Теплоизоляция

Установив в своем доме качественную теплоизоляцию, можно хорошо сэкономить на отоплении, которое в условиях высоких теплопотерь через пол и стены работает крайне неэффективно. Гораздо выгоднее не увеличивать расходы на приток тепла, а грамотно распорядиться тем небольшим его количеством, которое уже имеется.

Как тепло передается через пол

Все способы теплопередачи условно разделены на 3 группы: контактная теплопроводность, конвекция и излучение. Чтобы лучше понять их, вспомним школьную физику за 7-ой класс.

Физические основы передачи тепла

С точки зрения науки тепло есть скорость колебания молекул вещества, и чем она больше, тем вещество горячее. Соответственно имеет место и обратная закономерность – чем медленнее колеблются молекулы, тем холоднее материал. Чтобы нагреть или охладить какое-либо тело, необходимо каким-нибудь образом заставить его молекулы двигаться быстрее или медленнее, например, поднести к холодному телу горячее. Тогда молекулы второго, ударяясь о молекулы первого, передадут им часть своей скорости и холодное тело нагреется, а горячее остынет, таким образом температуры тел сравняются.

Теперь рассмотрим способы, при помощи которых тепло передается от одних тел к другим:

Контактная теплопередача

Контактной теплопередачей называют вид теплоотдачи, при котором тепло уходит при непосредственном контакте с холодным веществом, например, когда зимой крыша дома контактирует со слоем холодного снега или во время бурана и вьюги – с холодным ветром, а в дождливую погоду – с каплями холодной воды. Помимо этого в домах и квартирах имеет место постоянная контактная теплопередача с землей (через фундамент) и с окружающим дом воздухом. Теплопроводность непосредственным контактом – это самый распространенный вид теплопотерь – на его долю приходится больше всего отданного тепла – где-то около 70%.

Современные теплоизоляционные материалы позволяют очень эффективно бороться с проникновением холода через прямой контакт.

Конвекционные теплопотоки

Тепло может передаваться не только в виде изменения скоростей движения молекул, существует еще способ под названием конвекция, когда воздух в помещении одной температуры заменяется воздухом другой температуры. Типичный пример – сквозняк. Когда мы открываем окно и дверь, под действием атмосферных процессов теплый воздух вылетает из комнаты, а на его место приходит холодный. Эти потоки воздуха оказывают давление на предметы, поэтому при сквозняке сами собой захлопываются двери и закрываются окна. Таким образом конвекция – это любая замена молекул одной температуры молекулами другой без изменения скорости их колебания.

В домах конвекция встречается в форме сквозняков из щелей, которые несмотря на малые размеры, могут очень существенно изменять температуру в помещении.

Излучение

Третий вид теплопередачи – при помощи электромагнитных волн, переносящих энергию от одного объекта к другому через пространство. Свет тоже относится к таким волнам, поэтому лампочка способна нагревать разные предметы, а в холода мы можем греться световыми обогревателями. Свет может переносить очень много тепла – яркий тому пример Солнце, но несмотря на это, в быту доля этого вида теплопередачи очень мала – всего 2-3 %. Дело в том, что для эффективной отдачи тепла, объект должен быть нагрет до очень высокой температуры, а квартиры и дома с их 25 градусами Цельсия излучают в крайне ничтожных количествах.

Распространенные материалы для эффективной теплозащиты

Сегодня рынок предлагает не один десяток утеплителей, среди которых есть как старые, проверенные временем, так и относительно новые, по заявкам производителей, более эффективные. Рассмотрим среди них самые известные:

