Куда в доме уходит тепло? Куда уходит зимой, когда холодно и откуда приходит летом, когда жарко?

Часть тепла уходит через КРЫШУ.

В случае с крышей всё гораздо сложнее, чем со стенами и окнами. Когда не утеплены стены, вы просто будете жить в доме с холодными наружными стенами и перегретым воздухом, будете ежедневно оплачивать отопление улицы. Подумаешь - испугал, да вся Россия так живёт и ничего, а климатические неудобства нам нипочём (не баре – потерпим). За отопление жилья на 99% всё равно платит государство (мы делаем лишь символическую доплату). А кто в коттеджах живёт? Так там люди далеко не нищие, осилят как-нибудь!

В случае с крышей я не буду прибегать к тепловому расчёту и агитировать за уменьшение теплопотерь или экологичности и комфортности под этой крышей проживания. Вопрос утепления тут стоит по-другому в принципе: быть крыше или не быть. В России у изб и дворцов крыши всегда были с холодными чердакам. Крыша всегда состояла из трёх частей: утеплённый потолок, холодный чердак и, собственно, крыша. Крыша (кровельное покрытие на обрешетке) решала вопрос защиты чердака от атмосферных осадков и затеняло утеплённый потолок. Под крышей было наполненное воздухом чердачное помещение. Полом чердака являлся потолок собственно жилого помещения, его можно было спокойно утеплять чем угодно – любым доступным подножным утеплителем: соломой, опилками, корой, керамзитом и т.д. Именно утепленный сверху потолок решал вопросы теплозащиты. По простоте конструкции и эффективности эксплуатации крыша с чердаком не знает себе равных. Кровля чинилась отдельно (там можно легко найти и устранить утечку) и отдельно можно осуществлять работы с утеплителем (сено, опилки и т.д. приходилось менять или перекладывать ежегодно – оно слёживалось). В крыше делались слуховые окна, обеспечивающие правильную циркуляцию воздуха на чердаке. Правильную - это значит, что летом окошки держались открытыми, чтобы чердачное помещение интенсивно проветривалось, чтобы свежий ветер выдувал с чердака жар, источаемый нагретой солнцем крышей, чтобы в доме летом не было жарко. Крыши у нас всегда делались пологими (с углом около 30 град) потому, что такую крышу легко эксплуатировать - можно вылезти на кровлю и свободно перемещаться по ней обычному человеку – человеку, не обладающему специальными навыками, чтобы чинить, красить и так далее. Это во-первых, и во-вторых: на пологой крыше зимой ровным ковром ложится немаленький слой снега, который утепляет дом.

- Как это холодный снег может утеплять дом? Что за глупость?

- Может! И очень эффективно! Теплопроводность свежевыпавшего снега не хуже современных утеплителей (0,05 Вт/м*К). Как и утеплители снег содержит в себе обездвиженный воздух. Другое дело, что утепляет и существует такой утеплитель при отрицательных температурах. Зимой температура воздуха в чердачном помещении должна быть отрицательной. Она зависит от следующих факторов: мороза на улице, толщины снежного покрова на крыше (степени его слежалости) и слоя утеплителя пола чердака (потолка комнаты). Правильная температура на чердаке от -0 до нескольких градусов мороза. Так на улице может быть -25 град, на чердаке -1, в комнате под потолком - +25 град. Снег утепляет дом в отрицательном диапазоне температур от -25 до -0 град С, а утеплитель на чердаке - от 0 до +25 град С (температура под потолком комнаты). Если снег на железной кровле начинал подтаивать, это было верным признаком перегрева чердачного помещения. Такая проблема решалась открыванием слухового окна для увеличения притока воздуха и служило сигналом, что по весне на потолок нужно бы еще соломы доложить. Другими словами, с целью сохранения слоя снега нельзя допускать подогрева кровли снизу «из дома» ни в каком виде и никоим образом. Это свойство снега как эффективного природного и, прошу заметить, совершенно бесплатного утеплителя знали северные народы – они строили низкие приземистые дома с плоскими крышами, которые зимой заваливало снегом по самый конек. Больше снега – больше тепла. Крыши с растительным грунтом не изобретение поборников экологии, как думают многие. За неимением лучшего скандинавы утепляли крыши дерном и мхом, впоследствии всё это разрасталось - такое природное утепление спасало от холодов в межсезонье, а зимой помогал снег. Так в суровых северных условиях можно было худо-бедно, но существовать.

