отсутствия зазоров в самом теплоизоляционном слое, то есть избежать мостиков холода. Определенные сложности в применении пенополистирола в слоистых кладках вызваны еще и низкой паропроницаемостью этого материала.

Вместе с тем пенополистирол примерно в четыре раза дешевле минеральной ваты, и для многих это компенсирует его недостатки. Добавим, что согласно СП 23–101–2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» при использовании в ограждающей конструкции горючих утеплителей необходимо обрамлять оконные и другие проемы по периметру полосами из негорючей минеральной ваты.

Главные достоинства слоистой кладки – красивый и респектабельный внешний вид при использовании дорогостоящих облицовочных материалов, а также высокая долговечность при условии правильного проектирования и квалифицированного монтажа конструкции. Правда, выполнение последних двух условий зачастую связано с трудностями. Например, очень важно, чтобы все слои такого фасада не только обладали необходимыми показателями по водопоглощению, паропроницаемости, морозостойкости, тепловому расширению, но и сочетались друг с другом по этим показателям. Сочетаемость определяется только расчетом системы в целом. Так, необходимо, чтобы в многослойной конструкции каждый последующий слой (изнутри наружу) пропускал пар лучше, чем предыдущий. Ведь если на пути у пара окажется препятствие, то неизбежна его конденсация в толще ограждающей конструкции. Недооценка этого обстоятельства приводит к совместному использованию, к примеру, минераловатного утеплителя с отличной паропроницаемостью и полимерной декоративной штукатурки (тонкой, но плохо пропускающей пар). В итоге – отслаивание финишного слоя. Если же стена сложена из пеноблоков, затем – волокнистый утеплитель, сверху – облицовочный кирпич, то происходит вот что: паропроницаемость пеноблоков довольно высокая, у утеплителя она еще выше, а паропроницаемость облицовочных кирпичей гораздо меньше. В результате происходит конденсация пара – чаще всего на внутренней поверхности стены из лицевого кирпича (поскольку зимой она находится в зоне отрицательных температур), что влечет за собой негативные последствия. Накапливается влага в нижней части кладки, вызывая со временем разрушение кирпича нижних рядов. Утеплитель будет намокать по всей толщине, и, как следствие, сократится срок службы материала и существенно снизятся его теплозащитные свойства. Ограждающая конструкция станет промерзать, что приведет к неэффективности утепления, деформации отделки помещения, постепенному смещению зоны выпадения конденсата в толщу несущей стены, что может вызвать ее преждевременное разрушение. Во избежание подобных ситуаций специалисты не советуют применять дешевые, но незнакомые или не рекомендованные производителем материалы, так как это обычно пагубно сказывается на качестве и сроке службы конструкции.

Если несущая стена деревянная, то между ней и утеплителем нельзя прокладывать пароизолирующую пленку, иначе на поверхности дерева выпадает конденсат и, как следствие, появятся плесень и гниль. Утеплитель должен всюду плотно прилегать к древесине. Ни в коем случае нельзя допустить образования воздушных карманов. Для рубленой стены в пазы следует заложить полосы утеплителя. А изнутри дома стену стоит пароизолировать, чтобы влага в виде пара не просачивалась из теплого помещения внутрь конструкции стены.

В той или иной степени проблема паропереноса актуальна для слоистой кладки с утеплителем любого типа. Во избежание увлажнения теплоизоляции рекомендуется создать воздушную прослойку между утеплителем и наружной стеной, а также оставить в нижней и верхней частях кладки ряд отверстий размером около 1 см (не заполненный раствором шов), чтобы добиться притока и вытяжки воздуха для удаления пара из утеплителя.

Общая схема утепления такова. Несущая стена, например из силикатного кирпича, и наружный слой из облицовочного кирпича соединяются между собой с помощью закладных деталей из металлического или стеклопластикового прутка ∅ 4,5–6 мм. Эти связи также выполняют функцию крепежа плит утеплителя. Их устанавливают в процессе кладки в несущую стену на глубину 6–8 см с шагом 60 см по горизонтали и 50 см по вертикали из расчета в среднем 4 штыря на 1 м². Предпочтительнее использовать связи из стекло– или базальтопластика, так как стальные связи – это мостики холода. На них неизбежно будет образовываться конденсат, и с течением времени прутки заржавеют. Связи обязательно должны иметь слезник для отвода воды.

