Как выбрать утеплитель для каркасного дома

Что нужно знать

Материал утепления стоит выбрать ещё до начала строительства. Ошибки выбора, как и экономия, могут очень дорого обойтись. Для каркасного дома это, по сути, единственный барьер от холода.

Стоит отметить, что более половины таких домов в нашей стране утепляют минеральной ватой либо другими материалами на её основе. Поэтому в нашем обзоре будем рассматривать в основном такие утеплители.

Минеральная вата, в первую очередь, — материал удобный, её легко транспортировать, удобно подавать на строительный объект и складировать, не говоря уже о монтаже. Она гнётся и режется любым ножом. Кроме того это достаточно экологичный, лёгкий и устойчивый к гниению и вредителям материал.

Требования к теплоизоляционному материалу

Каркасы домов, возведенных по «канадской» технологии, собираются из плит OSB или дерева. Чтобы утеплитель не стал причиной порчи конструкций, он должен обладать достаточной паропроницаемостью – не менее 0,32 Мг.

Этому требованию в абсолютной мере соответствуют волокнистые теплоизоляторы – минераловатные материалы. Популярные синтетические утеплители, такие как пенопласт и аналоги на полимерной основе, нельзя применять в деревянных конструкциях по двум причинам:

1. Во-первых, из-за отсутствия упругости теплоизолятор не сможет подстроиться под временные деформации древесины (усушка, увеличение объема). Как результат – образование трещин и мостиков холода.
2. Во-вторых, пенопласт и его аналоги не дают «дышать» дереву. Это приводит к накоплению влаги, появлению плесени и гниению конструктивных элементов.

Выбирая, чем утеплить каркасный дом, помимо паропроницаемости, следует учесть и дополнительные свойства теплоизолятора. Приветствуется такие показатели:

• пожаробезопасность;
• экологичность;
• низкая теплопроводность;
• стойкость к усадке;
• минимальное водопоглощение.

Из чего состоят стены в каркасном доме

Перед тем, как перейти непосредственно к обсуждению утеплителя и необходимой для обеспечения теплозащиты толщины, следует разобраться, из чего состоит стена в строении каркасной конструкции. Фактически, это многослойная панель, образованная:

• Несущим каркасом;
• Утеплителем (плитным или рулонным);
• Отделочными слоями (внутренними и наружными);
• Гидроизоляцией.

Каждая из перечисленных составляющих очень важна, просто так от них отказываться нельзя. Возможно только заменить один из материалов на другой, со схожими характеристиками, из тех, которые порекомендуют проектанты и строители, полагаясь на свой опыт и знания.

Каркас и выбор образующих его несущих элементов непосредственно связан с утеплителем: плиты будут монтироваться в окна, образованные стойками, поэтому толщина бруса должна быть как минимум на уровне с толщиной пакета. Такое решение оправдано многолетней практикой, позволяет создавать многослойные конструкции с высокой энергоэффективностью, от стен каркасных домов до сэндвич панелей из металлических листов.

Второй важный параметр, который необходимо учесть при проектировании дома, определяя, какова необходимая толщина базальтового утеплителя каркасного дома – шаг стоек. Его обычно привязывают к ширине ОСБ плиты обшивки или гипсокартонного листа, а также ширине плитного утеплителя. Ориентировочно шаг принимается равным 600 мм, чтобы не пришлось подрезать готовые утеплительные пакеты и обеспечить их плотную стыковку с деревянными брусьями, ликвидировав зазоры и щели. При использовании плитного вспененного полистирола (пенопласта) расстояние между опорами придется подгонять под его размеры. Но такой материал, при всех его преимуществах (дешевизне, низкой теплопроводности), чрезвычайно горюч.

Часто в качестве внутренней и наружной обшивки применяют ОСБ плиты – специально обработанный древесностружечный материал с хорошей влагостойкостью и плотностью. В этом случае между утеплителем и обшивкой необходимо проложить слой пароизоляции, которая будет препятствовать образованию конденсата и разрушению конструкций стены. Фасады домов, в зависимости от предпочтений владельцев и их вкусов, покрывают вагонкой (пластиковой или деревянной), камнем, искусственной плиткой – выбрать есть из чего.

