ОСОБЕННОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ИНВЕРСИОННЫХ КРОВЕЛЬ ЭКСТРУДИРОВАННЫМ ПЕНОПОЛИСТИРОЛОМ

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛ STYROFOAM

УТЕПЛЕНИЕ ПЛОСКОЙ КРОВЛИ

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ПЛОСКОЙ КРОВЛИ

ДРЕНАЖНЫЕ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ПЛОСКИХ КРОВЕЛЬ

Конструкция инверсионной (или перевернутой) кровли была разработана в начале 50-х гг. в США компанией Dow и в течение 60 лет применения в строительной индустрии всего мира убедительно доказала свою надежность и актуальность.

В данной статье рассматриваются технологии применения теплоизоляции инверсионных плоских кровель. Прежде всего, речь идет об использовании утеплителей на основе экструдированного пенополистирола торговой марки STYROFOAM™.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА ИНВЕРСИОННЫХ КРОВЕЛЬ

Эксплуатационные характеристики и срок службы плоских кровель зависят от ряда факторов, в том числе расположения слоев гидроизоляции и теплоизоляции. Какова структура стандартной утепленной конструкции кровли? В ней теплоизоляция располагается сразу под гидроизоляционным слоем и поверх плит покрытия. При этом гидроизоляционный слой, термически изолированный от остальных частей кровли, подвергается воздействию значительного перепада температур. Вследствие этого, повышается риск преждевременного выхода кровли из строя. Более того, для исключения конденсации и вспучивания элементов гидроизоляции, необходимо установить слой пароизоляции между строительным перекрытием и теплоизоляцией. Успешно устранить данные проблемы как раз позволяет уникальная концепция инверсионной кровли: за счет размещения теплоизоляции поверх гидроизоляционной мембраны удается поддерживать ее температуру на постоянном уровне, который близок к температуре внутри здания. Этот прием предохраняет кровлю от разрушения, значительно продлевая срок ее службы.

Классическая плоская кровля	Инверсионная плоская кровля

Теплоизоляция в инверсионной кровле позволяет предохранить гидроизоляционную мембрану от ряда факторов:

• резкого перепада температур: сравнение различных кровельных систем показало, насколько незначительное воздействие оказывают температурные скачки на гидроизоляцию в инверсионных кровлях (рис. 1);

• разрушения в результате влияния атмосферных осадков;

• негативного влияния ультрафиолетового излучения;

• механических деформаций во время строительных работ, эксплуатации и технического обслуживания;

• повреждений в результате вспучивания мембраны, которая действует как паронепроницаемый слой, а поскольку ее температура сохраняется на уровне выше точки росы из-за расположения с теплой стороны слоя теплоизоляции, то важно заранее устранить риск конденсации.

Концепция инверсионной кровли обладает рядом дополнительных преимуществ. Во-первых, значительно снижена зависимость данной конструкции от погодных условий: после укладки гидроизоляционной мембраны, плиты экструдированного пенополистирола и последующие слои также могут монтироваться при плохих погодных условиях, что позволяет не снижать темпы строительства. Во-вторых, теплоизоляционные плиты позволяют повысить механическую защиту мембраны, это особенно важно, если плоские кровли выполняют дополнительную функцию (терраса, автостоянка, территория для сада). Причем, защитные свойства мембраны проявляются и в период строительства, и после ввода кровли в эксплуатацию. В связи с тем, что теплоизоляционные плиты обычно укладываются свободно, без фиксации, их легко перемещать и заменять, либо использовать заново, если возникнет необходимость использовать кровлю для другой цели или в случае реконструкции здания.   

ПЕНОПОЛИСТИРОЛ ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ – ГАРАНТИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО СРОКА СЛУЖБЫ ИНВЕРСИОННОЙ КРОВЛИ.

Как метод устройства плоских кровель, концепция инверсионной кровли давно признана в мировой строительной индустрии. Каковы свойства данной системы при эксплуатации, насколько длителен срок ее службы, неоднократно проверяли независимые организации и строительные эксперты.

Далее цитируется оценка, приведенная в отчете инженером немецкой строительной компании BDB Heinz Gutze: «Инверсионные кровли подтверждают свою работоспособность в течение длительного времени. Срок их службы более длителен, а риск повреждений меньше, чем у стандартных плоских кровель. Защита гидроизоляционной мембраны весьма эффективна. При условии грамотного монтажа не ожидается снижения или изменения тепловых характеристик материалов с течением времени».

В отчете Строительного института Берна 1977 г. по итогам обследования 17–25-летних инверсионных кровель отмечается следующее: «С системно-аналитической точки зрения ожидаемый срок службы грамотно спроектированных и правильно построенных инверсионных плоских кровель с использованием плит эктрудированного пенополистирола STYROFOAM 300 A составляет 45–50 лет. Учитывая характерный для плит STYROFOAM срок службы при их применении в инверсионных кровлях их долговечность может быть оценена более чем в 50 лет».

