Теплоизоляция полов

Полы жилых домов, расположенные в непосредственной близости от грунта, находящиеся в контакте с наружным воздухом, либо отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, должны быть снабжены теплоизоляцией. Это позволяет одновременно добиться трех целей: снизить затраты на отопление, повысить комфортность жилья и уменьшить загрязнение окружающей среды. Помимо строительства жилья, теплоизоляция полов может оказаться весьма полезной и при сооружении других типов зданий.

Материалы, применяемые для теплоизоляции полов, подвергаются воздействию повышенных нагрузок, в силу чего среди предъявляемых им требований в первую очередь следует назвать высокую прочность на сжатие и малую степень деформации при сжатии. Другими важными характеристиками теплоизоляционного материала, позволяющими уменьшить до минимума толщину строительных конструкций, являются низкая теплопроводность и способность сохранять исходные теплоизолирующие параметры в течение практически неограниченного периода времени даже при воздействии влаги и механических нагрузок. Теплоизоляционный материал должен быть удобным в работе, в эти параметры входит - легкость резки, простота и скорость укладки с небольшим количеством отходов, что сводит к минимуму стоимость работ по теплоизоляции.

Применяют такие материалы, как минеральная вата, стекловата, пенополистирол, в т.ч. экструдированный, вспененное (ячеистое) стекло, и др. Для каждого из этих материалов разработаны конструктивные схемы устройства полов, учитывающие особенности их применения.

Минеральную вату на каменной основе отличает высокая тепло- и звукоизолирующая способность, огнестойкость, хорошие водоотталкивающие свойства, высокая сопротивляемость механическим воздействиям. Для утепления полов минеральную вату выпускают в виде гибкого мата и твёрдой плиты. Последнее наиболее часто применяется для утепления пола по грунту.

Гибкий мат (например, фирмы Rockwool) изготавливают из гидрофобизированной минеральной ваты. С одной из сторон его покрывают (кашируют) перфорированной крафт-бумагой. Плотность мата приблизительно 30 кг/м3, а водопоглощение - не более 1% от объёма. Данный материал является негорючим. Мат укладывают таким образом, чтобы он был обращен кашированной поверхностью в сторону утепляемого помещения.

Плиту (например, фирмы Rockwool) также изготавливают из гидрофобизированной минеральной ваты. Одну сторону плиты, обладающую большей жесткостью, маркируют синей полосой. При укладке плит сторона, отмеченная синей полосой, должна находиться сверху. Плиты из минеральной ваты используют преимущественно в качестве однослойной теплоизоляции при утеплении пола по грунту.

Отличительной особенностью минеральной ваты является не только высокое термическое сопротивление, но и высокая звукоизолирующая способность.

Экструдированный пенополистирол

Весьма перспективным материалом для теплоизоляции полов является экструдированный пенополистирол. Благодаря своей закрытоячеистой структуре, этот материал отличается продолжительным сроком службы и обеспечивает эффективное и экономичное решение проблемы теплоизоляции полов, подвергающихся различным нагрузкам в процессе эксплуатации при выполнении различных функций. Он с успехом применяется для теплоизоляции полов первых этажей, подвальных помещений, а также промежуточных этажей.

В силу своей закрытоячеистой структуры плиты из экструдированного пенополистирола не впитывают влагу и обладают исключительно высокой прочностью на изгиб и сжатие. В результате чего их можно класть под гидроизоляционные мембраны на жесткое основание из крупного щебня с выравнивающим слоем из песка. Не рекомендуется устройство подстилающего слоя толщиной менее 10 см. Такое решение устраняет необходимость использования бетонной подготовки. Находясь на теплой стороне теплоизоляционных плит, мембрана служит также в качестве пароизоляционного слоя. С точки зрения строительной физики такая конструкция значительно превосходит конструкции традиционного типа. Толщина распределительной плиты, служащей также основой для чистого пола, должна быть не меньше 8 см. Полоса из эластичного материала, уложенная вдоль линии сопряжения стены и пола, не только является уплотнением температурного шва, но также улучшает звуко- и виброизоляцию. Укладка битумной гидроизоляционной мембраны поверх теплоизоляции производится методом холодного склеивания, при этом в составе адгезива не должно быть органических растворителей и пластификаторов. В случае умеренной влажности грунта и умеренного испарения влаги из него, а также в зависимости от функционального значения здания, для разделительного слоя достаточно одного-двух слоев тонкой полиэтиленовой пленки, с минимальным нахлестом 15 см.