После закрепления прутков в несущей стене на них устанавливают теплоизоляционные плиты. Плиты устанавливают вразбежку, а на углах здания создают зубчатое зацепление плит, чтобы избежать образования мостиков холода (рис. 2.5). Затем на прутки крепят пластиковые фиксаторы, обеспечивающие равномерный вентилируемый зазор по всей площади утеплителя. Ширина воздушной прослойки – 25–40 мм. На таком расстоянии от утеплителя устраивают самонесущую облицовочную стенку. До высоты 6–7 м от уровня земли она должна опираться на фундамент, затем – на специальный несущий пояс. Для ликвидации мостика холода в зоне несущей балки-пояса в ней предусматриваются специальные отверстия, которые заполняются теплоизоляционным материалом. В шов между кладкой и несущей балкой-поясом устанавливают трубчатую уплотняющую прокладку диаметром 30 мм из вспененного полиэтилена и заделывают мастикой.

Рис. 2.5. Схема укладки утеплителя:

1 – несущая стена; 2 – теплоизоляционные плиты; 3 – Т-образные стыки плит при укладке вразбежку; 4 – зубчатое зацепление плит в углах здания

Для вентиляции прослойки в верхней и нижней части наружного слоя устраивают отверстия общей площадью 150 см² на каждые 20 м² стены. Для этого в кладке каждый третий-четвертый вертикальный шов в соответствующем ряду оставляют пустым, без раствора. При этом нижние отверстия предназначаются не только для вентиляции, но и для отвода воды.

При использовании пенополистироловых плит с рифленой поверхностью их крепят рифлением к стене. Такие плиты прекрасно подходят для теплоизоляции и отвода влаги. Идеальный вариант – если длина плит равна высоте фасада. Короткие плиты монтируют таким образом, чтобы гребни и бороздки на разных плитах совпадали. Бороздки образуют воздушный зазор, позволяющий отводить влагу наружу и поддерживать обшивку в сухом состоянии. Но воздух должен свободно проходить по воздушному зазору, поэтому нужно не забыть смонтировать цокольный профиль с отверстиями, обеспечивающими приток воздуха снизу, и карнизный свес, через который происходит отток воздуха сверху. Применяя пенополистирол с рифленой поверхностью, необходимо защитить конструктивный слой стены ветроизоляционной пленкой, которая позволяет сохранить теплый воздух в стене. Пленку крепят к обшивке стен, а пенополистирол – к стойкам с помощью дюбелей с большой пластиковой головкой.

Теплоизоляция со штукатурным слоем («мокрый» фасад)

Эта система также состоит из трех слоев.

Первый – теплоизоляционный, как правило, из минераловатных плит или пенополистирола.

Второй – армированный (базовый), представляющий собой штукатурно-клеевой состав, усиленный щелочестойкой стекловолоконной сеткой. В этом случае принято называть метод утепления «легким». «Тяжелый» мокрый метод похож на «легкий», но армирующая сетка делается из стали. Она тяжелая, прочная и выполняет несущую функцию (в «легкой» системе эту роль играет утеплитель). «Тяжелая» система утепления заметно нагружает стену, она более трудоемкая и дорогостоящая.

Третий слой – защитно-декоративный, это слой фактурной штукатурки (обычно минеральной, акриловой, силоксановой), поверх которой могут быть нанесены специальные краски. Различают фасады с так называемыми тонким (7–9 мм) и толстым (30–40 мм) штукатурными слоями. Тонкослойный штукатурный фасад наиболее распространен.

Основное достоинство такой системы наружного утепления (особенно легкой) – она, как правило, дешевле, чем слоистая кладка. Сократятся затраты и на возведение фундамента, так как нагрузка на него от слоя утеплителя будет незначительной. Кроме того, такая система увеличивает срок службы ограждающей конструкции, поскольку защищает ее от осадков, ветра, промерзания, температурных колебаний, к тому же не дает водяному пару конденсироваться внутри несущей стены. Последнее возможно только при правильном подборе толщины теплоизоляции и при условии продуманного расчета паропроницаемости всех слоев системы, иначе, напротив, не избежать проблем.

Основанием для монтажа теплоизоляционных плит служат бетон, штукатурка, пенобетон, газосиликат, кирпичная кладка, цементно-волокнистые плиты и др. Основание должно быть сухим, тщательно очищенным от пыли, жира, остатков строительного раствора, высолов, грибков и плесени и ровным (неровности не должны превышать 1 см на 1 м поверхности). Подготовленную поверхность грунтуют для ее укрепления, снижения водопоглощения и улучшения адгезии клеевого состава. Опорой для нижнего ряда теплоизоляционных плит служит цокольный профиль, который крепят к стене дюбелями. С него начинается монтаж утеплителя, поэтому профиль должен быть смонтирован идеально ровно. В местах неплотного примыкания профиля к стене устанавливают соответствующие по толщине подкладочные шайбы.

Плиты утеплителя крепят к основанию с помощью клея и дюбелей. Клей тут играет важную роль, поскольку именно на него ложится нагрузка от собственного веса системы. Полимерцементный или акрилатный клеевой состав наносят с отступом от края плиты сплошной полосой шириной около 5–6 см и пятью-шестью точками ∅ 8–10 см равномерно по поверхности утеплителя. Для нанесения используется нержавеющий шпатель с зубчатой поверхностью (высота зуба 10–12 мм). Для выравнивания неровностей основания более 20 мм применяются специальные подкладки.