Утепление стен листовым пенополистиролом

Этот материал часто применяется для заполнения каркаса. К его привлекательным сторонам относятся высочайшие теплотехнические характеристики, дешевизна, простота и удобство монтажа. Пенополистирол не теряет свои свойства с течением времени под влиянием внешних факторов. Сомнения вызывает поведение в присутствии открытого пламени и подверженность воздействию грызунов.

К недостаткам следует отнести и практически нулевую паропроницаемость, что может приводить к повышению влажности в помещении со слабой или неправильно организованной циркуляцией воздуха.

Пример утепления каркасной стены пенопластом.

Монтаж плит в зазор стоек каркаса создаёт проблемы, увеличивая трудозатраты и число технологических операций. Большую роль играет точное соответствие расстояния между их поверхностями и шириной листа утеплителя. Такой вариант стоит применять только в случае, если он был запланирован, и сборка каркаса велась, выдерживая необходимые параметры.

Тем не менее, возникают сквозные стыки значительной протяжённости по периметру листа. Для их заполнения рекомендуется использовать клей с добавлением гранул полистирола или монтажную пену. Стабильность геометрических свойств материала, нулевая усадка в процессе эксплуатации, позволяет обеспечить надёжное и сплошное покрытие при ответственном отношении к делу. Очевидно, что даже незначительные изъяны, радикально снизят тепловую эффективность стены.

Важную роль играет жёсткость и стабильность каркаса здания, находящегося под воздействием ветровых нагрузок в процессе эксплуатации. Даже незначительные подвижки конструкции могут вызвать разрушение материала на стыках теплоизолятора с древесиной и образование “мостиков холода”.

Если для небольших одноэтажных домов, особенно периодического посещения эта проблема может оказаться несущественной, то здания в два этажа и выше, обладающие недостаточно жёстким каркасом, могут утратить свои свойства в значительной степени.

Сравнительная характеристика пенополистирола и минеральной ваты.

Несмотря на популярность утепления жёсткими листами полистирола, следует с осторожностью относить к этой технологии, так как она зависима от субъективных и трудно контролируемых обстоятельств. Не отвергая полностью, можно отвести ей место в обустройстве дачных и летних домиков, желательно одноэтажных, с малым числом сложных узлов и небольшой парусностью

Для утепления каркасного дома круглогодичной эксплуатации она выглядит слишком рискованной. Эти выводы можно распространить на все жёсткие теплоизолирующие материалы, монтируемые в каркас в процессе строительства.

Свойства материалов для утепления стен каркасных зданий

Утеплитель для каркасного дома должен отвечать нескольким основным требованиям:

• быть максимально эффективным;
• не выделять в окружающее пространство никаких веществ;
• сохранять свои первоначальные свойства в течение всего периода эксплуатации.

Материалы оцениваются и по иным критериям, например, удобству монтажа или отсутствию привлекательности для грызунов и насекомых. На сегодняшний день образовалась группа лидеров, максимально отвечающих всем запросам это:

• каменная или базальтовая вата;
• плиты из пенополистирола.

А также аутсайдеров, по различным причинам не завоевавшие широкой популярности, но присутствующие в некоторых сегментах рынка. К ним относятся:

• утепление напыляемой или плитной эковатой;
• напыляемый пенополиуретан;
• экологически безупречные смеси на основе органических заполнителей;
• экзотические способы, связанные с новейшими или малодоступными материалами.

Варианты с напылением утеплителя на стены здания, несмотря на кажущуюся привлекательность, вызывают слишком много технологических сложностей, ограничивающих их применение. Плиты из эковаты, обладая хорошими начальными характеристиками, в процессе эксплуатации частично теряют их, что совершенно неприемлемо при утеплении каркасного дома.

