Мансардная кровля: от "А" до "Я"
Кажется, что мансарды существуют с тех пор, как появились скатные кровли. Однако это не так. Лишь в XVII веке французский архитектор Ф. Мансар придумал использовать чердачное помещение для жилья. От фамилии архитектора и произошло название "мансарда".
В России долгое время предпочтение отдавалось плоским кровлям (в городах) и крышам с холодными чердаками (в загородном строительстве). Сегодня ситуация изменилась. Большая часть коттеджей и многие высотные здания увенчаны скатной кровлей, под которой расположены жилые комнаты. Причина популярности мансард - дополнительные квадратные метры и особое чувство уюта в самых близких к небу комнатах.
Как же устроена мансардная кровля?
"Кровельный пирог"
В случае холодного чердака крыша решает две основные задачи: защищает от осадков и придает дому привлекательный внешний вид. Мансардной кровле помимо этих функций надо выполнять еще одну, не менее важную - обеспечивать тепло в жилых помещениях в холодное время года, ведь в мансарде скаты кровли становятся стенами комнат. Для этого в конструкции кровли устраивают слой теплоизоляции, а чтобы защитить его от наружной влаги и водяного пара, которым насыщен воздух внутри дома, предусматривают слои гидро- и пароизоляции, а также вентиляционный контур. В результате получается многослойная конструкция, которую нередко называют "кровельным пирогом".
Минеральная вата и стекловата
Теплоизоляция - главная "начинка" такого "пирога". Слой утепления - это монтируемые в межстропильное пространство плиты или маты из разных материалов. Какие материалы обычно используют? Минеральную вату, штапельное стекловолокно (стекловату) и пенополистирол. Пожалуй, наиболее востребованы первые два материала, так как в отличие от пенополистирола они являются негорючими (группа НГ), а пожарная безопасность при строительстве дома - принципиальный момент. Какие еще требования предъявляются к утеплителям? Прежде всего утеплители должны обладать низкой теплопроводностью. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем больше тепла сохранится в доме (хотя ниже порога, установленного СНиПами, величина (также быть не должна).
Теплопроводность влияет и на толщину теплоизоляционного слоя: чем ниже коэффициент коэффициент теплопроводности, тем тоньше понадобится плита для создания нужной теплозащиты здания. Притом толщина утеплителя будет варьироваться в зависимости от климатической зоны, в которой предполагается строить дом.
У минеральной ваты и стекловаты волокнистая структура: у первой волокна производятся, как правило, из расплавленных камней базальтовых пород, у второй - из расплавленного стекла. Благодаря волокнистой структуре утеплители могут удерживать в себе воздух в неподвижном состоянии, а воздух - идеальный "хранитель" тепла, чем и объясняются хорошие изолирующие свойства обоих материалов. Вместе с тем материалы разного типа и разных производителей отличаются по своим теплозащитным свойствам, поскольку теплопроводность зависит от многих факторов, в том числе от состава, длины и толщины волокна. Например, чем меньше диаметр волокна, тем ниже коэффициент теплопроводности. В целом у качественных утеплителей из минеральной ваты коэффициент коэффициент теплопроводности составляет 0,032 Вт/(м·К), из стекловаты - 0,041 Вт/(м·К).
Другая важная для утеплителя характеристика - упругость (жесткость). На скатной кровле плиты и маты располагаются в наклонной плоскости, а значит, со временем не должны оседать. Кроме того, обычно утеплитель укладывается "в распор", в промежуток между стропилами, поэтому должен обладать самонесущими свойствами, сохранять стабильные размеры и плотно примыкать к стропилам. Если утеплитель недостаточно жесткий, то могут появиться "мостики холода", из-за которых мансарда начнет промерзать, а крыша - покрываться наледью. В то же время излишняя упругость плит и матов тоже не идeт мансардной кровле на пользу: чем жестче утеплитель, тем выше его теплопроводность. К тому же утеплитель должен быть еще и эластичным, чтобы плотно прилегать к кровельной конструкции, заполняя собой все ее неровности. Оба волокнистых материала - минеральная и стекловата - обладают хорошими показателями по упругости и эластичности. Вместе с тем производители минеральной ваты утверждают, что она более жесткая, чем стекловата той же плотности, поскольку ее волокна частично ориентированы в вертикальном направлении. А производители стекловаты подчеркивают, что по сравнению с минеральной ватой она более эластична.