Минеральная вата

Минеральная вата – это один из самых старых теплоизоляторов, очень широко распространенных в СССР и в начале 90-х. Она обладает превосходными показателями теплозащиты, ее коэффициент теплопроводности может достигать всего 0,034 Вт/м*С, немногие материалы могут этим похвастаться. А кроме того она не боится влаги и не мокнет, поэтому ее не нужно защищать от воды. Высокая степень паропроницаемости позволяет поддерживать микроклимат и забирать излишки жидкости из дерева, что препятствует гниению. Минеральная вата – это один из самых дешевых теплоизоляционных материалов, и во многом благодаря этому, она получила такое широкое распространение. Практически все старые трубы обернуты стекловатой, ее можно видеть везде: куски утеплителя торчат из под разорванной изоляции на территориях детских садов и в школах, в больницах и на всех заводах. Среди прочих ее преимуществ отмечают:

негорючесть, благодаря которой ею можно обкладывать деревянные помещения, но в основном – сараи, подсобки и различные технические склады;
Благодаря тому, что вата по большей части состоит из воздуха, она является хорошим звукоизолятором, поэтому ее часто применяют на шумных производствах и в цехах;
Не меняет объем под воздействием высоких и низких температур;
Не поддерживает размножение бактерий;
Отпугивает грызунов;
Достаточно проста в монтаже.

Однако несмотря на эти достоинства, у минваты есть очень значимый недостаток – она чрезвычайно опасна и поэтому с ней работают только в специальных защитных костюмах. Дело в том, что мелкие частицы стекла и камня, из которых состоит изолятор, очень легко разлетаются и могут попасть на кожу, в глаза и дыхательные пути. Если такое происходит, не теряя времени, сразу же звонят в скорую помощь.

Пенопласт

Пенопласт (акроним от “пласт пены”) – это полимерный материал, также как минеральная вата, состоящий на 90 % из воздуха и поэтому обладающий довольно высокой эффективностью. Он имеет много достоинств, таких как:

очень низкий коэффициент теплопроводности, почти такой же как у минеральной ваты, но немного выше – 0,04 Вт/м*С;
Малая стоимость. Процесс производства гораздо проще и быстрее, чем у минеральной ваты, поэтому пенопласт дешевле;
Не подвержен гниению, так как в нем не могут размножаться бактерии;
Способен снижать уровень шума, так как по большей части состоит из воздуха;
Не боится влаги – вода не проникает в поры материала;
Благодаря полимерной структуре, обладает повышенной устойчивостью к химическим реактивам;

Основные недостатки пенопласта таковы:

выделение высокотоксичных веществ при тлении. Несмотря на то, что материал в огне не горит, при высокой температуре в нем начинаются окислительные процессы, которые становятся причиной тяжелых отравлений;
Нулевая паропроницаемость. Поскольку пенопласт не пропускает воду, он не способен забирать из помещения излишки пара и выводить их в окружающую среду, соответственно он не оберегает древесину от гниения;
Не может применяться для утепления поверхностей сложной формы, поэтому при работе с цилиндрическими или округлыми объектами вата предпочтительнее.

Пенополиуретан

Пенополиуретан – это полимер из семейства напылеямых утеплителей, который начал активно применяться в строительных и монтажных работах в конце прошлого века. Данный теплоизолятор хорошо подходит как для устранения конвекционных потоков, так и для защиты от контактной теплопередачи, и успешно применяется в отделке полов, стен и потолков.

Утеплитель доставляется в жидком виде в специальных баллонах и наносится на обрабатываемую поверхность из пульверизатора в виде струи. Когда пенополиуретан начинает контактировать с воздухом, через несколько секунд он твердеет, и при этом застывая, в несколько раз увеличивается в объеме.

Его преимущества:

Сжиженная пена легко проникает в щели и отверстия любых размеров, а затем, твердея, расширяется, полностью перекрывая все воздушные протоки;
Очень легко наносится, не требует специальных навыков, однако на этапе монтажа обязателен защитный костюм. Пена застывает за несколько секунд, что обеспечивает высокую скорость работы – пол двухкомнатной квартиры можно обработать за пару часов;
Низкий коэффициент теплопроводности (0,025 Вт/м*С – ниже, чем у минеральной ваты) позволяет получать эффективные теплоизолирующие покрытия с небольшой толщиной слоя;
Высокий срок службы. Данный утеплитель не теряет свои свойства около 60 лет;
Не привлекателен для мышей, так как при попадании в желудочно-кишечный тракт, угнетающе действует на организм, однако крысы вполне способны его прогрызть;
Не паропроницаем;
Малые габариты оборудования позволяют экономить на доставке: здесь нет огромных блоков пенопласта или ваты, для перевозки которых требуется грузовой фургон. Распылитель и баллон могут поместиться в багажник обычного легкового автомобиля.