Попытки восстановить на новом этапе применение устаревших, но экологичных составов, применяя в качестве утеплителя опилки и солому в смеси с минеральными веществами, не находят распространения ввиду их крайне низкой технологичности и высокой трудоёмкости.

Технические показатели различных теплоизоляционных материалов.

Поэтому в реальности, вопрос выбора ограничивается всего двумя широко применяемыми типами материалов, относящихся к группе лидеров среди утеплителей для каркасных домов.

Наружное утепление щитовых зданий

Утепление щитового загородного дома, предназначенного для зимнего проживания, осуществляется в следующем порядке:

1. Снаружи здания со стеновых поверхностей убирают все посторонние предметы: козырьки, карнизы, отливы, крепежные кронштейны навесного и осветительного оборудования;
2. Удаляют старый облицовочный материал: обшивку, лакокрасочные покрытия и т.д.;
3. Учитывая ширину теплоизоляционных матов, на поверхности стены делают разметку для обустройства обрешетки;
4. Все элементы конструкции, выполненные из древесины, обрабатывают антисептическими составами;
5. Монтируют обрешетку из деревянных брусков сечением равным толщине утеплительного материала;
6. Прокладывают между брусками обрешетки теплоизоляцию;
7. Укладывают гидроизоляционный слой по всей площади стеновой поверхности, фиксируя к обрешетке;
8. Обустраивают контробрешетку, которая одновременно будет обеспечивать вентиляционный зазор между изоляцией и финишной отделкой;
9. Выполняют фасадную отделку с помощью блок-хауса, сайдинга и прочими материалами, которые можно использовать для обустройства вентилируемого фасада.

До выполнения внешней теплоизоляции обязательно необходимо установить в здании «зимний» вариант окон. Утепление щитового дома также предусматривает теплоизоляцию входной группы – обустройство небольшого тамбура и монтаж дополнительной входной двери.

Утепление пенополиуретаном

Пенополиуретан – один из дорогих утеплителей, который является разновидностью поролона. Отличается методом нанесения и жёсткостью. ППУ напыляют на утепляемые поверхности из специального пульверизатора. При этом процесс нанесения настолько токсичен, что рабочий надевает специальные средства защиты – одежду, перчатки, очки, респиратор. В чём ноу-хау этого метода?

Нанесение пенополиурнтана на стены.

Традиционный пепополистирол (пенопласт) представляет собой жёсткие плиты. При их установке между стойками каркаса или при их накладывании на кирпичную кладку образуются небольшие щели. Они являются мостиками холода. Для того чтобы предупредить утечки тепла через щелевые «мостики», их задувают специальной монтажной пеной, без эффекта расширения.

Пенополиуретан наносят на утепляемую поверхность в жидком виде. Его напыляют на стены изнутри каркасного дома, формируя ровную поверхность внутренней стены под последующую отделку. Таким образом, он:

1. Качественно изолирует все стыки и щели.
2. Выравнивает неровную внутреннюю поверхность стены.

Утепляем чердак пенополиуретаном.

Кроме того, полиуретаны имеют следующие преимущества перед полистиролами:

• У них меньшая теплопроводность 0,023 – 0,043 Вт/(м*К) и лучшая теплоизоляция, которая в 1,5 раза лучше, чем изоляционные свойства пенопласта.
• Более высокие температуры эксплуатации, до +110°C.
• Меньшее количество вредных испарений, что делает возможным нанесение изолятора с внутренней стороны стен, применение его в каркасном строительстве.

На заметку
Единственным важным недостатком пенополиуретана является его высокая цена, которая обусловлена необходимостью специального дорогого оборудования и работы профессионала.

Виды теплоизоляционных материалов

Современная промышленность выпускает большое количество разных видов термоизоляции, применяемой для утепления каркасных домов. При этом все они делятся на синтетические и органические утеплители. К органическим материалам относят:

Синтетические материалы — это пенопласт, пенополистирол, минеральная вата.

Характеристики утеплителя из пенопласта

Пенопласт является одним из самых распространенных видов утеплителей каркасных домов. Он дешевый, легкий, легко обрабатывается и монтируется на место. Кроме того, он абсолютно не впитывает влагу, что является весьма важным качеством для любого утеплительного материала.

