Чем утеплить скатную кровлю: сравнение вариантов

Как выбрать самый эффективный утеплитель с точки зрения цены, почему не стоит выбирать материал с самой низкой теплопроводностью?

В индивидуальном жилищном строительстве часто застройщики делают выбор в пользу жилой мансарды. При выборе утеплителя не всегда материал с самой низкой теплопроводностью оказывается эффективным. Чтобы выбрать удачный материал для скатной кровли, сравним распространенные теплоизоляционные материалы.

Особенность «теплого» чердака

Традиционно в умеренном климате строили дома с «холодным» чердаком, отапливаемый - получил распространения в зонах с более умеренным климатом.

Когда подкровельное пространство служит в качестве полноценного жилого помещения, из «теплого» чердака часто делают мансарду. Скаты кровли в этом случае играют роль потолка. Чтобы избежать тепловых потерь, в кровлю закладывают теплоизоляционный материал.

Основные варианты утепления

• Пенополистирол (ППС) – плитный материал, производится путем вспенивания полистирола. Фактически строительный ППС представляет собой «белый» пенопласт.
• Экструдированный пенополистирол (ЭППС) тоже изготавливается на основе пенополистирола методом выдавливания через экструдер. Ячеистая структура получается плотнее, за счет этого ЭППС меньше впитывает влагу и обладает меньшей теплопроводностью, чем ППС.

По старому ГОСТу пенополистирол обозначался сокращением ПСБ (пенополистирол беспрессовый). По новым стандартам принято наименование ППС. Изменения коснулись и обозначения плотности, которая обычно указывалась в виде цифры после наименования: ПСБ-15, ПСБ-25 или ППС–15, ППС-25. Отличие в том, что у ППС указывается минимальная, а у ПСБ максимальная плотность, то есть ПСБ-25 имеет разброс по значениям от 15 до 25 кг/м.куб., у ППС-25 плотность не менее 25 кг/м.куб.

• Пенополиуретан (ППУ) – в большинстве случаев используется в виде напыляемого утеплителя. ППУ утеплитель действуют по схожему механизму с монтажной пеной – полимер выходит из баллона, затем под действием воздуха и влаги начинает расширяться.

Напыляемые утеплители позволяют создавать бесшовный теплоизолирующий слой. Отсутствие швов исключает теплопотери через стыки, но при этом все равно сохраняются стыки с другими материалами в конструкции (стыки со стропилами).

• Эковата – напыляемый утеплитель на основе целлюлозы, основным сырьем для этого материала служит распушенная макулатура. Она хорошо сочетается с деревянными конструкциями из-за низкой горючести. Для нанесения требуется компрессор, что повышает затраты на выполнение работ.
• Каменная (базальтовая) вата – плитный утеплитель, который изготавливают из расплавленных горных пород. Структурно материал состоит из тончайших нитей, воздух между волокнами служит основным теплоизолятором.
• Стекловата – по способу изготовления и структуре этот утеплитель схож с каменной ватой, только в качестве сырья используется не базальт, а расплавленное стекло (кварц). Основным сырьем для стекловаты служит стеклянный бой.
• PIR (пенополиизоцианурат) – плитный полимерный утеплитель, по химическому составу близкий к ППУ. Материал имеет структуру из закрытых ячеек, снаружи поверхности обклеивают фольгой (PIR Ф/Ф), крафтом (PIR КБ/КБ) или стеклохолстом (PIR СХМ/СХМ). Для сравнения с другими утеплителями возьмем наиболее распространенную разновидность с фольгой.

Теперь рассмотрим каждый параметр, в конце мы сведем все данные в единую таблицу.

Огнеопасность

Для скатной кровли этот параметр имеет одно из первостепенных значений, так как основным конструкционным материалом для скатной крыши является дерево. Еще одним фактором опасности является вентиляционный зазор: в случае возгорания воздушный поток будет способствовать пробежки пламени.

Структуру «теплого» кровельного пирога мы подробно разбирали в отдельной публикации.

Огнестойкость материала включает четыре параметра: горючесть, воспламеняемость, дымообразование и токсичность.

• Горючесть включает параметры самостоятельного горения, степень повреждения по длине и по массе, а также температуру дымовых газов. В зависимости от них выделяют 4 группы горючих материалов (Г1 – слабогорючие, Г2 – умеренногорючие, Г3 – нормальногорючие, Г4 – сильногорючие). Негорючие материалы (НГ) подразделяют на две группы: НГ-1 и НГ-2.
• Воспламеняемость - способность к возгоранию, по этому параметру материалы делятся на группы B1 (трудновоспламеняемые), B2 (умеренновоспламеняемые), B3 (легковоспламеняемые).
• Дымообразование – количество выделяемых продуктов горения. Изделия распределяются на группы Д1 (с малой дымообразующей способностью), Д2 (с умеренной дымообразующей способностью), Д3 (с высокой дымообразующей способностью).
• Токсичность – степень поражающего воздействия летучих продуктов горения на организм человека. Этот параметр является одним из самых важных с точки зрения безопасности, так как 75 – 80% летальных случаев в пожарах приходится именно из-за отравления токсичными веществами. По группам материалы подразделяются на Т1 (малоопасные), Т2 (умеренно опасные), Т3 (высокоопасные), Т4 (чрезвычайно опасные).