Существенное требование для утеплителя - паропроницаемость. Воздух в жилом доме всегда насыщен водяным паром (благодаря кухне, ванным комнатам, бассейну). По законам конвекции пар поднимается вверх, к кровле. Попадая из теплой зоны в холодную, он может превратиться в конденсат, и "точка росы" может оказаться именно в утеплителе. А у намокшего утеплителя резко снижаются теплозащитные свойства, так что его нужно защитить от пара. Для этого предусматривается прежде всего пароизоляция, монтируемая поверх теплоизоляции со стороны помещения. Однако у пара высокая проникающая способность, и паробарьера может быть недостаточно. Поэтому очевидное преимущество у утеплителей, которые способны пропускать пар. Большинство изделий из минеральной и стекловаты благодаря своей волокнистой структуре достаточно паропроницаемы (у стекловаты этот показатель выше). Для дополнительной защиты от внешней влаги качественные изделия из минеральной ваты и стекловаты гидрофобизированы (пропитаны составами, снижающими водопоглощение материала).
Пенополистирол
Что же касается пенополистирола, то он экономичнее, а по своим теплозащитным свойствам превосходит материалы предыдущих типов, так что слой теплоизоляции из пенополистирола будет меньше. Кроме того, сегодня на рынке представлен пенополистирол с антипиреновыми добавками, благодаря которым материал становится трудновоспламеняемым, правда, во-первых, при пожаре он все равно выделяет опасные для здоровья человека вещества, а во-вторых, он достаточно дорогой. К недостаткам материала можно отнести низкую паропроницаемость, а также высокую упругость.
Деревянные конструкции кровли всегда в той или иной степени дают усадку. К тому же в них неизбежны неровности, дефекты. И постепенно могут возникнуть зазоры в местах примыкания жесткого пенополистирольного утеплителя к стропилам. Для решения проблемы такие места заполняются монтажной пеной, но это влечет за собой новые проблемы: из-за перепадов температур срок службы пены резко сокращается, так что подобная технология не отличается надежностью.
Пароизоляция
Остановить водяной пар на пути к утеплителю призвана пароизоляция. Обычно это специальная пленка, которая монтируется между потолком или черновой обшивкой потолка и теплоизоляцией, как правило, непосредственно примыкая к последней. Основное требование к пленке - паронепроницаемость, определяемая плотностью материала (выражается в г/м²). Чем он плотнее, тем лучше. Также пленка должна быть прочной на разрыв, чтобы выдержать утеплитель в случае потери им упругих свойств. Кроме того, чем прочнее пленка, тем меньше вероятность ее разрыва, если в конструкции кровли возникнут механические напряжения (например, при усадке деревянного основания).
В качестве пароизоляции применяются, как правило, материалы на основе полипропилена и полиэтилена. Полипропиленовые предпочтительнее, поскольку прочнее, так как чаще всего представляют собой тканый материал, более прочный, чем обычная пленка. Однако в структуре ткани могут быть зазоры, поэтому материал с обеих сторон ламинируется тончайшей полипропиленовой пленкой: никаких отверстий для пара не остается. Полиэтиленовые менее крепкие, поэтому, как правило, их армируют полиэтиленовыми же полосами, а затем с двух сторон ламинируют пленкой толщиной в несколько микрон, выполненной опять же из полиэтилена.
Также для создания паробарьера может использоваться картон высокой плотности, ламинированный с двух сторон полимерным покрытием. Его сопротивление паропроницанию и прочность на разрыв достаточно высокие. Наконец, существует еще один тип пароизоляции - армированный полиэтилен (или другой полимерный материал), ламинированный с обеих сторон пленкой, одна сторона которой покрыта слоем алюминия (фольгой). Это покрытие отражает часть теплового излучения обратно в дом, тем самым уменьшая теплопотери.