Экструдированный пенополистирол применяют для теплоизоляции полов подвальных помещений.

При строительстве на влажном грунте, а также в зависимости от назначения зданий и величин нагрузок, теплоизоляция полов отапливаемых подвальных помещений осуществляется по схеме, принятой для несущих полов первых этажей.

При наличии давления, создаваемого грунтовыми водами, а также в зависимости от нагрузок, создаваемых стенами и колоннами, теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола можно размещать как над, так и под железобетонными плитами, уложенными на щебне. При укладке плит из экструдированного пенополистирола под бетонными плитами фундамента и при теплоизоляции стен подвальных помещений с помощью плит из экструдированного пенополистирола создается надежная и долговечная теплоизоляция подвальных помещений, которая отличается тем, что в ней нет теплопроводящих мостиков, и которая обеспечивает использование теплоемкости несущих конструкций. Поскольку капиллярное водопоглощение экструдированного пенополистирола отсутствует, плиты можно укладывать под гидроизоляционной мембраной на подстилающем слое гравия, что позволяет сэкономить средства на сооружение основания. При наличии бетонного основания гидроизоляционную мембрану можно размещать как под, так и над теплоизоляцией из экструдированного пенополистирола, при этом оба решения являются верными. Если мембрана укладывается на бетонное основание в соответствии с традиционным способом, экструдированный пенополистирол защищает мембрану от механических повреждений в ходе строительных работ и обеспечивает надежную поверхность для укладки фундаментной плиты.

Экструдированный пенополистирол применяют для теплоизоляции полов промежуточных этажей.

Наиболее эффективным способом теплоизоляции бетонных плит, контактирующих с наружным пространством, либо находящихся в неотапливаемых помещениях (подвалы, смотровые колодцы, люки, аркады, пустоты и полости служебного назначения), является укладка теплоизоляции под этими плитами. Такое конструктивное решение находится в полном согласии с законами строительной физики, так как, будучи уложена на холодной стороне, теплоизоляция устраняет образование конденсата, повышает степень использования теплоемкости бетонных плит и снижает резкие смены температуры внутри здания.

Плиты из этого материала закладываются в опалубку. Благодаря своей рифленой поверхности они обладают высокой степенью адгезии к бетону. Если бетон достаточно хорошо уплотнен, сила адгезии настолько велика, что для крепления теплоизоляционных плит не требуется никаких дополнительных механических деталей и приспособлений. Дождевая вода, содержащаяся в бетоне влага и механические нагрузки, имеющие место в ходе строительных работ, не снижают высокие теплоизоляционные свойства плит из экструзионного пенополистирола, что объясняется его минимальным водопоглощением и высокой прочностью на сжатие. Теплоизолированную поверхность можно штукатурить или покрывать каким-либо облицовочным материалом. При штукатурке наружных поверхностей необходимо использовать соответствующую аплатуру, что рекомендуется также при проведении штукатурных работ внутри помещений, особенно тогда, когда речь идет о больших площадях. При теплоизоляции сборного бетона строящихся объектов или бетонных плит уже существующих сооружений теплоизоляция из экструзионного пенополистирола крепится к внешней стороне бетонных плит с помощью цемента и/или крепежных деталей. Для отделки поверхности можно использовать штукатурку и различные облицовочные материалы.

Изоляция воздушного и ударного шума

Шумы можно разделить на два вида: воздушные (речь, музыка, журчание воды) и ударные (шаги, движение мебели, удары предметов, стуки в бытовых приборах).

Характеристиками звукоизолирующей способности перекрытий являются индекс звукоизоляции воздушного шума Rw и индекс приведенного ударного шума под перекрытием Lnw.

Воздушный шум задерживают в основном элементы перекрытия. Здесь важна масса. Звуковые волны не могут раскачать массивные предметы. Если у перекрытия масса более 350 кг/м2 (показатель сплошных плит толщиной не менее 160 мм), воздушный шум гасится успешно. Вот почему в новых домах перекрытия стали делать более толстыми (160 мм). В противном случае в конструкцию "черного" пола приходится включать слой звукоизолятора из упругого пористого материала.

С ударным шумом бороться сложнее. Значительная масса конструкций здесь тоже полезна, но более эффективны изолирующие прослойки из материалов волокнистой структуры с тонкими воздушными каналами и малым модулем упругости. Здесь энергия звуковой волны тратится на колебания воздуха и стенок миллионов микроканалов.