В современных коттеджах и квартирах из этих чердачных помещений по заветам французского архитектора Никола Франсуа Мансара сделали жилые комнаты, но во Франции с мансардными крышами не было особых технических проблем, чего никак не скажешь о холодной России. Проблемы с мансардными крышами появились у первопроходцев коттеджного строительства сразу в начале 90-х годов. Разрез первых мансардных крыш выглядел буквально так. А так эти крыши выглядели уже зимой, в процессе эксплуатации.

Мансардная крыша являет собой частный случай крыши с холодным чердаком, с той лишь разницей, что холодный чердак в ней уменьшен до зазора в 5-10см, а утеплённый потолок практически вплотную притянут к нижнему краю обрешетки кровельного покрытия. Притянут настолько, чтобы там могла осуществляться эффективная вентиляция, оттого этот зазор и называется вентиляционным пространством. Он нужен не только для того, чтобы из утеплителя пару и влаге было куда деваться, а, прежде всего, чтобы кровельное покрытие зимой не подогревалось снизу – со стороны дома и, как следствие, чтобы снег на этом кровельном покрытии не подтаивал и не превращался в лёд! Поскольку, если он начнет подтаивать и превращаться в лед, крыша потеряет ценный утеплитель – снег, а кровельный материал будет подвергаться многократным циклам замораживания-размораживания, которые подорвут его физическое здоровье. Битумные плитки - теголиты и им подобные облысеют - лишатся своей каменной крошки, которая постоянно в течение многих лет будет сыпаться на голову и засорять водосливы. Керамическая черепица замерзнет и полопается, вытаскивая гвозди крепления черепиц. Под мягкую рулонную кровлю, типа гидроизолов, попадёт вода и расширит отверстия, приводя к перманентной течи. Даже самый стойкий в нашем климате кровельный материал – рулонный металл, положенный методом двойного фальца, не выдержит. Лед раскрывает фальц, а ведь методом двойного фальца заворачивают консервные банки. Природа безжалостна: от льда спасения нет – единственное спасение в недопущении льда и обледенения.

Принципиальная проблема и главный недостаток мансардной кровли по сравнению с чердаком тот, что в мансарде нельзя регулировать приток уличного воздуха в вентиляционное пространство – возможно больше увеличивая его летом и дозируя зимой путём открывания-закрывания окна (как на чердаке). Эффективная вентиляция нужна и хороша летом, а зимой избыточный приточный воздух выхолаживает вентиляционное пространство - температура там приближается к уличной. Снег в таких условиях уже не используется как утеплитель, а просто отягощает крышу. В Норвегии я видел конструкции мансардных крыш, в которых степень вентиляции уменьшается по мере увеличения толщины снежного покрова. Всё просто: снег постепенно заваливает вертикальный вентиляционный продух: больше слой снега – меньше сечение вентканала. Такую крышу трудно рассчитать, «ноу хау» состоит в гибкости и возможности настройки конструкции. Целью настройки должно являться легкое подтаивание (иногда) снега на крыше. Полное отсутствие льда говорит о «выключенном» снежном слое утепления.

Основная сложность конструирования мансардной крыши заключается в худшем случае в недостатке утепления и вентиляции (это как правило) в лучшем в избытке вентиляции и в не использовании утепляющих свойств снежного покрова зимой. Вот тут собака зарыта, тут корень неудач проектировщиков мансардных крыш! Впрочем, о чём это я... откуда такой пафос? Какие такие проектировщики? Каких таких мансардных крыш? Сейчас толкового конструктора днём с огнём не найдешь - одни архитекторы модные с коммерческим уклоном! Максимум над чем нынче бьётся «конструкторская мысль» - это чтобы крышу вообще, в принципе какую–никакую слепить, чтобы она вообще была (имелась) и не рухнула от снега, а о вентиляции…, да ещё зависящей от величины снежного покрова... Такими бредовыми фантазиями у нас никто не заморачивается!