Специалисты рекомендуют с особым вниманием монтировать пароизоляцию: у водяного пара высокая проникающая способность, поэтому швы пароизоляционного материала надо тщательно герметизировать. Это также касается мест примыкания пароизоляции к стенам, элементам стропильной системы, дымовым и вентиляционным трубам, прочим проходным элементам. Наиболее эффективный способ герметизации - проклеивать места стыков двусторонним самоклеящимся скотчем из бутилкаучука. Пароизоляция фиксируется скобами механического сшивателя или оцинкованными гвоздями с плоской головкой.
"Дышащая" мембрана
Как правило, гидроизоляция - это специальная пленка, которая оберегает утеплитель от наружной влаги во время монтажа кровли и после него: в покрытии из штучных материалов могут быть зазоры, куда при сильном ветре способен проникнуть снег, а при косых ливнях - вода. Есть и другой момент. Из-за разницы температур под покрытием и на улице может выпадать конденсат на холодных частях "кровельного пирога". В случае, например, металлочерепицы, конденсат образуется на внутренней поверхности листа. Тогда гидроизоляция защищает утеплитель еще и от этой влаги. Также пленка служит ветрозащитой для утеплителя: препятствует выдуванию "тепла" и микроволокон из минеральной ваты или стекловаты через вентиляционный контур. Так что даже в случае гибкой черепицы, создающей абсолютно герметичное покрытие без особой пленки не обойтись.
Одновременно с этим гидроизоляция оказывается частью системы вентиляции подкровельного пространства, поскольку от ее типа зависит количество воздушных контуров - один (между гидроизоляцией и покрытием) или два (между гидроизоляцией и покрытием, между гидроизоляцией и утеплителем). В первом случае пленка укладывается непосредственно на верхнюю поверхность утеплителя, причем толщина "кровельного пирога" может уменьшаться. Во втором гидроизоляция крепится к контробрешетке, за счет которой и образуется "нижний" воздушный контур.
Прямо на утеплитель могут монтироваться так называемые "дышащие" (супердиффузионные) мембраны - это одно-трехслойные нетканые материалы из синтетических волокон. Благодаря своей структуре они одновременно не пропускают наружную влагу и дают свободный выход пару из утеплителя (паропроницаемость может доходить до 1200 г/м² за сутки). К тому же они обладают ветрозащитными свойствами. Обратите внимание: паро- и гидроизоляционная пленки должны сочетаться друг с другом по паропропускающей способности. Если "нижняя" пленка пропускает часть пара, то "верхняя" должна пропускать еще больше, чтобы пар не задерживался в утеплителе. Если же паропропускающая способность "нижней" близка к нулю, то можно сэкономить и на "верхней". Встречаются "дышащие" пленки одностороннего применения, которые раскатываются поперек стропил только определенной стороной наружу, и двустороннего, которые можно монтировать к стропилам любой стороной.
Диффузионная пленка
Два вентиляционных контура требуют диффузионные пленки. Обычно это армированные полиэтиленовые пленки с перфорацией - мельчайшими дырочками, через которые способен проникать пар. Паропропускная способность таких пленок значительно меньше, чем мембран, поэтому монтировать их непосредственно на утеплитель не рекомендуется: можно устроить ему "парниковый эффект". Укладываются пленки обязательно лицевой стороной наружу, поскольку их отверстия устроены так, чтобы пар наверх пропускать, а влагу вниз - нет. Иногда в местах нахлеста слоев таких пленок устраивают легкие решетки из ПВХ для усиления вентиляции утеплителя.
Разновидность гидроизоляционных пленок - антиконденсатные (с основой из полипропилена). Их нижний слой не дает капле воды скатываться вниз, и она постепенно высыхает. Такие пленки подходят для металлических покрытий, на обратной поверхности которых может обильно выпадать конденсат. Стоит иметь в виду, что антиконденсатная пленка требует двух вентиляционных зазоров размером 8-10 см, в то время как диффузионная пленка - размером около 5 см. Добавим, что гидроизоляционные пленки и мембраны должны быть прочными, трудновоспламеняемыми, а также стойкими к ультрафиолетовому облучению (ведь при монтаже крыши гидроизоляция некоторое время выступает в роли кровельного покрытия).