Таким образом, эксплуатационные свойства теплоизоляционного слоя в инверсионных кровлях с балластом можно выявить на основе проверенных результатов и подтвердить в долгосрочном плане.

ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНВЕРСИОННЫХ КРОВЕЛЬ

При устройстве инверсионной кровли теплоизоляция монтируется поверх гидроизоляционного слоя и засыпается необходимым слоем балласта, что препятствует всплыванию материала и поднятию его ветром. Кроме того, при этом обеспечивается защита от разного рода повреждений. В зависимости от технологии строительства здания, конструкции инверсионных кровель могут быть тяжеловесными и легковесными. Когда горизонтальная несущая конструкция представляет собой железобетонную плиту, то ее необходимо запроектировать таким образом, чтобы она выдерживала нагрузки от балластного слоя гравия (5–8 см), а также покрытий террас, кровли с садом, либо автостоянок, при соответствующей необходимости.

Стандартная конструкция инверсионной кровли с балластом включает в себя следующие слои: бетонное покрытие с уклоном; мембрана для гидроизоляции; слой теплоизоляции пенополистирола экструдированного марки STYROFOAM 300 A, свободно уложенный со смещением, подобно кирпичной кладке; в качестве разделительного слоя - диффузионный полимерный геотекстильный материал; балластный слой гравия (толщина не менее 5 см).

МЕХАНИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИНВЕРСИОННОЙ КРОВЛИ

В инверсионных кровельных конструкциях заметно снижен риск конденсации, поскольку температура кровельной конструкции и гидроизоляционного слоя остаются постоянно на уровне выше точки росы. Так как гидроизоляционная мембрана расположена с теплой стороны теплоизоляционного слоя, она дополнительно исполняет роль паронепроницаемого слоя. Если предполагается, что в здании будет повышен уровень влажности (это касается прежде плавательных бассейнов, тренажерных залов, кухонь торговых заведений, прачечных и т.п.), то для более точной оценки риска конденсации необходим отдельный расчет.

Кровли с высокой теплоемкостью - например, бетонные перекрытия весом не менее 150–200 кг/м2, охлаждаются достаточно медленно, поскольку сток дождевой воды организован под теплоизоляционным слоем. Однако, если наступает длительный период холодных дождей, кровли с тонким металлическим перекрытием могут подвергаться охлаждению. Это может привести к образованию конденсата с нижней стороны перекрытия. Но данной проблемы можно избежать, если сделать перекрытие с минимальным значением R, равным 0,15 м2 С/Вт (например, 20 мм фанеры). Если речь идет о строительстве кровель с садом, мощеных террас и автостоянок, рекомендовано использовать диффузионный слой (например, слой гравия, щебня толщиной 3–5 см) между теплоизоляцией и грунтом, а также плитами дорожного покрытия или покрытием из бетонной плиты. Этот прием позволит предотвратить образование водяной пленки на верхней поверхности теплоизоляционных плит, действующих в данном случае как паронепроницаемый слой. Под плитами экструдированного пенополистирола в инверсионных кровлях часть дождевой воды будет свободно стекать, отводя тепло от перекрытия. С учетом отечественных климатических условий и среднего количества дождей во время отопительного сезона, такими регулярными потерями тепла можно пренебречь. Другой путь – возможность компенсировать потери тепла за счет увеличения толщины утеплителя, к примеру, на 10 мм. Это особенно актуально для инверсионных кровель с открытыми покрытиями: гравийный балласт или плиты дорожного покрытия на опорах. Но такой метод нельзя применять для кровель, на которых поток дождевой воды стекает по поверхности и/или не касается мембраны гидроизоляции (террасы, кровли с садом, автостоянки).

 ИНВЕРСИОННАЯ КРОВЛЯ: ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ И ДРЕНАЖ 

Качественный дренаж очень важен для гарантии долгого срока службы плоской кровли. Минимальный уклон зависит прежде всего от типа гидроизоляционной мембраны. Его нужно устроить в соответствии с требованиями местных нормативных документов по сооружению кровли.

Проектировать дренаж с кровли необходимо таким образом, чтобы исключить длительное пребывание под водой изоляционных плит STYROFOAM 300 A. Короткие периоды нахождения плит под водой, допустим, при сильных дождях, не опасны для экструдированного пенополистирола. При этом важно уточнить, что нулевой уклон для инверсионных кровель не рекомендован специалистами, уклон должен быть не менее 1,5–2%. При этом, инверсионная кровля считается аналогом плоской кровли при уклоне до 5%. В нормативных документах по обустройству кровель есть все необходимые указания по пропускной способности, расположению стоков для отвода дождевой воды и по параметрам выпускных отверстий.

В современном строительстве, концепцию инверсионной кровли можно применять с использованием различных гидроизоляционных материалов . Это прежде всего битумный кровельный материал со стеклянным ворсом, модифицированный полимерами; однослойные полимерные (ПВХ, ТПО) мембраны и мембраны, созданные из каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) с заполнителем из стеклоткани или полиэфира, а также асфальтовая мастика.