Обычно никто крыши не проектирует – обычно бывает так: и утеплителя нормально уложили (10-15см и слоями – это снижает эффективность за счёт конвекции), и пространство пустое между верхней обрешеткой и утеплителем оставили, и внизу щель вентиляционную не забыли проделать и наверху стандартные продухи (к кровле прилагается) установили, а она, падла, все леденеет и леденеет изо дня в день, всё больше и больше! И вот уже с крыльца на рабочего по весне сошла лавина и чуть не сделала человека инвалидом.

- В чём тут дело?

- А дело тут вот в чём:

1. Вентиляция не осуществляется интенсивно в промежутках между всеми стропилами, то есть реально продувается каждое третье или пятое межстропильное пространство.

2. Зимой все эти «стандартные продухи» заваливает снег, которого у нас на крыше к весне запросто до метра слой накопиться может.

Вот и весь секрет. Это ещё приличный случай, когда 20 см утеплителя и 5 см вентиляционный продух…

Обычно бывает так.

Конструкция: покупают на мансардную крышу стропила самые распространённые (недорогие) толщиной 15 см, кладут два слоя по 5 см самой дешевой (пушистой) минваты, забивают верхней обрешеткой и укладывают, например, итальянский теголит.

Имеем: толщина конструкции - 15 см, из них 10см утеплителя и 5 см вентиляционный продух, воздух в который ниоткуда не поступает и никуда не выходит (об этом вааще не знал никто).

Результат летом: в мансарде жарко невменяемо – нужен кондиционер! Установили сначала один, но оказалось, что во время зноя этого недостаточно… Вскоре установили и второй кондиционер.

Результат зимой: сосульки до земли, к весне вся крыша «поплыла», теголит «облысел».

Действия: реконструкция.

Реконструкция первая: срываем кровельное покрытие вместе с обрешеткой, набиваем рейку 5 см, поверх минваты докладываем ещё один слой дешевого пенопласта 5см, делаем продухи для притока и вытяжки воздуха. Покрываем крышу панелями ондулина.

Имеем: толщина конструкции 20 см, из них 15см утеплителя и 5 см вентиляционный продух, воздух в который поступает снизу и выходит сверху (но не везде), и эти продухи заваливаются зимой снегом (об этом ваще никто не подумал).

Результат летом: в мансарде просто жарко - одного кондиционера стало достаточно.

Результат зимой: сосульки до первого этажа, за 4 года вся крыша, начиная с середины зимы, «достала» мелкими протечками сквозь стыки пластин с нахлестом и отверстия, через которые гвозди крепят панели, а ближе к весне - крупными течами.

Действия: вскрытие крыши. Минвата вся мокрая – забыли про пароизоляцию изнутри дома, а в доме всего одна вытяжка, про вытяжки в санузлах забыли вовсе (типа в форточку весь пар уйдёт). В результате вся влага из дома оказалась в минвате.

Реконструкция вторая и последняя: срываем кровельное покрытие вместе с обрешеткой и со всей стропильной системой к чёртовой матери. Заказываем стропильные доски толщиной 30 см необходимой длинны (в соответствии с конструкцией крыши) из клееного бруса или сделанные по технологии фанеры - склеенные из слоёв древесины 2мм. Делаем конструкцию крыши из этих новых материалов. Покупаем плиты полистерола (в конце статьи ссылочки), чтобы набрать слой толщиной 20 см (по возможности как можно меньше слоёв). Шаг стропил крыши подгоняем под размер укладки используемого утеплителя. Делаем систему вентиляции подкровельного пространства - сообщающиеся друг с другом через вырезы в стропилах продухи, притоки и вытяжки воздуха, которые не закрываются снегом, или вентиляционную рейку на коньке. Таких (незаваливаемых снегом) вентиляционных конструкций германские или итальянские производители кровельных материалов не делают – у них нет снега, и проблемы такой в их крышах тоже нет! Снизу со стороны дома по нижней обрешетке пароизолируем крышу плёнкой или содержащим слой фольги фольгоизолом. Стыки проклеиваем металлизированной клейкой лентой (сантехнической). На крышу кладем кровельное железо Пуралл или оцинковку методом двойного фальцевания (про медь или титаноцинк я скромно умалчиваю). Под металлическую кровлю (на верх обрешетки) кладём слой акустической изоляции - влагонепроницаемую, но паропрозрачную рельефную пленку. Чтобы во время оттепелей через теплопроводящий металл уличный воздух не разогревал нижний слой снега, чтобы он опять не подтаивал (с неметаллической кровлей таких проблем не будет). До кучи делаем вытяжки из всех санузлов и подвала.

