Какая плотность утеплителя нужна для кровли

• Что такое плотность утеплителя и на что она влияет
• От чего зависит выбор плотности
• Как рассчитать плотность при утеплении крыши

Крыша — один из самых сложных конструктивных элементов дома. При выборе теплоизоляции для кровли, особое внимание нужно уделить основным техническим характеристикам, от которых зависит эффективность и долговечность материала. К числу таких параметров относится плотность утеплителя, определяющая теплотехнические характеристики самой крыши. Правильно рассчитав показатели жесткости, можно не сомневаться в надежности утепления.

Что такое плотность утеплителя и на что она влияет

Любой тепло-, звукоизоляционный материал имеет определенный показатель плотности, который определяет, сколько килограммов исходного сырья (основного вещества в составе) содержится в одном кубическом метре готовой продукции. 

Также эту величину называют удельным весом и измеряют в кг/м³.

Используя плотность в качестве основной характеристики для классификации, можно выделить несколько видов теплоизоляторов:

• особо легкие;
• легкие;
• средней жесткости;
• плотные (жесткие).

Так, например, к категории особо легких утеплителей относится пенополистирол (пенопласт) с воздушно-ячеистой структурой. 

Легкие утеплители чаще всего изготавливают из минеральной (каменной) ваты. 

К изоляторам средней жесткости относится пеностекло. 

А среди наиболее плотных утеплителей выделяют изделия на основе все той же базальтовой минваты, но произведенные под высоким давлением по другой технологии.

На что влияет плотность, и почему так важно учитывать этот показатель, выбирая утеплитель для защиты тех или иных строительных конструкций?

Теплопроводность

Жесткость утеплителя находится в обратной пропорциональности к его пористости. 

Это означает, что чем ниже плотность, тем выше пористость материала, и тем больше воздуха содержится в его структуре. Воздух обеспечивает самую лучшую теплозащиту — чем его больше, и чем лучше он изолирован от внешней среды, тем ниже коэффициент теплопроводности.

Например, минеральная вата, состоит из переплетенных каменных волокон, пространство между которыми заполнено воздухом. Чем менее плотное сырье, тем больше внутри воздуха, а теплопроводность изолятора ниже. При более плотной структуре, воздуха внутри становится меньше, а теплопроводность будет не намного, но всё-таки выше.

Преимущество пористых материалов в способности надежно удерживать тепло, препятствуя свободному перемещению воздушных масс, что позволяет создать эффективный тепловой буфер. 

А материалы с самыми высокими показателями крайне редко характеризуются хорошими изоляционными свойствами. 

И несмотря на то, что жесткость сама по себе не влияет на теплоизолирующие свойства, в вопросе сохранения тепловой энергии пористый минераловатный утеплитель в 5 раз эффективнее плотного деревянного бруса.

Поэтому даже толстые деревянные стены не смогут обеспечить эффективную теплозащиту. Зато ее поможет создать минимальный по толщине слой базальтовой ваты.

Более наглядно соотношение двух величин отражено в таблице.

Помимо теплоизолирующих свойств, плотность утеплителя влияет на: 

• вес;
• долговечность;
• сохранность первоначальной формы;
• сопротивление на сжатие и устойчивость к механическому воздействию.

От степени жесткости зависит сфера назначения изолятора — плотность утеплителя для кровли будет сильно отличаться от характеристик изолятора для стен или мансарды.

Вес и сохранность формы

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше нагрузка на строительные конструкции и фундамент дома. Например, ячеистый бетон с довольно низким коэффициентом теплопроводности нельзя использовать для утепления легких стен, каркасных сооружений или межстеновых блоков, так как его плотность минимум 400 кг/м³.

Для тепловой защиты ненагружаемых поверхностей применяют легкую каменную вату.

Жесткость материала определяет и степень его устойчивости к воздействиям извне, механическим повреждениям. Чем значения выше, тем более высокой стойкостью к деформациям будет обладать теплоизоляция.

Практически все легкие утеплители нуждаются в дополнительном защитном слое. Без такой защиты материал будет постепенно разрушаться под воздействием негативных факторов окружающей среды. 

От жесткости используемой теплоизоляции также зависит способ монтажа и финишной отделки. Для сверх плотных материалов одного клеевого раствора будет недостаточно — такие конструкции нуждаются в дополнительной фиксации с помощью специальных дюбелей. 

От чего зависит выбор плотности

На примере минеральной базальтовой ваты рассмотрим, от чего зависит выбор жесткости теплоизоляционного материала.