Недостатки:

довольно дорогая смесь и большие расходы на аренду оборудования; также нужно приобретать защитный костюм;
Чистый пенополиуретан воспламеняется при пожаре, поэтому необходимо либо дополнительно обрабатывать покрытие огнезащитной смесью, либо покупать более дорогой пенополиуретан со специальными добавками, снижающими степень горючести.

Керамзит

Керамзит – это экологически чистый утеплитель из глины, представляющий собой круглые, овальные или цилиндрические гранулы с пористой структурой. Этот материал получают путем обжига специальных сортов глины в особой печи, в результате чего в ней образуются пузырьки воздуха, которые затем быстро застывают. Керамзит не очень распространен в мире, так как является относительно новым утеплителем. Все заводы, на которых он производится, пользуются технологическими процессами, разработанными в единственном в нашей стране институте по изучению керамзита, находящемся в Самаре.

По теплоизоляционным свойствам этот материал далеко не на первом месте и по коэффициенту теплопроводность близок к кирпичу ( он у него равен 0,16 , а у кирпича 0,35, для сравнения, у минеральной ваты этот параметр равен 0,036), но зато он обладает рядом других полезных свойств, благодаря которым ему можно отдать предпочтение, например:

Керамзит – абсолютно экологически чистый и безопасный материал, так как на 100% состоит из глины, заполненной воздухом;
Невысокая цена, в основном, благодаря тому, что утеплитель производится у нас в России из отечественного сырья;
Совершенно не горит и при плавлении не выделяет вредных веществ;
Довольно прочен и не меняет своей структуры и параметров при изменении температур;
Не привлекателен для грызунов и в сухом состоянии в нем не размножаются бактерии, однако при проникновении влаги может покрыться плесенью и даже мхом.

У керамзита есть лишь один существенный недостаток – поскольку он сделан из глины, он очень боится воды, поэтому при использовании должен тщательно гидроизолироваться. По этой причине данный утеплитель больше подходит для квартир, чем для частных домов.

Вермикулит

Вермикулит (от греческого слова “вермикулус”, означающее “червячок”) – это природный утеплитель, который получают путем нагревания в печи кристаллов биотитовой слюды. В результате высокотемпературной обработки они увеличиваются в 20 раз и распадаются на множество мелких изогнутых цилиндрических гранул, напоминающих тело дождевого червяка. Данный материал обладает низким коэффициентом теплопроводности, так как он почти полностью состоит из воздуха и при этом его гранулы очень легкие – если рассыпать вермикулит в воду, он весь всплывет на поверхность.