Первый ряд плит монтируется с опиранием на цокольный профиль. Плиты сразу же после нанесения клея прикладываются к поверхности фасада и выравниваются ударами длинной терки. Излишки клея после приклеивания утеплителя должны быть удалены. Плиты наклеивают вплотную друг к другу без щелей, обеспечивая перевязку стыков (по типу кирпичной кладки), в том числе на внешних и внутренних углах здания. В случае обнаружения неровностей их следует отшлифовать наждаком. Если в стыках между плитами есть неплотности, они устраняются заполнением отрезком плиты. Для достижения ровных граней на наружных углах утеплитель монтируется с перехлестом, превышающим толщину плиты на 2–3 см. Излишки плит срезаются ножом после высыхания клея. Поверхность среза зашлифовывается.

Не ранее чем через 48 часов после высыхания клеевого состава плиты крепят к основанию специальными дюбелями. Это дополнительный крепеж, чтобы утеплитель лучше выдерживал ветровую нагрузку. Дюбели можно не использовать только тогда, когда основа новая или находится в хорошем состоянии, в противном случае дополнительного крепления не избежать. Применение дюбелей также необходимо, если высота утепляемой стены превышает 8 м. В любом случае они достаточно дешевы и значительно повышают прочность системы. Тип дюбеля и его длину выбирают в зависимости от толщины и вида теплоизоляционного материала согласно рекомендациям производителя. Обычно используют тарельчатые дюбели, их количество – 4–5 шт./м². В угловой зоне утеплитель крепят бо́льшим количеством дюбелей, чем на остальных участках стены, – до 7 шт./м². Дюбели не должны быть утоплены в слой теплоизоляции слишком глубоко. В противном случае места их размещения будут видны на штукатурке во время резких изменений температуры и влажности.

Поскольку наружные углы стен, особенно на уровне первого этажа, подвержены повышенному риску повреждений, углы укрепляют дополнительным слоем армирующей сетки, бронированной сеткой или сеткой в комбинации со специальными угловыми профилями (рис. 2.6). Укладка армирующей сетки без углового профиля ведется с нахлестом минимум 40 см, то есть по 20 см двойного слоя сетки с каждой стороны наружного угла (стандартный нахлест на фасаде составляет 10 см). Кроме того, для крепления утеплителя в прилегающей к угловому профилю зоне необходимо использовать большее количество дюбелей.

Рис. 2.6. Отделка наружных углов стен:

а – с применением только армирующей сетки; б – с применением армирующей сетки и углового профиля; 1 – дюбели; 2 – полотна армирующей сетки с нахлестом; 3 – клей для крепления утеплителя; 4 – утеплитель; 5 – угловой профиль; 6 – раствор для выполнения армирующего слоя; 7 – армирующая сетка; 8 – штукатурка

В местах оконных и дверных проемов плиты приклеиваются к поверхности фасада; предварительно их подгоняют по размеру, обрезая лишнее. При этом стык плит не должен совпадать с линией откоса. В случае примыкания торца утеплителя к существующим неутепляемым конструкциям, таким как соседние здания, балконные плиты, ригели, кронштейны крепления осветительных приборов, камер видеонаблюдения и т. п., их стык с плитой осуществляется через уплотнительную саморасширяющуюся ленту. Лента приклеивается одной стороной к примыкающей конструкции таким образом, чтобы она располагалась близко к наружной поверхности утеплителя, но не выходила за нее. В зоне примыкания утеплителя к оконным проемам устанавливают специальный оконный профиль, играющий роль деформационного шва между оконным блоком и системой утепления и препятствующий образованию трещин по периметру оконных проемов.

Окна и двери обычно устанавливают у наружного края несущей стены, на границе теплоизоляционного слоя. Если проектом предусмотрена железобетонная перемычка, то по всей ее длине возникает линейный мостик холода. В результате на стене со стороны помещения могут появиться роса, темные пятна или даже грибок. Чтобы ограничить утечки тепла через перемычку, теплоизоляция не должна обрываться над перемычкой окна или двери. Достаточно сделать слой теплоизоляции на 2–3 см длиннее, чтобы она заходила на край коробки, образуя так называемую четверть, которая предотвратит утечку тепла. То же самое относится и к откосам – достаточно надвинуть плиту утеплителя на раму и тем самым создать четверть шириной в несколько сантиметров.