Плотность базальтовой теплоизоляции — это показатель, который определяется особенностями технологического процесса и назначением продукции. Минимально возможный показатель — 25 кг/м³. Если производить базальтовые полотна с меньшей степенью уплотнения волокон, то они не будут держать форму и попросту рассыплются. Самые плотные каменные плиты настолько твердые, что способны выдержать вес человека.

При этом стоит отметить, что тепло- и звукоизоляционные свойства, а также паропроницаемость у базальтовой ваты различной жесткости практически не отличается. 

Чтобы определить, какая теплоизоляционный материал какой жесткости подходит для решения той или иной задачи, нужно учесть ряд факторов.

При этом следует помнить, что показатели теплопроводности минераловатных утеплителей примерно одинаковые, а вот транспортировка и монтаж плит большей жесткости потребует больших усилий.

Используя в качестве утеплителя базальтовую вату, нужно учитывать, что для тепловой защиты разных объектов необходимо выбирать изделия разной жесткости: 

• Утепление полов. 

Допустимо использование базальтовых плит с показателем 50–75 кг/м³. 

• Обустройство наклонных крыш.

Существенная нагрузка на материал исключена, поэтому для утепления скатной крыши можно выбрать не слишком плотные полотна (менее 35 кг/м³).

• Теплоизоляции стен каркасных домов. 

В этом случае нужно выбирать теплоизолятор плотностью до 45 кг/м³, чтобы избежать деформации плит, если укладывать их друг на друга.

• Создание слоистой кладки.

Если при обустройстве вертикальных поверхностей применяют кладку из чередования нескольких материалов, то в качестве теплоизолятора лучше всего использовать базальтовые плиты плотностью 50–60 кг/м³. 

• Монтаж вентилируемых фасадов. 

Чтобы надежно защитить наружные стены, нужно учесть, что они будут подвергаться разрушительному действию влаги, осадков, температурным колебаниям. Чтобы исключить разрушение теплоизоляции и одновременно с этим создать устойчивую конструкцию фасада без перегрузки фундамента, используют плотные маты 70–80 кг/м³.

• Утепление мансарды.

Для тепловой защиты неотапливаемых чердачных помещений или мансард используют минвату средней жесткости.

• Обустройство плоской кровли.

Плоская крыша с минимальным уклоном постоянно подвергаются серьезным нагрузкам, поэтому должна выдерживать значительный вес без продавливания и деформаций. Обеспечить решение этой задачи и одновременно утеплить кровлю можно с помощью самых плотных панелей (150–200 кг/м³).

Если после утепления предстоит оштукатуривание поверхности, то материал должен быть достаточно плотным и прочным (около 140 кг/м³).

Как рассчитать плотность при утеплении крыши

Плотность утеплителя для кровли имеет едва ли не первостепенное значение для получения расчетной энергоэффективности.

При выборе материала также уделяют внимание таким критериям, как:

• срок службы, 
• вес, 
• влагостойкость, 
• огнестойкость, 
• возможность усадки.

Для работ по утеплению кровельных систем разработан ряд базальтовой теплоизоляции плотностью от 37 кг/м³.

В первую очередь выбор зависит от вида кровли — скатной (каркасной) или плоской. 

Если крыша утепляется просто для того, чтобы снизить тепловые потери через потолок и кровлю, то можно использовать каменную вату для крыши, плотность которой не превышает 75 кг/м³. Здесь важно правильно рассчитать толщину утепляемого слоя. Обычно для этого берут ориентиром ширину стропильных ног. То есть заполнение проводят с учетом этого размера. К примеру, если ширина стропилы — 150 мм, то и толщина теплоизоляционного слоя должна быть такой же.

Стропильная система должна выдерживать весь кровельный пирог, в том числе вес уложенной теплоизоляции, поэтому рекомендуется использовать более легкие варианты, чтобы не перегружать конструкцию. 

Но не стоит приобретать слишком легкие изделия, потому что это часто приводит к усадке. Рекомендуемые значения — 55 кг/м³.

При выборе тяжелой ваты из базальта, без монтажа удерживающей обрешетки не обойтись. 

Для утепления скатных крыш, эксплуатация которых не предполагает значительной нагрузки, чаще всего применяют утеплитель низкой плотности (25–35 кг/м³).

Для теплоизоляционной защиты активно эксплуатируемых плоских крыш, пространство которых может быть задействовано под зону отдыха или, например, в качестве парковки, используют минвату с самыми высокими показателями (150–200 кг/м³).