Строительные материалы и технологии

Теплоизоляция

Теплоизоляционные материалы.

Межвенцовый утеплитель для деревянного дома

Всем известны преимущества жизни в деревянном доме, которые обусловлены уникальными особенностями дерева: это природный материал, который не оказывает никакого отрицательного воздействия на организм человека, не вызывает аллергических реакций. Благодаря уникальному строению древесины в деревянных домах поддерживается постоянный кислородный баланс и оптимальная влажность. Правильно построенный деревянный дом намного теплее домов из кирпича или бетона.
Одной из главных задач при строительстве деревянного дома заключается правильный выбор межвенцового утеплителя, который, как минимум, должен не ухудшить свойства самого дерева и тем более не способствовать его разрушению.

Требования, предъявляемые к межвенцовым утеплителям:
    межвенцовый утеплитель должен обеспечивать:
  • надежную защиту дома от продувания (иметь достаточную плотность и эластичность – не способствовать образованию щелей в процессе эксплуатации дома);
  • защищать от потерь тепла (иметь низкую теплопроводность);
  • иметь способность поглощать и отдавать влагу в зависимости от изменений влажности как снаружи, так и внутри помещения аналогично самому дереву (соотношение влагопоглощение – влагопередача, паропроницаемость);
  • не разрушаться от воздействия различных природных факторов;
  • не способствовать развитию различных микроорганизмов;
  • не содержать опасных для здоровья человека включений и аллергенов;
  • быть долговечным - не изменять своих физико-химических свойств на протяжении нескольких десятилетий.

Попробуем разобраться во всем многообразии присутствующих на рынке утеплителей и выбрать те из них, которые в большей степени отвечают нашим требованиям. Все представленные на современном рынке строительных материалов утеплители можно разделить на группы:

Утеплители на минеральной и синтетической основе*

* - нетрадиционные для деревянного домостроения материалы, используемые в коммерческих интересах продавцов этих материалов и «ленивых» или непорядочных строителей.
    – волокнистые минераловатные утеплители:
  • материалы на основе стекловаты, стеклянного штапельного волокна ( URSA, ISOVER), минеральной ваты, базальтового минерального сырья ( Rockwool , PAROC);

    • - материалы с закрытыми порами:
  • пенополистирол, (пенополистирол экструзионный - Пеноплэкс), вспененный полиэтилен (Порилекс, Пленэкс, Изолон, Полифом , Энергофлекс);
  • жесткие напыляемые пенополиуретаны, монтажная пена (MAKROFLEX, PANAFIX, MACROFOAM и т.д);
  • различные виды герметиков (силиконовые, акриловые и т.д.);

    • - материалы с открытыми порами:
  • вспененные пенополиуретаны (поролон, ПСУЛ-PROFBAND и т.д.).

Эти теплоизоляционные материалы широко используются в конструкциях современных зданий. С их помощью утепляют кровли, наружные, внутренние и подвальные стены, полы и перекрытия. В каждом случае к теплоизоляционному материалу предъявляются особые требования, зависящие от условий его эксплуатации. Выбор того или иного материала осуществляется в соответствии с требованиями к материалу и его техническими характеристиками. Они созданы и отлично выполняют свою функцию для утепления ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий из кирпича и бетона, но совершенно не годятся для межвенцового утепления деревянных домов.   

Дело в том , что на человеческое жилище воздействуют внешние (природные) и внутренние (связанные с жизнедеятельностью человека) процессы, приводящие к изменению я влажности внутри помещения, кроме того дерево обладает собственной влажностью (от 15% - до 35% и выше для свежесрубленного леса). Эти перепады во влажности приводят к тому, что деревянное строение находится в постоянном движении (дом «дышит»).

Паропроницаемость (вентилируемость) утеплителей на основе минеральной ваты обеспечивается присутствием воздуха между волокнами (сами волокна паронепроницаемы), в случае поролонов – воздух заполняет мелкие поры материала. Попадая между венцами, утеплитель сдавливается под тяжестью бревна, получается плотная паронепроницаемая прослойка из однородной массы материала. Материалы же с закрытыми порами являются абсолютными пароизоляторами.