По показателям теплозащиты вермикулит уступает другим распространенным утеплителям, таким как например, минеральная вата, его коэффициент теплопроводности равен 0,055 Вт/м*С, а у последнего этот параметр намного ниже – всего 0,034 Вт/м*С. Однако несмотря на это, он обладает большим количествам преимуществ, благодаря которым его можно предпочесть остальным теплоизоляторам.
Благодаря высокой степени огнестойкости (материал выдерживает температуру до 1200 градусов, для сравнения, дерево возгорается при 850), вермикулит может использоваться, в том числе, и как огнеупорный материал.
Его уникальные свойства обеспечивают сохранность перекрытий от грызунов, так как вещества, которые выделяют гранулы, достаточно эффективно их отпугивают. Кроме того вермикулит препятствует гниению, поскольку является неблагоприятной средой для размножения бактерий и очень хорошо забирает влагу из древесины.
Паропроницаем, благодаря чему в помещении может поддерживаться микроклимат -естественное выравнивание влажности внутри дома и снаружи, так как излишки пара спокойно проходят через утеплитель.
Может использоваться и как звукоизолятор. Благодаря воздушным пустотам, из которых он по большей части состоит, вермикулит позволяет снижать уровень шума в среднем на 25%.
Довольно простая установка – рассыпчатый утеплитель легко проникает во все щели, не требуя для этого никакого специального оборудования. Он не токсичен для человека и не сильно пачкает, поэтому с ним можно работать голыми руками, но только в том случае, если в составе не присутствуют другие вещества, такие как например, опасный канцероген асбест. Поэтому перед покупкой необходимо требовать сертификат качества.

Из недостатков материала можно отметить:

Дороговизна. Несмотря на то, что в России находится несколько крупных месторождений, мешок отечественного вермикулита на 50 литров стоит около 400 рублей, а кубометр – 8 тысяч. При средней высоте слоя в 10 см отделка одного квадратного метра пола обойдется в 600 рублей. Плюс к этому – расходы на гидро- и пароизоляцию: вермикулит при впитывании воды увеличивается в объеме в 4 раза, поэтому необходимо тщательно защищать его от влаги.
В качестве утеплителя используется относительно недавно, поэтому пока еще опыт его применения достаточно мал. Из-за недостаточного количества отзывов сложно дать практическую оценку его эффективности.

Как правильно утеплять пол

Выбор материала

То, какому утеплителю отдать предпочтение зависит от условий, в которых он предположительно будет эксплуатироваться.

Так, в частном доме, где пол контактирует с влажной землей через фундамент и погреб, следует отдавать предпочтение материалам, не боящимся воды, но при этом следует учитывать, что при высокой активности грызунов такие материалы, как пенопласт будут просто напросто съедены всего за пару сезонов. Напыляемый пенополиуретан мыши обычно не трогают, но если в доме заведутся крысы, они могут сгрызть его на пути к пище. Против серьезно настроенных крыс не выстоит, в принципе, ни один вид утеплителя кроме бетона, поэтому в доме обязательно должна быть кошка породы крысолов. Утеплитель для пола в частном доме, кроме того, не должен обладать паропроницаемостью, так как в противном случае пар будет переходить из почвы в комнату, что совершенно недопустимо, поэтому минеральная вата и насыпные материалы в этом случае проигрывают, так как требуют дополнительной установки гидроизоляции. По всем параметрам идеальный вариант здесь – это пенополиуретан – он один обеспечивает шумо, гидро, паро и теплоизоляцию.

В квартире, где проблемы гидроизоляции и паропроницаемости не стоят так остро, но при этом актуальны вопросы защиты от шума с нижних этажей, стоит отдать предпочтение утеплителям с высокой шумопоглощающей способностью, таким как керамзит, но если изоляция укладывается на первом этаже, критерии ее выбора должны быть такими же, как для частного дома.

Установка утеплителя

Процедура установки теплоизоляции различается в зависимости от того, на какую поверхность она монтируется, и что будет укладываться поверх нее. Пенополиуретан, например, можно напылять прямо на поверхность базового пола, без предварительной подготовки, а вот для минеральной ваты потребуется вначале уложить первичную влагозащиту.

Листовой утеплитель

Поскольку минеральная вата используется в жилых помещениях крайне редко, рассмотрим процесс установки на примере пенопласта.