Как оказалось, типовые конструкции полов, применявшихся в домах постройки восьмидесятых годов, новых норм звукоизоляции не обеспечивают. Поэтому при перепланировках не "клонируют" старые системы, а создают новые. Здесь важны и материалы прокладок, и место их расположения (строение "пирога"), и новые конструкции полов и перекрытий. Например, размещать звукоизолирующую прослойку целесообразнее не над стяжкой, а под ней. Впрочем, точную конструкцию пирога определяют специалисты.

Среди конструкторских новаций выделяются три. Это "плавающие" полы, подвесные потолки с шумоизолятором и перекрытия из двух раздельных несущих плит.

"Плавающие" полы (на упругих прокладках) - наиболее распространенный способ борьбы с ударным шумом. Идея конструкции в том, что твердая оболочка помещается на упругое ложе и не касается жестко ни перекрытия, ни стен. Удобная дорожка из жестких тел для звуковых волн прерывается, шум проходит далее значительно ослабленным. Такой пол можно устраивать, используя и лаги, и стяжки. Важно лишь правильно подобрать материал изолятора. Здесь фирмы пока идут "на ощупь": выбор есть, а опыт набирается по крупицам. Например, под лагами хорошо работают маты из стекловатина (толщиной 25 мм), которые лежат непосредственно на балках перекрытия, а у стен заводятся вверх до уровня плинтуса. Поверх лаг набивают листы ДСП или шпунтовые доски, плотно прижимая ими стекловатин к стене.

Под бетонной стяжкой успешно служат плотные маты из базальтовой ваты или плиты пенополиэтилена, а по стенам - полоски стекловаты толщиной 20-30 мм. Сверху маты накрывают полиэтиленовой пленкой, заворачивая ее у стен вверх, а затем заливая раствор для стяжки. Плинтусы крепят или к полу, или к стенам, но не к тем и другим сразу.

В керамических полах - базальтовое тонковолоконное полотно слоем 20-30 мм и цементно-песчаная стяжка толщиной 50 мм - снижают ударный шум на 36 дБ. Это значит, что даже в хрущевке перекрытие будет работать как в "люксовом" доме. Ну а распространенную конструкцию пола на лагах с подкладками из мягкой ДСП по плитному перекрытию (140 мм) можно довести до ума (Rw= 55дБ и Lnw= 56 дБ), установив между лагами толстые (50 мм) плиты базальтовой ваты "Лайт Баттс" фирмы "МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА". Более тонкие прослойки (3-8 мм) из новых материалов под бетонными стяжками сберегут не только сантиметры высоты потолков, но и ваши нервы, обеспечив акустический комфорт. В качестве примера назовем Fonostop Duo (полимерно-битумная мембрана от INDEX, Италия), Supersill (кремнеземное волокно от "СИЛКА", Россия), Velimat LB (стеклохолст, SAINT- GOBAIN, Франция), Ipocopk (пробка, IPOCORK, Португалия). Правда, стоят они недешево - $ 4-10/м2. Показатели звукоизоляции полов на выровненном железобетонном перекрытии толщиной 140 мм

Полы на лагах. Лаги должны быть сухими и антисептированными. Влажность - не более 12%, иначе их скручивает и пол коробится. До стен их не доводят на 20-30 мм, зазор заполняют минеральной ватой. На плиту перекрытия лаги должны опираться всей нижней поверхностью. Поэтому под них кладут полоски (толщиной 12 мм) мягкой ДСП, которые также служат звукоизолятором. Для выравнивания лаг клинья и прокладки не применять! Можно воспользоваться одним из следующих способов:

• строганием выступающих частей;

• подбивкой песка под прокладки (или лаги, без прокладок) с последующей засыпкой песком (до 10 мм) пространства между лагами;

• подливкой на плиту перекрытия раствора полимерно-цементного (но не цементного!) состава.

Все тепло- и звукоизолирующие сухие засыпки надо прокаливать, чтобы выжечь органические включения (пищу для микроорганизмов). Между заполнением и деревянной обшивкой поверх лаг (ДСП, доски, фанера) должно оставаться свободное пространство высотой не менее 20 мм для вентилирования дерева. Это пространство не следует соединять с воздушными полостями в стенах. В углах комнат в полу полезно проделать отдушины, закрыв их решеткой.