Сертификация этих параметров является добровольной, поэтому данные могут различаться в зависимости от производителя. Перед покупкой важно смотреть на сертификаты.

Безопасными материалами для утепления скатной кровли является базальтовая вата и стекловата. Последнее имеет группу горючести НГ, минеральная вата в зависимости от сертификата может иметь и Г1. Горючесть и дымообразование у минваты соответствует группам Д2 и Т2, так как при нагреве испарения из материала все равно могут попадать в воздух. В целом эти два материала по огнезащите имеют примерно одинаковые параметры.

Теплопроводность

Теплопроводность отражает скорость, с которой материал передает тепловую энергию. От этого параметра зависит общее тепловое сопротивление кровли, оно должно соответствовать нормативам СП 50.13330.2012 «Тепловая защита здания». Базовое значение сопротивления зависит от градусо-суток отопительного сезона в регионе (2 – 7,3 (м.кв*С)/Вт). Сама стропильная система вместе с кровельным покрытием имеет начальный показатель сопротивления, оставшуюся часть наращивают с помощью толщины утеплителя.

В этом вопросе важно найти правильное соотношение трех параметров: теплопроводности, толщины утеплителя и цены. Утеплитель с самой низкой теплопроводностью можно уложить наиболее тонким слоем. В нашем сравнении это PIR Ф/Ф с показателем 0,021 Вт/мК. Цена за 1 м.куб ПИРа составит 14 352 рубля. Другой утеплитель нужно укладывать более толстым слоем, потому что теплопроводность у него выше.

Для сравнения возьмем стекловату плотностью 11 кг/м.куб, её теплопроводность составит 0,038 Вт/м*К, что в 1,8 раз выше, чем у PIR. Цена за 1 м.куб при этом составит 1500 рублей. Чтобы получить сопоставимое по эффективности утепление умножаем 1500 на 1,8 получаем 2700 рублей.

Такое сравнение используется для наглядности, оно не опирается на теплотехнический расчет кровельного пирога.

Водопоглощение

Влага – главный враг утеплителя, при насыщении водой материал теряет свои теплоизоляционные свойства. Наименьшим водопоглощением обладают полимерные утеплители (ЭППС, ППС). Самый высокий показатель имеет каменная и стеклянная ваты. При повреждении гидроизоляции или пароизоляции минеральные ваты могут прийти в негодность.

От водопоглощения не зависит эковата, так как структура волокна у этого материала отличается от минеральной ваты. Если у минеральной ваты влага заполняет пространство между волокнами, то у эковататы жидкость впитывается в само волокно.

Плотность и прочность на сжатие

Эти параметры взаимосвязаны, поэтому их важно учитывать вместе. От плотности зависит вес материала, в случае с деревянной скатной крышей лучше выбирать более легкие утеплители. При снижении плотности понижается прочность на сжатие, а это будет влиять на устойчивость утеплителя к нагрузкам.

ППС-16 при плотности 16 кг/м.куб имеет прочность на сжатие 100 кПа, а базальтовая вата при плотности 30 кг/м.куб – 30-60 кПа. Самым легким материалом для кровли будет стекловата с плотностью 11 кг/м.куб.

Сравнительная таблица

	Теплопроводность (Вт/м*К)	Водопоглощение (%)	Класс горючести	Воспламеняемость	Дымообразование	Токсичность	Плотность (кг/м.куб.)	Прочность на сжатие (кПа)	Цена за куб (руб)	Цена с учетом теплопроводности (руб)
ППС – 15 (ПСБ - 25)	0,039	1,5	Г3	В2	Д2	Т3	15	100	4100	7725
ЭППС - 30	0,029	0,3	Г4	В2	Д3	Т2	30	200	6120	8451
Базальтовая вата	0,036	1	НГ	-	Д2	Т2	28	30	2112	3723
Стекловата	0,038	1,7	НГ	-	-	-	11	-	1500	2700
ППУ	0,023	2	Г3	В3	Д3	Т3	28	-	11800	13570
Эковата	0,041	-	Г2	В2	Д2	н/д	65	-	1995	3895*
ПИР	0,021	1	Г4	В2	Д2	Т3	30	120	14352	14352

*Без стоимости нанесения

В случае со скатной кровлей, где утеплитель будет соседствовать с другими горючими материалами, приоритетным станет параметр огнезащиты По этому критерию среди лидеров оказываются эковата, базальтовая вата и стекловата. Следующим параметром станет цена с учетом теплопроводности, по нему самым подходящим теплоизолятором для кровли будет стекловата. Самый эффективный материал с точки зрения теплопроводности (PIR) проигрывает из-за высокой стоимости и горючести.