Однако существуют у этого прекрасного материала и недостатки. Главный недостаток — высокая горючесть, в результате чего при возгорании пенопласта пожар в здании протекает очень быстро и наносит существенный вред как самому строению, так и близлежайшим зданиям. Кроме того пенопласт при нагревании выделяет вредные и ядовитые вещества, которые негативно отражаются на здоровье человека

Листы этого материала очень хрупкие, поэтому обращаться с ними нужно с осторожностью и не использовать в открытых конструкциях

Другим популярным видом теплоизоляции является минеральная вата. Выпускается она в форме плит и производится из базальтового волокна. Существуют виды минеральной ваты из стеклянных волокон, которые имеют длину 10-15 сантиметров и толщину человеческого волоса.

Характеристика минеральной ваты

Утеплители, созданные на основе минеральной ваты, не горючи, просты в монтаже, отлично сохраняют свою форму, упруги и эластичны. Кроме того что они являются отличными теплоизоляторами, они хорошо поглощают и звук.

Из недостатков данного материала можно отметить высокое содержание в нем формальдегидов, весьма вредных для человеческого здоровья. Для того чтобы уменьшить это негативное влияние, плиты из минеральной ваты делают сильно спрессованными. По этой причине при монтаже такого утеплителя в обязательном порядке нужно устанавливать изоляционный слой. Он препятствует проникновению мелких частиц ваты внутрь помещения.

В Канаде, где зародилась технология строительства каркасных домов, вместо пароизоляции используют толстый полиэтилен, при этом стыки и швы листов минеральной ваты тщательно проклеивают клейкой лентой или специальных скотчем.

Так как любая теплоизоляция помещается обычно внутри каркасов жилых домов, при выборе утеплителя стоит помнить о том, что весьма не желательно, чтобы внутрь конструкции проникала влага. Дело в том, что намокший теплоизолятор значительно уменьшает свои теплоизолирующие свойства.

Минеральная вата как раз отличается тем, что очень боится влаги, поэтому кроме изоляции от пара она требует еще и монтажа гидроизоляции. Еще одним неприятным моментом является то, что данный вид утеплителя нуждается в замене каждые 25 лет. Пенопласт может проработать до ста лет без замены.

В последнее время все большую популярность стал приобретать такой теплоизоляционный материал как эковата. Дело в том, что она имеет все положительные качества минеральной ваты при отсутствии вредных веществ в своем составе. Эковата является отличным звукоизолятором, прекрасно держит тепло, не боится пожара и воздействия насекомых.

Однако монтаж эковаты невозможен без прохождения специального курса обучения этому процессу и самостоятельно непрофессионалом выполнен быть не может.

Выбор оптимального утеплителя

Минераловатные теплоизоляторы – наиболее приемлемый вариант утепления каркасного дома. Материалы изготавливают из разного сырья, определяющего базовые характеристики и сферу применения. К общим достоинствам всех типов минваты можно отнести: небольшой вес, пожарную безопасность, стойкость к вредителям и необходимую паропроницаемость.

Основной минус волокнистых изоляторов – гигроскопичность. Для сохранения свойств утеплителя минеральная вата нуждается в качественной паро- и гидроизоляции.

Базальтовая вата – экологичность и огнеупорность

Основным компонентом утеплителя являются горные породы вулканического происхождения: базалит, диарит и базальт. Каменная вата – абсолютно негорючий материал, способный выдерживать температуру в 1000 °С. Теплоизолятор сохраняет физические свойства в течение 40-50 лет.
Главные преимущества минваты на основе базальта:

• низкая теплопроводность – 0,36-0,42 Вт/м*С;
• прочность к механическим воздействиям;
• хорошие шумоизоляционные характеристики;
• стойкость к температурным колебаниям.