Полы на стяжках. Недопустимо выравнивать бетонную плиту основания или старую стяжку, подливая цементный раствор. У двух материалов разная усадка, так что подливка отслаивается и трескается. Ровнять следует полимерно-цементным раствором. А вот свежую стяжку выравнивать цементным раствором можно, но делать это надо не позже чем через 6 часов после создания стяжки. Если планируется получить почти идеально ровную поверхность с помощью полимербетона, нанесенного поверх стяжки, для последней надо использовать прочный бетон класса В15 и выше или цементно-песчаный раствор М250 (а не бетон В12,5, который обычно применяют для удешевления процесса).

Шум, проникающий из соседних по вертикали квартир, бывает воздушным (речь, музыка) и ударным (шаги, удары падающих на пол предметов и т.д.).

Изоляцию воздушного шума обеспечивает в основном несущая конструкция перекрытия. В современных зданиях это железобетонные сборные или монолитные плиты, в индивидуальном строительстве, кроме того, это могут быть металлические или деревянные балки с засыпкой между ними сыпучими материалами (песком, керамзитом, шлаком, и т.п.). Конструкция пола, расположенного над перекрытием, мало влияет на общую величину звукоизоляции. Здесь, прежде всего, важна величина общей массивности 1 м2 перекрытия с полом, и если она больше 350 кг/м2, то требуемая звукоизоляция в 50 дБ для межквартирных перекрытий обеспечивается.

Для изоляции ударного шума также важна массивность перекрытия, но для обеспечения норматива в 67 дБ для квартир она должна быть в несколько раз больше, чем для норматива по воздушному шуму (350 кг/м2), что ни технически, ни экономически крайне не рационально.

Для изоляции ударного шума более эффективно использование специальных конструкций пола.

В первом случае используются т.н. мягкие полы - ковры, линолеум на вспененной основе, и т.п. При этом рассеяние большей части энергии удара происходит в зоне непосредственного контакта, например, ноги и пола.

Но не во всех помещениях можно использовать такие типы пола. В тех случаях, когда возможны только твердые полы - керамика, паркет, жесткий линолеум, и т.д., их устраивают с использованием так называемых звукоизолирующих прокладок, которые укладывают или под сами полы, если это возможно, как, например, под паркетную доску, или под выравнивающую стяжку.

Последнее более эффективно с акустической точки зрения, т.к. в этом случае эффект звукоизоляции происходит не только из-за рассеяния энергии колебаний в прокладке, но и за счет снижения амплитуды колебаний упругой системой "плита перекрытия - прокладка - стяжка и пол".

При этом, чем массивнее (до определенного предела) будет стяжка и пол, тем эффективнее будет работать вся система.

В реальных конструкциях величина изоляции ударного шума перекрытиями определяется:

• поверхностной плотностью несущей плиты;
• динамическим модулем упругости звукоизоляционного слоя в рабочем (сжатом) состоянии;
• толщиной звукоизоляционного слоя в обжатом состоянии;
• поверхностной плотностью пола выше звукоизоляционного слоя.

1. Определить требуемый индекс изоляции ударного шума для данного перекрытия по СНиП II-12-77 (для межквартирных перекрытий он равен 67 дБ).

2. Определяется индекс изоляции приведенного уровня ударного шума плитой перекрытия в зависимости от его конструкции (сплошная или с раздельными потолками) и поверхностной плотности плиты. Так, плита перекрытия сплошная или пустотная с поверхностной массой 150 кг/м2 имеет Iуо=91 дБ, с поверхностной массой 450 кг - 80 дБ. Наличие раздельного потолка снижает это значение на 3-4 дБ.

3. Определить разницу между требуемой звукоизоляцией и Iо. В случае с плитой массой * 150 кг/м2 она составит Iоу=91-67=24 дБ * 300 кг/м2 Iоу=84-67=17 дБ

По таблицам СНиП II-12-77 подбираются конструкции пола, обеспечивающие эту разницу.

Так, линолеумы в зависимости от основы и конструкции при толщине

* 3,5...3,6 мм имеют Iоу=16...19 дБ;
* 4,5...5,5 мм Iоу=22...25 дБ.

Деревянные полы по лагам, уложенным на звукоизоляционный слой, дают дополнительно Iоу=19...21 дБ в зависимости от массивности плиты.

Покрытие из пола на монолитной стяжке с плотностью 60 кг/м2 по звукоизоляционному слою дает дополнительно 14...23 дБ; то же со стяжкой плотностью 120 кг/м2 дает дополнительно 16...25 дБ; то же по слою песка или шлака 13...19 дБ.