Имеем: толщина конструкции 30 см, из них 20см эффективного утеплителя и 10 см вентиляционный продух, воздух в который поступает снизу и выходит сверху равномерно и интенсивно везде! Снизу утеплитель защищен пароизоляцией от влаги из дома.

Результат летом: в мансарде нежарко – кондиционер включается только во время летнего зноя.

Результат зимой: снег лежит ровно, не подтаивает снизу, небольшие сосульки образуются только весной или во время оттепели.

Можно было бы, конечно, и не переделывать крышу целиком, а, например, заняться «цыганским» утеплением снизу – начать лепить по нижней обрешетке какие-нибудь утеплители: пенопласты, пенофолы, полиэтилены и вообще всё, что под руку попадётся. Но вся эта мышиная возня опять будет с неизвестным результатом - ведь у разных утеплителей неодинаковые паропрозначность и водопроницаемость. Их комбинации могут привести к появлению ловушек для влаги. Влага в виде пара, пройдя сквозь более паропрозрачный материал, может уткнуться в материал паронепроницаемый (полиэтилен или пенофол). При совпадении влажности и температуры из воздуха может появиться вода (роса) которой некуда будет деваться. Ведь паропрозрачные материалы работают как полупроводники - воду в виде пара сквозь себя пропускают, а воду в виде капель воды уже нет. В таких обстоятельствах между слоями утеплителя может появляться сырость. Уж лучше крышу целиком всю заново переделать - дорого, но мило….

Подсчитать, во что хозяину обошлось это удовольствие – «правильная» мансардная крыша???

Именно поэтому требования нового СНиПа устанавливают для кровельных покрытий значение сопротивления теплопередачи не менее 5,2 м2*К/Вт (для Москвы).

Про утеплители на крыше.

На крыше вместо минеральных ват лучше применить экструзионный вспененный полистирол (на худой конец пенопласт), потому что в случае протечки минеральные ваты пропитываются водой. Могут намокнуть целиком огромные сектора кровли.

В рекламных буклетах фирм написано, что минеральные ваты негигроскопичны, значит, не впитывают влагу! Когда, находясь на строительном рынке, вы видите, как во время ливня мокнут и тяжелеют на глазах, наливаясь водой, целые упаковки утеплителя, вы задумываетесь, как вата может быть негигроскопичной? Ведь она вата, а вата по определению прекрасно впитывает влагу! Когда на достойной всяческого уважения бумаге написано: сухо, а организм чувствует: мокро, многие не знают, чему верить - наступает раздвоение сознания. Такие негуманные методы рекламы у людей с незакалённой психикой запросто могут шизофрению спровоцировать.

Ведь любой производитель в своём красочном рекламном буклете так распишет все достоинства и бесконечное многообразие областей применения материала: ну везде, буквально для всего этот утеплитель пригоден - на стену, на пол, на крышу и ещё бог знает для чего. Полистав брошюру, создаётся впечатление, что только в борщ его класть не нужно. Намокнув, минеральная вата, как впрочем и любое промокшее вещество перестаёт быть утеплителем. Представьте, вы под мокрым ватным одеялом...

В мансардной крыше особенно трудно найти и локализовать место течи, ведь протекает кровля в одном месте, да и то не всегда, а допустим, только во время сильного дождя, или при оттаивании снега. А мокрым может оказаться огромный сектор потолка ниже и выше места протечки. Даже после определения и устранения течи вам необходимо ремонтировать весь намокший сектор кровли. Ведь один раз намокнув, сама по себе, минеральная вата не высохнет никогда: быстрее деревянные конструкции крыши покроются плесенью и сгниют. Самое страшное - это перманентная, вялотекущая течь, когда в результате комбинации или при стечении ряда обстоятельств под кровлю постоянно, понемногу попадает и впитывается ватой влага, или влага поступает изнутри дома при плохой или вовсе отсутствующей пароизоляции. В этом случае откровенной протечки нет, а вата - влажная, полусырая, оттого в мансардном помещении холодно, сыро, противно как-то. Деревянные конструкции крыши над вами годами гниют, а вы что-то чувствуете, но конкретно, в чём дело, не понимаете – это самый плохой случай! Уж лучше протечка большая, но конкретная!