В результате в случае возможного применения одних материалов, избыточная влага накапливается в толще утеплителя, вызывая промерзания шва, других - конденсируется в местах соединения дерева и утеплителя («парниковый эффект») или и то, и другое вместе, что со временем вызывает разрушение деревянной конструкции изнутри.

Отдельно рассмотрим вариант утепления межвенцового соединения с использованием нескольких синтетических теплоизоляционных материалов:

«Теплый шов»

Вот каким образом предлагается утеплять межвенцовое соединение:


“ Прежде всего – теплоизоляционная лента, которая прокладывается между бревен…. Эта самоклеющаяся лента в отличие от традиционного льна сделана на основе поролона и пропитана специальным составом, благодаря которому, вступив во взаимодействие с воздухом, она постепенно увеличивается в объеме в 3-5 раз, заполняя таким образом все пустоты. Затем в наружные или внутренние швы (или наружные и внутренние) укладываются шнуры из экструдированного полиэтилена (они могут быть разной толщины), а уже поверх шнура при помощи монтажного пистолета наносится соответствующий акриловый герметик ”.

Вот такой получился сэндвич. Теперь разберем каждый из его компонентов:
Теплоизоляционная лента – саморасширяющийся поролон, содержащий мелкие поры, в сухом свободном состоянии они заполнены воздухом, чем и обуславливается теплоизоляционный эффект, а под тяжестью дерева поры сжимаются, паропроводность падает до нуля в горизонтальном направлении. В вертикальном - при взаимодействии поверхности утеплительной ленты с влажным деревом – поры наполняются влагой, при этом материал ведет себя как любой поролон – намокает, но высыхать быстро не хочет. - экструдированный полиэтилен – сам не намокает (т.к. все поры закрыты), но напрочь перекрывает движение пара. Ну и в завершение всего – герметик.
Все, щели заделали, тепло сохранили, а что происходит внутри этой конструкции? И где естественная вентиляция? Надо, как минимум, ставить кондиционеры. Это хороший способ заизолировать, например, пластиковое окно в бетонном или кирпичном доме. Для дома из бруса или бревна – все то же накопление влаги внутри теплоизоляционной ленты и образование конденсата на стыках.

Теплоизоляция «по недоразумению»

Иногда приходится сталкиваться с использованием в качестве межвенцового утеплителя синтепона, хлопчато-бумажного ватина, шерстяного ватина, войлока. Рассуждения примерно такие: «создают же с их применением теплую одежду, почему бы и щели в доме не заткнуть?». А вот и нельзя, ибо влага, все та же влага… А в случае с шерстью еще и моль.

Утеплители из натуральных растительных волокон: льноволокно, пенька (волокно конопли), мох, джут

На Руси традиционно использовались для утепления деревянных домов пакля (льняная и пеньковая) и длинноволокнистый мох (красный мох, сфагнум, кукушкин лён). Все эти природные материалы отлично выполняют функцию утепления деревянного дома, обладают низким коэффициэнтом теплопроводности (0,04 Вт/м °С), благодаря капиллярной структуре своих волокон способны накапливать и отдавать влагу в зависимости от внешней влажности, обладают бактерицидными свойствами, препятствуют появлению грибка.

Свою эффективность в качестве межвенцового утепления деревянных домов они доказали на протяжении сотен лет. Химикам так и не удалось создать синтетические волока, способных заменить по своим качествам натуральные. По ряду причин – мох (относится к невозделываемым человеком природным ресурсам и не пригоден для массового использования, но в то же время остается самым недорогим видом утепления) и конопля ( в связи с сокращением посевных площадей из-за наличия в соцветиях наркотических веществ) в меньшей степени используются в настоящее время для утепления деревянных домов.

