Влияние ошибок хранения и монтажа на теплоизоляцию. Не делай, как мы!

Очень часто для утепления зданий, от небольших загородных домов до крупных торговых и офисных центров, применяют фасадные теплоизоляционные материалы на основе минерального волокна. Это отличный утеплитель с низкой теплопроводностью, достаточно лёгкий, чтобы не создавать чрезмерную нагрузку на элементы конструкции здания, долго вечный и пожаробезопасный (относится к группе негорючих материалов). Но есть и нюансы — такие материалы подвержены влиянию влаги, поэтому они требуют строгого соблюдения правил хранения и технологий монтажа. Однако очень часто монтажники и дилеры эти требования нарушают, что в итоге приводит к достаточно неприятным последствиям, вплоть до необходимости полной замены всей теплоизоляции.

Представьте, что вам строят загородный дом. Строители всё сделали и уехали, а зимой вы обнаруживаете, что в доме явно холоднее, чем ожидалось, хотя отопление работает. В попытке найти источник проблемы добираетесь до теплоизоляции, которой обшит снаружи фасад, и видите, что вместо плотной и однородной по толщине плиты на стенах какая­то рыхлая и неравномерная субстанция, лишь отдалённо напоминающая изначально использованный материал. Какой будет ваша первая реакция? Скорее всего, решите, что проблема в его качестве.

Не спешите с выводами — виноват, возможно, не производитель, и проблема не в качестве. Куда более вероятно, что проблема возникла уже потом. Постарайтесь припомнить, не хранилась ли купленная теплоизоляция под открытым небом? Не было ли в этот период дождей и заморозков? Есть ещё масса факторов, способных испортить даже самый качественный продукт. А ведь производитель в инструкции подробно описывал, как нужно хранить материалы и как монтировать. Но нередки случаи, когда на эти рекомендации не обращают внимания и делают так, как удобнее.

Мы решили провести эксперимент — воспроизвести все распространённые ошибки и показать, к каким именно проблемам они могут привести. Это не тест какого­то конкретного продукта — в той или иной степени результаты будут схожими у всех производителей, в чьих линейках есть аналогичные материалы. Проводить тест и проверять, насколько велика эта разница, было бы некорректно — сама идея статьи предполагает нарушение всех рекомендаций, какие только можно нарушить. Но ведь вины производителей в этом нет. Кто­то может возразить, что, например, краш­тесты автомобилей, проводимые Euro NCAP, построены именно по такому принципу, но это не совсем так. Принципиальное отличие в том, что в случае с автомобилями не всё зависит от воли владельца. Попасть в ДТП можно, не нарушая ПДД. В случае с теплоизоляцией так не получится — она не в состоянии сама улечься в лужу или расположиться на стене с нарушением норм. Поэтому все «косяки», вылезающие через пару­тройку месяцев после укладки, обусловлены не заводским браком, а исключительно плохой информированностью или недобросовестностью тех, кто хранил и укладывал.

Именно по этой причине мы не указываем в статье, чью именно продукцию мы взяли для такой «показательной экзекуции». Укажем лишь, что для проведения данного исследования мы приобрели теплоизоляцию, цену которой маркетологи позиционируют как «средний минус». Это не экзотика, а именно популярный массовый продукт, его легко купить в России.

Однако повторимся — результаты будут схожими у всех представленных на рынке брендов, потому что в состав входят одни и те же базовые компоненты (подробно о составе и о том, как именно он влияет на качество, будет сказано позже). И может получиться так, что даже самая дешёвая теплоизоляция, но хранившаяся в подходящих условиях и с соблюдением всех норм, будет работать лучше, чем дорогая, но небрежно уложенная.

Эта статья будет полезна в первую очередь владельцам домов и строений, планирующим утеплить их. Результат, конечно, окажется гораздо лучше, если контролировать рабочих. Но куда именно смотреть и на что обращать внимание? Вы поймёте это, прочитав нашу статью, результаты теста и отзывы.