Во избежание намокания утеплителя в конструкции мансардных крыш под основным кровельным покрытием предлагают положить паропрозрачную пленку, чтобы если первое – основное покрытие протечёт, то вода попадает на другое (страхующее) покрытие – пароплёнку, по которой вода успешно скатится вниз и вытечет наружу. На случай протечки предыдущего лучше бы ещё и второе, и третье страхующее покрытие предусмотреть. Потому как, если вода намочит вату… а это событие разработчики кровельных технологий приравнивают к катастрофе и, чтобы не бередить и без того возбуждённый мозг клиента, о такой ужасной перспективе скромно умалчивают. Между всеми этими слоями предусматривают вентиляционное пространство (несколько сантиметров), чтобы потом было куда влаге деваться.

В случае утепления крыши полистеролом такое его свойство, как абсолютная ненамокаемость, трудно переоценить! Здесь отпадает надобность в паропрозрачной пленке, дублирующей кровельное покрытие. Вода, просочившись с крыши, успешно стечет вниз по утеплителю, не изменив его теплоизоляционных свойств. Полистерол невозможно намочить сверху при протечке кровли, но защищать его снизу от водяных паров из дома, образующихся в процессе жизнедеятельности домочадцев, нужно, как и вату. Полистерол паропроницаем.

Строители, к сожалению, избегают применять полистирол (или пенопласт), ведь жесткие плиты нужно аккуратно укладывать - резать в размер, подгонять, устранять щели... Строители предпочитают использовать минвату. Она укладывается быстро, удобно и красиво, заполняя собой всё пространство, что так радует глаз...

При закладке утеплителя в крыши такая проблема, как время его жизни, теряет актуальность, так как не отличается от времени жизни большинства популярных кровельных материалов (оцинкованное железо, черепицы, теголиты разных сортов). Даже в случае долговечной меди или титаноцинка нужно оставлять технологическую возможность заменить (лет через 50) полистерол на другой – новый утеплитель через нижнюю обрешётку. В этом случае можно использовать вечный пароводонепроницаемый утеплитель – пеностекло. Тут нужно помнить, что пеностекло - жесткий и хрупкий, легко деформируемый материал окажется в пластичной деревянной конструкции, которая подвержена деформациям (снеговая и ветровая нагрузка зимой). Он не очень хорошо будет лежать… в нём могут появиться щели и трещины, которые приведут к конвекции воздуха в утеплителе.

Резюме. При конструировании мансардной кровли в нашем холодном климате должны быть решены две основные задачи: для нормальной зимней эксплуатации и неразрушения кровли льдом необходимо обеспечить ненагреваемость покрытия снизу (теплом из дома), особенно, если речь идёт о металлическом кровельном покрытии. Именно для этого (теплопотери тут второй вопрос) нужен слой эффективного утеплителя толшины - до получения необходимого и даже больше, чем положено в вашей климатической зоне коэффициента сопротивления теплопередаче и реально действующая межстропильная вентиляция. Для недопущения влаги в слой утеплителя необходима эффективная пароизоляция конструкции крыши снизу (со стороны дома).

Поэтому правильную мансардную крышу нельзя сделать из прежних – обычных пиломатериалов. Целиковых стропильных досок шириной 30 см в природе не существует, их возможно изготовить только по новым технологиям: это будет клеёный брус или подобие фанеры. Потому как, если бы мансардную крышу можно было бы сделать из обычных пиломатериалов, такие крыши давно бы уже у нас делали, вы думаете, раньше людям не приходила в голову заманчивая мысль использовать холодный чердак для жилья? Приходила, только вот утеплителей таких не было как сейчас и, как теперь выяснилось, пиломатериалов тоже. Сегодня большинство конструкций, которые называются мансардными, таковыми на самом деле не являются – да, они сделаны с претензией на мансардную кровлю, но… тут «размер стропил решает всё» Такие квазимансардные крыши на коттеджах выдают свисающие до земли огромные сосульки и наличие мощных кондиционеров, спасающих от летнего зноя. Чудес не бывает, за всё в этой жизни нужно платить – из «ничего» - «чего» не сделаешь, не выходит.