Первый подготовительный этап заключается в очистке базового пола и максимальном выравнивании, если в нем есть какие-либо дефекты;
После того, как поверхность будет подготовлена, необходимо установить на нее гидроизоляцию. Сам пенопласт воды не боится, но вот слой штукатурки и чистового пола может пострадать от влаги, которая будет подниматься через прорези и отверстия в пенопласте. Можно использовать плотные листы полиэтилена, которые склеиваются между собой клейкой лентой. Края необходимо прикрепить к основаниям стен;
После этого можно приступать к укладке листов утеплителя. Монтировать их нужно внахлест, как кирпичи – это позволит повысить срок службы. В качестве клеящего вещества можно использовать обыкновенную штукатурку или специальный клеевой состав – этого будет вполне достаточно, прибивать листы к полу шурупами вовсе не обязательно;
Чтобы обеспечить ровную плоскость, которую листы пенопласта априори дать не могут, их нужно разрезать на небольшие квадраты;
Далее устанавливаются маяки для последующих работ и кладется черновой слой штукатурки для монтирования чистового пола.

Напыляемый утеплитель

Укладка пенополиуретанового утеплителя не требует первичной гидроизоляции, так как он ложится непрерывным слоем, через который пар не проходит. Однако чтобы материал лучше схватился, все же стоит почистить и помыть базовую поверхность – это прибавит к сроку службы минимум десяток лет. Высоты в 8-10 см вам хватит сполна, а благодаря превосходным показателям теплозащиты материала, вы не замерзнете даже при толщине изоляции 4-5 см;

Установите маяки, которые помогут вам уровень высоту наносимого теплоизолятора. По ним же вам предстоит затем ровнять пол;
Распыляйте пенополиуретан по возможности ровным слоем, нанося его вдоль одной из стен. Менять направление не рекомендуется, так как это увеличивает коэффициент теплопроводности;
Количество разбрызгиваемого раствора можно определить экспериментально: посмотрите, какая высота получается при различной мощности струи. Излишки всегда можно срезать;
Наносите утеплитель не сразу по всей площади, а частями. В идеале, разбейте комнату на прямоугольные участки и после обработки каждого из них сверьте высоту с требуемой;
Когда вся поверхность пола будет покрыта, у вас получится некая волнистая плоскость, которую теперь можно разровнять. Хотя некоторые рекомендуют миновать данный этап, ссылаясь на то, что главное – получить ровный слой черновой штукатурки, все же имеет смысл это делать, так как укладывать штукатурку на волнистый застывший пенополиуретан весьма проблематично. Разровнять утеплитель можно циклей для паркета или обычной наждачной бумагой, при этом необходимо ориентироваться по маякам.
После получения ровного слоя нанесите черновую штукатурку и переходите к установке чистового пола.

Насыпной утеплитель

Насыпные утеплители, такие как вермикулит и керамзит, паропроницаемы и боятся влаги, поэтому устанавливаются только при наличии гидроизоляционного слоя. При этом между ним и самим утеплителем должна находится буферная штукатурка, так как гранулы своими острыми частями могут повредить влагозащитную поверхность.

Наносите штукатурку на гидроизоляционный полиэтилен последовательно, выдавливая воздух. Уделите внимание, чтобы под ним не оставалось пузырьков;
После того, как штукатурка засохнет, установите маяки;
Разделите комнату на несколько частей и монтируйте утеплитель на каждой из них по очереди, это позволит достичь одинаковой высоты по всему слою;
Высыпьте утеплитель на обрабатываемый участок и выровняйте его высоту по маяку;
Нанесите на него штукатурку это позволит сразу скрепить утеплитель;
Переходите к оставшимся участкам по такой же технологии.

Утеплитель под “Теплый пол”

В холодных районах с плохим отоплением большой популярность пользуются полы с подогревом, при этом теплоизоляция в данном случае значительно повышает их КПД, так как меньше тепла уходит к соседям снизу (или в землю) и больше остается в комнате.

Материал для теплоизоляции здесь может быть любым, но поскольку система подогрева имеет определенную высоту, чтобы не поднимать поверхность пола намного, применяют утеплители с низким коэффициентом теплопроводности, в основном – пенополиуретан. За счет тонкого слоя он позволяет получить значительный выигрыш в высоте и избежать ощущения ” давления потолков”.