Фото для скептиков, верящих в честность строителей. Такую картину можно наблюдать гораздо чаще, чем хотелось бы.
Теплоизоляцию на фасаде смонтировали, но фасад не закрыли. Деньги выброшены на ветер

НЕМНОГО ТЕОРИИ

Минеральное (каменное или стеклянное) волокно, являющееся основным компонентом фасадной теплоизоляции, — штука практически вечная. Камень, только распушённый до состояния ваты. Казалось бы, что с ним может произойти? С ним — практически ничего… ну, по крайней мере за период в несколько десятков лет. Но волокна сами по себе, «россыпью», не дадут нужного эффекта. Шерстяной свитер греет намного лучше, чем просто груда шерсти, из которой его связали. Так и с минеральной ватой — нужно придать ей определённую форму и обеспечить стабильность этой формы. Для этого используется органическое связующее, например на основе фенолоформальдегидных смол, сахаров или акриловых смол, выполняющих роль клея.

Связующее относится к органическим веществам, а минеральное волокно — к неорганическим, то есть это вещества разной природы. Место их склейки чувствительно к влаге и перепадам температур с переходом через ноль. Периодические циклы замерзания и оттаивания оказывают наиболее сильное воздействие. Есть и другие «разрушающие» факторы. Один из них — ультрафиолетовое излучение. В нормальной ситуации оно может влиять на теплоизоляционный слой только во время монтажа, то есть кратковременно и без негативных последствий. После монтажа утеплитель защищён (сайдингом, штукатурным слоем и т. д.). Но при нарушении технологии теплоизоляцию зачастую оставляют незакрытой неделями, а то и месяцами (см. фото на предыдущей странице). Вот тогда­то губительное свойство ультрафиолета проявляется в полной мере.

Второй разрушающий фактор — вода: впитанная материалом, она значительно снижает его теплоизолирующие свойства. Естественно, это тоже связано с нарушением регламента — в нормальной ситуации воды в теплоизоляции быть не должно. Тем более что в состав большинства минераловатных утеплителей входят гидрофибизирующие добавки, благодаря которым материал отталкивает влагу. Но они эффективны в том случае, если условия хранения и транспортировки соответствуют требованиям. Если материал лежит открыто под дождём, то его даже эти добавки не спасут.

Таким образом, осадки, заморозки и яркий солнечный свет — это именно те погодные явления, которые способны достаточно быстро «расклеить» плиту минеральной ваты и свести все ваши старания утеплиться к нулю. Был свитер и вдруг рассыпался на отдельные шерстинки — согласитесь, не самая приятная перспектива. Поэтому смысл всех рекомендаций производителей такой продукции фактически сводится именно к тому, чтобы максимально снизить влияние вредных факторов. Эти рекомендации подробно изложены производителями, а сейчас мы рассмотрим последствия их несоблюдения.

На стройплощадке теплоизоляцию могут хранить примерно так, как показано на фото. Ещё хорошо, если она в упаковке (на фото слева).
А то ведь могут просто бросить на снег, прикрыв сверху плёнкой

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

Для испытаний мы взяли плиты для штукатурного фасада, средняя плотность которых составляет 130 кг/м³. В отличие от более популярных в частном строительстве «лёгких» теплоизоляционных материалов (плотностью до 35 кг/м³) к «тяжелым» предъявляется ряд  требований, а значит, возможна количественная оценка их качества. Однако результаты, полученные на «тяжелом» материале, можно экстраполировать и на «лёгкие», потому что базовый состав у них идентичен. На «лёгких» материалах эффект будет выражен даже сильнее, из­за повышенной пористости.

Итак, мы приобрели несколько упаковок и разделили их на части. Часть материала использовали с нарушением технологии:

— уложили без упаковки на снег, накрыв сверху плёнкой;

— наклеили на асбоцементный лист, имитирующий фасад дома, и задюбелировали, не оштукатурив после этого.

Другую часть использовали в полном согласии с требованиями:

— заложили на хранение в отапливаемый и неотпаливаемый склады, в заводской упаковке;

— наклеили на асбоцементную плиту, задюбелировали, после чего заштукатурили и зашпаклевали с армированием щёлочестойкой стеклосеткой.

Таким образом, у нас получилось несколько образцов, «правильных» и «неправильных». И естественно, контрольный образец, который мы протестировали в самом начале. Все дальнейшие цифры приводятся именно в сравнении с контрольным образцом.