Для достижения трещиностойкости системы в районе вершин углов оконных и дверных проемов производится предварительное армирование косынками из стеклотканевой сетки размером 300 × 200 мм под углом 45°. Для этого на поверхность смонтированных плит площадью чуть большей, чем площадь косынки, наносится клеевой состав слоем около 2 мм, в который легким движением гладкой стороны шпателя утапливается сетка. Аналогичным способом укрепляются и все наружные углы, где армирование производится специальным угловым профилем из ПВХ с сеткой.

Чтобы температурные деформации и напряжения на больших участках стен не приводили к образованию трещин и разломов, в конструкциях стен устраивают деформационные швы. Необходимы они и в системах наружного утепления. Их предусматривают при сопряжении элементов из различных материалов и на месте существующих деформационных швов в стенах. Для их устройства можно использовать специальные U-образные элементы или цокольные профили, прикрепленные к стене вертикально.

Основанием для окончательной отделки поверхности декоративными материалами служит слой, состоящий из клеевого штукатурного состава, армированного сеткой с перехлестом полотнищ на ширину 10 см. Это обеспечивает необходимые механические характеристики системы. На плиты утеплителя наносится базовый слой штукатурки толщиной около 4–5 мм, а затем в него утапливается сетка, ни в коем случае не допускается образование складок. Поверх выполненного слоя наносят еще один выравнивающий штукатурный слой 1–2 мм методом «мокрое по мокрому». При этом необходимо следить, чтобы шляпки дюбелей были скрыты, а армированный слой штукатурки хорошо схватился с тарельчатой головкой дюбеля. Если армирующий слой слишком тонкий, в местах соединения теплоизоляционных плит на штукатурке могут появляться трещины. Появление трещин может быть связано и с тем, что армирующая сетка была уложена без нахлеста или неравномерно утоплена в раствор.

Перед окончательной декоративной отделкой на поверхность армированного слоя наносят специальные грунтовки. После высыхания грунтовочного слоя поверхность готова к нанесению финишного штукатурного слоя.

Изоляция стен каркасной конструкции

Это как раз тот случай, когда утеплитель помещается внутрь изолируемой конструкции. Обычно внешние стены представляют собой силовой каркас из сухого строганого бруса, заполненный утеплителем, толщину которого выбирают в зависимости от климата в конкретном регионе и назначения используемой постройки. Причем сечение стоек каркаса определяется не только расчетами по нагрузке, но и толщиной применяемой теплоизоляции. Чтобы утеплитель оставался всегда сухим, с внешней стороны его защищают от атмосферной влаги и ветра пленкой, не препятствующей выходу остаточного водяного пара, содержащегося в порах утеплителя. Чтобы в утеплитель не попал водяной пар, образующийся в помещении, изнутри его закрывают пароизоляционной пленкой или пергамином.

Внутренние перегородки изготавливаются из бруса меньшего сечения, заполняются утеплителем и с двух сторон закрываются пароизоляционной пленкой. Снаружи стены отделываются фасадной штукатуркой, облицовочным кирпичом, обшиваются влагостойкими OSB-плитами толщиной 10 мм, сайдингом или блокхаусом, а изнутри – вагонкой или гипсокартоном. Чтобы защитить стены от влаги, обшивку выполняют с перекрываемыми вертикальными и горизонтальными стыками и с устройством необходимых сливов с выступающих элементов стен.

При установке плиту разрезают так, чтобы ширина теплоизоляции была на 10–20 мм больше расстояния между стойками каркаса и ее надо было вставлять с небольшим усилием. Тогда материал целиком заполнит изолируемое пространство и будет надежно зафиксирован в конструкции. При необходимости утеплитель крепят к каркасу гвоздями. Иногда на матах есть специальные уши, с помощью которых теплоизоляцию крепят к каркасу. При укладке плит в два слоя швы между плитами первого слоя должны перекрываться плитами второго слоя.

Другие минеральные утеплители (топливные и металлургические шлаки, керамзит, трепел), которыми раньше засыпали полости в стенах, значительно уступают минеральной вате по сопротивлению теплопередаче, и их применение в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже –25 °C нецелесообразно. Кроме того, сыпучие материалы в процессе эксплуатации могут давать осадку и образовывать пустоты, а стены приходится делать из двух слоев досок для образования полости под засыпку. Впрочем, и им можно найти применение в том случае, когда нужно быстро утеплить каркасный или сборный дом, не переделывая саму ограждающую конструкцию. Поскольку легкие стены таких домов из-за небольшой массы не обладают высокой теплоаккумулирующей способностью, их можно утеплить изнутри следующим способом. Перед стеной устраивают фальшстену из гипсовых строительных плит толщиной 80 мм и заполняют сыпучими материалами промежуток между стеной и гипсовой оболочкой.

Что же касается пенопластов, то они горючи, легко повреждаются грызунами и нередко имеют относительно высокую для человека токсичность. Так что пенопласт лучше использовать для наружного утепления кирпичных или бетонных стен.