Горизонтальное обратное течение воды между бетонной плитой и гидроизоляционной мембраной практически полностью исключено, если мембрана изготовлена из двух слоев полимерно-битумной пленки, уложенной по всей поверхности кровли. При этом важно уточнить, что редкие протечки можно легко обнаружить и оперативно устранить с небольшими затратами. Это особенно актуально в случаях, когда пространство кровли применяется для конкретной цели, например, для устройства террас, автостоянок или кровли с садом. Кроме того, на период строительства жесткий первичный слой гидроизоляции берет на себя функцию временной защиты от воды. Данные преимущества инверсионных кровель можно отнести также и к другим гидроизоляционным материалам.

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СЛОИ ИНВЕРСИОННОЙ КРОВЛИ

Есть ряд рекомендаций по применению разделительных слоев. Во-первых, между бетонным перекрытием и гидроизоляционным слоем нужно использовать однослойные полимерные мембраны. Например, применение экструдированного пенополиэтилена толщиной 3 или 5 мм позволяет свести к минимуму риск повреждения мембраны жесткой поверхностью бетонного перекрытия. Во-вторых, между гидроизоляционным слоем и теплоизоляцией используют рубероид: при этом разделительный слой обычно не требуется. При использовании однослойных полимерных мембран обычно рекомендуется свободно уложенное стекло- или полиэфирное полотно с густым ворсом, что позволяет предотвратить миграцию растворителя между мягкой мембраной из ПВХ и экструдированным пенополистиролом. При этом нужно проконсультироваться с поставщиком мембраны. Для применения асфальтовой мастики необходимо свободно уложенное нетканое стекло- или полиэфирное полотно с густым ворсом. Также между теплоизоляцией и балластом применяют один слой свободно уложенного, диффузионного нетканого полипропиленового геотекстильного материала (Roofmate™ R) , который имеет плотность примерно 110–140 г/м2 с перехлестом не менее 200 мм. Данный материал выполняет ряд функций: защищает от смывания мелких частиц под теплоизоляцию, поскольку они могут повредить гидроизоляционную мембрану, а также обеспечивает определенную высоту балластного слоя, который необходим, чтобы предотвратить его поднятие ветром и всплывание.

Важно уточнить, что не рекомендуется непосредственно на теплоизоляционные плиты экструдированного пенополистирола укладывать паронепроницаемые слои (к примеру, полиэтиленовую пленку) или кровельное покрытие.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСТРУДИРОВАННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА STYROFOAM 300 A, STYROFOAM 500 В КОНСТРУКЦИИ ИНВЕРСИОННОЙ КРОВЛИ 

Подчеркнем важный момент: в инверсионных кровлях теплоизоляция постоянно подвергается действию атмосферных явлений при смене погоды, а также механическому воздействию. Соответственно, к изоляционному материалу предъявляются определенные требования. Утеплитель, предназначенный для инверсионных кровель, должен препятствовать поглощению воды, быть стойким к перепадам температур, выдерживать постоянные нагрузки от движения по поверхности кровли (особенно если это автостоянка), а также длительное время предохранять слой гидроизоляции.

Плиты STYROFOAM 300 A и STYROFOAM 500 A, изготовленные из пенополистирола экструдированного STYROFOAM ™, полностью соответствуют всем требованиям, которые предъявляются к эффективной теплоизоляции в инверсионных кровлях. Утепление экструдированным пенополистиролом намного продлевает срок эксплуатации инверсионной кровли. Такие плиты надежны в силу своих свойств: 

- закрытая гомогенная структура ячеек; 

- стойкость к сильным перепадам температур; 

- высокая степень теплоизоляции; 

- высокая прочность при сжатии; 

- не подвержены гниению. 

Данные свойства присущи всей продуктовой линейке теплоизоляции на основе экструдированного пенополистирола марки STYROFOAM.

ИСПОЛНЕНИЕ ПАРАПЕТОВ В КОНСТРУКЦИЯХ ИНВЕРСИОННЫХ КРОВЕЛЬ.

Вполне реально последовательно реализовать концепцию инверсионной кровли, если применять для парапетов и вертикальных деталей специально разработанные теплоизоляционные плиты ROOFMATE+, которые состоят из теплоизоляционного материала STYROFOAM, а также защитного 10 мм слоя модифицированного строительного раствора на лицевой поверхности или STYROFOAM IB 250 A, который покрывается штукатуркой.

Таким образом можно защитить и вертикальную часть гидроизоляционной мембраны. К парапету теплоизоляционные плиты крепятся полиуретановым клеевым составом INSTA-STIK™ и/или с помощью определенных крепежных элементов. Плиты ROOFMATE+ можно использовать не только для утепления парапетов, но и для строительства эксплуатируемой кровли, которая применяется в качестве пешеходной зоны, спортивной площадки, летнего кафе или зоны отдыха.