Эксперимент стартовал в начале января. В конце марта мы отправили все образцы в лабораторию на исследования. Результаты измерений контрольного образца у нас уже были, поэтому нам было с чем сравнивать. Но сначала несколько слов о том, что именно мы измеряли.

Изготовление стендов

Режем стандартную плиту на куски 30х30 см, чтобы получилось побольше стыков. В качестве основы используем асбоцементный лист	Приклеиваем образцы к основе специальным клеем для теплоизоляционных материалов
Сверлим отверстия под дюбели. Поскольку это стенд, а не обычная стена, то удобнее сверлить сзади	На дюбелях не экономили — по штуке на каждый образец. В нормальной ситуации на плиту такого размера их нужно гораздо меньше
Торцы со всех сторон обязательно закрываем алюминиевой фольгой с битумным клеящим слоем. Прогреваем техническим феном и тщательно приклеиваем ленту, чтобы нигде по торцам не проникала влага. «Неправильный» стенд после этой операции считаем готовым	«Правильный» стенд сделать сложнее. Сверху штукатурим его с обязательным армированием щёлочестойкой стеклосеткой
Аккуратно проклеиваем по периметру все торцы алюминиевой фольгой с битумным клеящим слоем	С помощью технического фена и деревянного бруска тщательно приклеиваем ленту к теплоизоляции и основе
После чего сверху наносим слой фасадной шпаклёвки	И вот два стенда висят на фасаде здания (на всякий случай — «неправильный» справа). Мы специально повесили их на южной стороне, чтобы они подольше находились под прямыми солнечными лучами. Время пошло!

Демонтаж стендов

Демонтаж «правильного» стенда. Чтобы вынуть дюбели, пришлось вырезать верхний слой, состоящий из штукатурки, армировочной сетки и шпаклёвки. Оказалось, что самый удобный инструмент для этого — мультитул (в нашем случае — Fein MultiMaster) с биметаллическим полотном для резки дерева и метала

Чтобы отправить образцы в лабораторию, их нужно было предварительно нарезать на куски нужного размера. Сделали это обычным ножом, оставив небольшой запас. В лаборатории их нарежут более точно с помощью специальной пилы

 ИЗМЕРЕНИЯ

Полный список критериев, по которым проводились измерения, приведён в таблице с результатами. Несколько слов о том, как именно проходят наиболее интересные испытания. Все измерения сделаны в соответствии с ГОСТ 17177–94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний».

Метод определения прочности на сжатие при 10 %­ной линейной деформации. Из образца специальной пилой вырезают «кубик» 10х10х10 см и сжимают его на 10 % в одном направлении с заданной скоростью, измеряя нагрузку, которую испытывает образец. Этот параметр характеризует стойкость теплоизоляционных материалов к внешним нагрузкам.

Предел прочности при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям. Один из наиболее важных на практике параметров, потому что именно от него зависит, удержится ли штукатурка на слое теплоизоляции, как ей положено, или отвалится целым пластом.

Водопоглощение по объёму. Заключается в измерении массы воды, поглощённой образцом сухой теплоизоляции при полном погружении за определённое время..

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ (указаны относительные результаты, в % от контрольного образца)

Испытательная машина  для определение прочности на сжатие при 10 %-й линейной деформации
Испытательная машина для определения прочности при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям	Типичный пример неправильного хранения
Начальник службы качества «Эковер» Ольга Александровна Бердникова	Лаборатория компании «Эковер». Лаборант Яна Брагина за работой

 КОММЕНТАРИИ К РЕЗУЛЬТАТАМ

Результаты испытний теста представлены в таблице. Из неё видно, что свои характеристики сохранила только продукция, которая находилась на тёплом складе. Остальные образцы потеряли в своих свойствах до 60 %. Особенно это видно на самом критичном для фасадной продукции параметре — пределе прочности при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям. Вся продукция, хранившаяся не на тёплом складе, показала снижение своих характеристик. Сильнее всего — образцы, находившиеся в самых экстремальных условиях (холодный склад и хранение под плёнкой). При таком сильном падении параметра вполне стоит ожидать, что нанесённый штукатурный слой отвалится.