Схема бутерброда правильной мансардной крыши.

ВЕРХ

1. Кровельное покрытие - медь, железо, металлочерепица, ондулин, теголиты.

2. Водонепроницаемая рельефная паропрозрачная мембрана для тепло-звукоизоляции металла.

3. Верхняя обрешетка – доска 22-25мм.

4. Вентиляционный продух 8-10 см с эффективным притоком и вытяжкой уличного воздуха.

5. (Никакой паро-гидроизоляции тут не нужно!!!)

6. Слой утеплителя 20 см (зависит от материала) - полистерол, пенопласт, пеностекло, но ни в коем случае не минеральная вата – никакая!!!

7. Нижний слой обрешетки - доска 22-25мм.

8. Пароизоляция фольгой или пенофолом или фольгоизолом (это фольга, наклеенная на вощеную бумагу).

9. Рейки, несущие внутренний отделочный слой.

10. Внутренний отделочный слой – гипсокартон, доска-вагонка, панели и т.д. и т.п.

НИЗ

P.S. Впрочем, если в вас дремлют конструкторские таланты - у вас есть шанс отличиться. Вы можете сконструировать мансардную крышу из простых - сырых пиломатериалов, купленных на обычном рынке. Тогда вас обязательно заметят и оценят по достоинству: ваше имя будет золотыми буквами вписано в историю мировой инженерной мысли, думаю, где-то между Густавом Эйфелем и Владимиром Шуховым.

Ещё при конструировании элементов конструкций крыш хочется предупредить желание использовать изделия из стали (разные профили – уголок тавр, швеллер и т.д.) Даже не думайте! В случае пожара металл нагревается и «течёт» – становится пластичным. Крыша с несущими конструкциями из стали в случае пожара рухнет и накроет дом гораздо быстрее, чем крыша из дерева. Ведь балка из дерева ломается, когда прогорит, практически до основания, а металлическая балка прогнётся, когда нагреется докрасна (из-за этого рухнули небоскрёбы). Это мнение пожарных – среди них много людей погибло именно по этой причине.

Идеальных материалов в природе нет! Всем присущи свои недостатки. Пенополистеролы и пенопласты весьма токсичны при горении... одно радует - что при горении горячий дым как правило устремляется вверх, а не вниз. Пенополистерол не на крыше в случае пожара не в пример опасней. Одно утешение - при пожаре любой крыше в малоэтажном доме не выжить, что минераловатной, что пенополистерольной.

Под термином полистерол я понимаю экструзионный вспененный полистирол, изготавливаемый методом экструзии из полистирола общего назначения, например такой, или такой, или такой, а пенополистеролом называю наш обычный белый пенопласт, которым завалены все рынки (его я и врагу не посоветую применять).

Важно! Не вздумайте применять эти замечательные утеплители в крыше по схеме предложенной на сайтах производителей, например тут на рис 2 или 3. В этом случае деревянная констукция крыши (стропила, доски и прочее) окажется наглухо запечатанной с двух сторон - снизу паронепроницаемой плёнкой (чтобы отсечь крышу от влаги из дома), а сверху практически паронепронецаемым полистеролом (паропрозрачную плёнку наверху нарисовали, чисто механически, бездумно скопировав типовую схему). В такой конструкции свежие пиломатериалы окажутся во влажной и тёплой среде (тропики) - быстренько заплесневеют и загниют... (Или нужно придумывать изощрённые схемы вентиляции.) Ведь паропрозрачность полистерола в ПЯТЬ (!!!) и более раз ниже чем у дерева! Вот вам и профессионалы! А потом они же вам средсва от плесени - антисептики предлагать будут... Вот снизу крыши (на потолке мансарды) дополнительно положить слой полистерола для утепления можно - тут его низкая паропрозрачность будет только способствоать пароизоляции крыши - это гуд! Но никода не сверху! Так, применив в крыше самый эффективный утеплитель, можно и обычной (20см) стропильной доской обойтись (+ рейка для вентиляции).

Ищите выход - он найдётся!

Статья была написана в 2005 году.

Мансардные крыши.