В состав утеплителя включены гидрофобные добавки, обеспечивающие быстрый отвод влаги. Базальтовый теплоизолятор производится в плитах, плотность материала – 35-50кг/куб. м.
Недостаток каменной ваты в сравнении с аналогами из стекловолокна – меньшая эластичность и подверженность грызунам.

Стекловата – упругость и влагостойкость

Базовые составляющие теплоизолятора – стеклянный бой и песок. Добавка связующих компонентов позволяет формировать из тончайших стекловолокон рулоны. Ориентировочные размеры матов: толщина – 100 мм, ширина – 1200 мм, длина – 10 м.

Не менее важно рассчитать, какой плотности утеплитель надо применять. Для теплоизоляции каркасных построек этот параметр стекловаты должен составлять не менее 15-20 кг/куб

м.

Особенности стекловаты:

• высокая упругость – материал легко принимает и быстро восстанавливает заданную форму, что очень удобно при монтаже;
• устойчивость к вибрациям;
• неподверженность к образованию плесени и непривлекательность для грызунов.

Как и каменная вата, стекловолокно огнеупорно. Однако в сравнении с предыдущим утеплителем, стекловата проигрывает по нескольким пунктам:

1. Небезопасность материала – монтаж выполняется в респираторе и защитной одежде. Волокна очень хрупки и при резке выделяется много «стеклянной» пыли.
2. Усадка теплоизолятора – со временем повышается риск образования мостиков холода.

Эковата – универсальность применения

Новое слово в сегменте теплоизоляционных материалов – эковата. Материал на 80% состоит из бумаги вторичной переработки. Добавочные компоненты: борная кислота и тетраборат натрия. Второстепенные ингредиенты обеспечивают защиту от воздействия микроорганизмов и снижают уровень горючести.

Отличительные особенности эковаты:

1. Эковата – сыпучий утеплитель, а потому технология ее нанесения кардинально отличается от работы с листовой минватой. Для создания теплоизоляционного слоя требуется спецоборудование – пневматическое надувное устройство.
2. При некачественном утеплении стен каркасного дома существует риск усадки эковаты, что чревато образованием неутепленных зон.
3. Материал не рекомендуется применять вблизи открытых источников огня, каминных труб и дымоходов. Требуется защитная прослойка из базальтовых фольгированных огнеупорных матов или ограждение из асбестоцементных плит.

Основные достоинства эковаты: экологичность, возможность утепления труднодоступных мест и высокие звукоизоляционные качества.

«Теплое дерево» – альтернатива минеральной вате

Эту группу представляют маты и плиты из древесноволокнистых материалов. Технико-эксплуатационные характеристики утеплителя на достаточно высоком уровне:

• хорошая теплоизоляция – теплопроводность сравнима с показателем минваты;
• сохранение структуры даже при намокании – свойства утеплителя не меняются при впитывании влаги в объеме 20% от собственного веса;
• высокая прочность и отличная звукоизоляция – защита от ударных и «воздушных» шумов;
• достаточная плотность и упругость – утеплитель крепится между стойками каркаса без дополнительных фиксаторов;
• экологичность материала и безопасность проведения монтажных работ.

Древесноволокнистый утеплитель «дышит» и способствует поддержанию комфортного микроклимата в доме. К минусам теплоизолятора можно отнести: дороговизну и способность к возгоранию.

Утеплители для стен каркасных домов

Энергоэффективность домов, построенных по каркасной технологии, достигается применением теплоизоляторов с низкой теплопроводностью. Свод правил СП 31-105-2002 рекомендует к использованию материалы, у которых эта величина не превышает 0,1 Вт/м°С.

В этой категории:

• Каменная (базальтовая) вата;
• Стекловата;
• Эковата;
• Пенопласт (пенополистирол).

Минеральная вата

Для утепления стен каркасных домов используют каменную или стеклянную вату. Это волокнистые материалы с большим количеством воздушных полостей. Пористая структура обеспечивает низкую теплопроводность изолятора, так как теплообмен в газах намного ниже, чем в твердых веществах.