Поэтому при покупке теплоизоляционных материалов стоит обращать внимание не только на соответствие характеристик конкретной партии ТУ/ ГОСТ, но и на запас прочности.

Во время теста мы наблюдали, что вода хорошо впитывается в теплоизоляционные материалы на неправильно смонтированном фасаде и на образце, размещённом под открытым небом. Поэтому провели для них дополнительно тест на водопоглощение. Результат нас очень удивил: рост показателя более чем в 3,3 и 1,5 раза соответственно. Представьте, что вам предстоит провести холодную ночь под мокрым одеялом — как вам такая перспектива? Вот и вашему коттеджу она вряд ли понравится.

Также было отмечено изменение цвета поверхностного слоя «неправильного» фасада — он стал более коричневым. Сложилось впечатление, что теплоизоляция загорела на солнце. Наше предположение подтвердилось, когда мы приступили к демонтажу стенда. В местах, закрытых шляпками дюбелей, цвет был более жёлтым. Кроме того, поверхностный слой стал более рыхлым. А ведь это именно фасадная продукция, на которую в дальнейшем должны наносить слой штукатурки. Весит он не так уж мало, и если наносить его на непрочное основание, то велика вероятность, что штукатурка не удержится на нём и отвалится.

Очень удивили результаты испытаний образцов с «холодного» склада. Объяснение тут может быть только одно — туда закладывалась отдельная пачка в заводской упаковке и, скорее всего, она изначально была насыщена влагой. Казалось бы, откуда ей взяться, если мы покупали материал непосредственно со склада производителя (даже не дилера)? Тоже ничего сложного — она хранилась под открытым небом. И это не голословное утверждение, подтверждением этому служит тот факт, что подвезённые вилочным погрузчиком пачки были покрыты снегом (дело было, напомним, в январе). Мы поинтересовались, откуда взялся снег, и оператор погрузчика подтвердил наше предположение о том, как хранились те упаковки, что он нам привёз. Судя по результатам, полученным в лаборатории, как минимум одна из упаковок могла пролежать достаточно долго, чтобы основательно набрать влаги. Советуем всем быть внимательными при покупке и обращать внимание на дату производства на этикетке.

Теперь понятно, почему производители теплоизоляционных материалов рекомендуют наносить штукатурный слой в кратчайшие сроки после монтажа фасада? Увы, многих горе­строителей это не смущает. Зимой мы неоднократно замечали объекты со смонтированной, но не закрытой теплоизоляцией. Интересно, сколько и как прослужит фасад этих зданий?

В образец, хранившийся в правильных условиях, вода впитывается очень плохо. Будь он размещён вертикально, капли скатывались бы с него	Вся плита снизу пропитана водой

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

В свойствах теплоизоляционных материалов разбираются не только их производители. Много интересного могут рассказать также производители компонентов. На наши вопросы ответил Руслан ЮНУСОВ, ведущий технический специалист по промышленным смолам компании «Метадинеа».

Чем обусловлено снижение физико­механических характеристик теплоизоляционных материалов в случае нарушения условий хранения?

Основные факторы — это вода и капиллярное давление, которое она создаёт. Минеральное волокно не идеально и имеет микродефекты. Кроме того, фенолоформальдегидные смолы и волокно имеют разные коэффициенты температурного расширения, и на месте их соединения со временем тоже образуются микротрещины. Когда теплоизоляционный материал попадает в условия высокой влажности и циклического перепада температур, например хранится под отрытым небом с нарушенной упаковкой, происходит конденсация паров воды в микротрещинах. Далее за счёт капиллярного давления происходит их увеличение и затем разрушение материала. А увеличение объёма воды при замерзании, например в зимне­весенний период, способно значительно ускорить этот процесс.

Какие ещё факторы вызывают негативные процессы при нарушении условий хранения?

Кроме перечисленных выше влаги и переходов через ноль, назовём также УФ­ и ИК­излучение.

Чем обусловлен эффект «загара», который мы наблюдали при демонтаже стенда?

Частичным разложением смол, которые применяются для склеивания минеральных волокон. Современные фенолоформальдегидные смолы для теплоизоляционных материалов используются в модифицированном виде. В качестве модификатора выступает карбамид, его вводят по экологическим соображениям, он связывает остаточный формальдегид. Таким образом, смолы состоят из двух компонентов, один из которых имеет коричневый цвет (фенолоформальдегидная составляющая), а другой — белый (карбамидоформальдегидная). В сумме это даёт привычный жёлтый цвет. Под действием УФ­излучения «белая» составляющая разлагается, а «коричневая» остаётся неизменной, поэтому мы видим изменение окраски с жёлтой на коричневую. Так как часть смолы разрушается, то «загоревший» слой имеет более низкие физико­механические характеристики.

Можно ли повысить стойкость теплоизоляционных материалов к влаге и УФ­-излучению?

Производители теплоизоляционных материалов вводят целый ряд специальных добавок. Например, для повышения прочности склейки смолы и волокон, а также придания гидрофобных свойств. Для борьбы с эффектом «загара» используется упаковка из плёнки с защитой от УФ­излучения.

Нарушение условий хранения и монтажа влияет только на физико­механические свойства?

Если теплоизоляция набрала влагу, например полежала в луже перед монтажом, то это значительно снизит её теплоизоляционные свойства, так как даже небольшое количество воды существенно повышает теплопроводность. Данный эффект мне довелось прочувствовать на собственном опыте. Какой­то период времени я проживал в доме, который начали строить перед кризисом, а закончили в конце 2009 г. Мне повезло, я жил в «докризисной» секции, а мои знакомые попали в «кризисную». По проекту теплоизоляция закладывалась внутрь наружных стен, причём этап закладки теплоизоляции «кризисной» секции пришёлся на октябрь­ноябрь 2009­го, то есть в снег и дождь. В итоге зимой мне приходилось перекрывать отопление, а у знакомых в углу комнаты стены покрывались инеем.

Насколько распространено нарушение правил хранения и монтажа?

С данной проблемой чаще сталкиваются производители теплоизоляционных материалов, поэтому лучше спросить их. Могу только сказать, что за семь лет работы в данной отрасли мне дважды приходилось участвовать в разбирательствах, связанных с нарушениями условий хранения и монтажа.

Что происходит с лёгкими теплоизоляционными материалами (плотностью до 35 кг/м³) при нарушении условий хранения и монтажа?

Происходит аналогичное разрушение, приводящее к потере формы и размера, а затем оседанию и образованию так называемых мостиков холода. То есть к значительному снижению теплоизолирующих свойств.  Из­за большей пористости материалы с низкой плотностью впитывают воду больше и быстрее, чем плотные продукты. Поэтому для лёгких продуктов крайне важно соблюдать условия хранения.

Если теплоизоляция на основе минеральной ваты нуждается в столь трепетном обращении, почему она до сих пор так популярна?

Любая продукция требует соответствующего обращения и технологии применения, о чём производитель всегда сообщает покупателю. К сожалению, эта простая истина часто не укладывается в головах горестроителей. Глупо забивать гвозди iPhone,
а потом жаловаться, что собеседника плохо слышно. У «минеральных» теплоизоляционных материалов существует целый ряд бесспорных преимуществ, например цена и очень высокие огнезащитные свойства.

Кроме того, на российском рынке сейчас присутствуют все крупнейшие мировые производители теплоизоляционных материалов, что обеспечивает приток современных технологий. Высокий уровень конкуренции также стимулирует постоянный рост качества. За последние пять лет его «средний» уровень на рынке теплоизоляционных материалов значительно повысился.

Редакция выражает признательность Руслану Юнусову, ведущему техническому специалисту по промышленным смолам компании «Метадинеа». Также благодарим компанию «Эковер» (www.ekover.ru): директора завода Владимира Ивановича Бобера, главного технолога Евгению Викторовну Гущину, начальника службы качества Ольгу Александровну Бердникову за содействие в проведении измерений.

Авторы: Любовь Балаболина, Алексей Меснянкин

Статья опубликована в весеннем выпуске журнала «Потребитель. Всё для стройки и ремонта» ВЕСНА» 2015 (объединённый выпуск с журналом GardenTools ВЕСНА 2015)

Апрель 2015