Минеральную вату производят из расплава базальтовых горных пород или стеклянного боя. В состав вводят гидрофобизирующие (водоотталкивающие) добавки. Волокна диаметром 6-8 мкм формируются в центрифуге под воздействием сильного потока воздуха. Ковер из тонких нитей обрабатывают органическим связующим на основе фенолформальдегидных или карбамидных смол. Затем его нарезают на листы длиной 50-2000 мм, шириной 400-1000 мм. Толщина готовых изделий – до 200 мм.

Маркируются плиты по плотности от ПМ 40 до ПТ 300. Мягкие, полужесткие, жесткие и твердые утеплители находят применение в разных областях, где к материалам предъявляют требования не только по теплопроводности, но и прочности, термоустойчивости. В ГОСТ 9573-2012 указаны нормативные характеристики теплоизоляции из минерального сырья.

Минеральная вата – негорючий материал, поэтому она рекомендована для укладки внутри стен каркасных строений.

Пенопластовые утеплители

Теплоизоляционные изделия из пенопласта – газонаполненной пластмассы – широко применяют для утепления стен каркасных строений. Нормативы разрешают использовать их для крепления к наружной поверхности, так как исходное сырье для производства – полистирол – горючее вещество. Штукатурка или невоспламеняющаяся облицовка – условие пожаробезопасности при эксплуатации такого утеплителя.

Гранулы полимера при высокой температуре и давлении подвергают катализу со смесью фреона и углекислоты. Похожую на взбитые сливки массу формируют в изделия с микропористой структурой путем экструзии – выдавливания сквозь формы.

Материал обладает низкой теплопроводностью и водопоглощением, долговечностью, биологической устойчивостью, легкостью и прочностью. Маркируется в зависимости от плотности. Самые легкие – плиты ППС 10, их удельный вес всего 10 кг/м³.

Стандартные размеры изделий 60х120 см. Строительная индустрия выпускает плиты с длиной более 2 м, шириной – свыше 1 м, толщиной – 20-100 мм. Прочность на сжатие – от 40 до 350 кПа. Коэффициент теплопроводности не превышает 0,044 Вт/м°С, время самостоятельного горения – 1-4 с. Технические условия на теплоизоляционные пенополистирольные плиты регламентирует ГОСТ 15588-2014.

Эковата

Это название целлюлозный утеплитель получил благодаря внешнему сходству с ватой и экономически выгодному сырью. На 80 % он состоит из макулатуры, остальное – малотоксичные нелетучие антисептики и антипирены.

Эковата обладает низкой теплопроводностью (на уровне минеральной ваты), экологически безопасна, не боится увлажнения. Капиллярная структура материала после высыхания восстанавливает свои свойства. Плотность целлюлозного утеплителя – 28-65 кг/м³, группа горючести Г2 – умеренная. Обработанный бурой (натриевой солью борной кислоты) природный полимер воспламеняется, но огонь быстро затухает.

В нашей стране эковата стала использоваться с 1992 года. Производство ее растет, технологические линии включают переработку вторсырья, измельчение, смешивание с борной кислотой и бурой, упаковку.

Используют 3 способа укладки:

1. Ручная укладка на горизонтальные поверхности;
2. Сухая задувка специальной установкой;
3. Напыление влажной целлюлозы на вертикальные и наклонные поверхности.

Последний вариант предпочтительней для стен каркасного дома, так как позволяет контролировать качество укладки. Полученная ровная поверхность уже через 12 часов готова к дальнейшей отделке.

Другие материалы

Для утепления каркасников применяют пенополиуретан в виде листов с замком по кромкам или напыляемой пены. Он не горюч, хорошо проникает в мелкие щели, обладает высокой адгезией, экологической чистотой, низкой теплопроводностью.

Цементно-стружечными фибролитовыми плитами плотностью 600 кг/м³ обшивают внутренние перегородки, а высокоплотные (950-1050 кг/м³) применяют для утепления наружных стен. Материал не горюч, прочен, служит до 50 лет. В составе отсутствуют фенолформальдегидные смолы и другие органические соединения, которые могут выделять токсичные для человека вещества.