К недостаткам всех натуральных материалов следует отнести трудоемкость в их укладке, но эти трудности легко разрешимы в случае использования современных межвенцовых льняных ленточных утеплителей (ленточная пакля и льняной войлок). Сохраняя все свойства льняного волокна, эти материалы обеспечивают необходимую технологичность при сборке деревянных домов из строганого и профилированного бруса, оцилиндрованного бревна.В настоящее время на рынке представлены два основных вида льняных ленточных утеплителей :

« ленточная пакля » - льноволокно проходит дополнительную очистку от костры (разрушенная древесина стебля льна) и посторонних примесей на кардочесальной машине, при этом волокна льна поляризуются в продольном направлении, и из них формируется лента шириной 15 см . Сохраняя все свойства льняного волокна, этот материал имеет безусловные преимущества: льноволокно очищено, лента раскладывается ровным слоем, легко рассчитывается необходимое количество утеплителя.

межвенцовый утеплитель ленточная пакля межвенцовый утеплитель пакля ленточная

« льняной войлок », льняное нетканое полотно

- изготавливается на валичной чесаной машине по иглопробивной технологии, в процессе изготовления волокна льна пробиваются специальными иглами с зазубринами, полотно скрепляется собственными волокнами, материал получается более плотным и однородным по толщине (в случае льноватина используется иглопрошивная технология, при которой слой материала прошивается хлопчато-бумажной нитью).

межвенцовый утеплитель льняной войлок межвенцовый утеплитель льноватин

Качество ленточных межвенцовых утеплителей

определяется:
  • в первую очередь используемым сырьем. Оптимальным сырьем является короткое льноволокно №№2-6 и льняные очесы, получаемые в процессе чесания длинного льноволокна. В этом случае присутствующие в льноволокне мелкие фракции костры практически полностью удаляются при прохождении через чесальную машину. Производство утеплителей из некондиционного сырья с более высокими параметрами закостренности и наличием посторонних примесей (в случае ленточной пакли) или из регенерированных волокон – мешкотары (в случае войлока), не только ухудшает внешний вид утеплителя, но и не позволяет получить непрерывную ленту оптимальной плотности, а наличие примесей может вызвать преждевременное разрушение утеплителя.
  • Второй по значимости параметр – поверхностная плотность материала, точнее – соотношение толщина-плотность. Здесь многое зависит от назначения межвенцового утеплителя, от материала стен, где его предполагается использовать. Так, если для домов из профилированного бруса с высокой точностью сопряжения венцов, достаточно толщины утеплителя 2-3 мм (при плотности 250-300 г/м кв), то для домов из оцилиндрованного бревна этот показатель возрастает до 4-5 мм (при плотности 500-600 г/м кв), а для брусовых домов (в зависимости от качества бруса), соответственно и до 8-10 мм (при плотности 700-800) г/м кв).
  • И последний немаловажный параметр – равномерность слоя по плотности: для обеспечения равномерного уплотнения этот параметр не должен превышать 10%.

    Итак,

    ленточная пакля или льняной войлок - что лучше?

    И тот и другой материал – 100% лен, но есть и отличия:

    «минус» ленточной пакли - она производится одной ширины – 15 см (это связано с возможностями оборудования), но в то же время она остается рыхлой и податливой, что позволяет вручную сжать или растянуть ее по ширине в зависимости от потребностей. И цена – стоит она почти в 2 раза дешевле льняного войлока. На настоящее время ленточная пакля – оптимальна по сочетанию цена-качество.

     Льняной войлок – более дорогой, но и более универсальный материал, ширина ленты может быть любой, что позволяет использовать льняной войлок для всех типов современных деревянных домов.

    Вывод: для домов из обычного строганного бруса, рубленных домов экономичнее использовать ленточную паклю. Но для домов из оцилиндрованного бревна, профилированного бруса, где более высокие требования к межвенцовым материалам по плотности и ширине – рекомендуем использовать льняной войлок.

    Заметим только, что для того, чтобы дом был по-настоящему теплым, через год-полтора после установки сруба необходимо произвести конопатку сруба , так как при усадке бревна высыхают неравномерно и между ними появляются щели. И в завершении отделки можно проложить вдоль межвенцового шва декоративную веревку из льна или джута.

    В последнее время на рынке появился и широко рекламируется так называемый «джутовый войлок» или «межвенцовый утеплитель из 100% джута», при этом декларируется его несомненное преимущество перед льном. Основной аргумент – в волокнах джута большее содержание лигнина:

    « Натуральные волокна джута в наибольшей степении соответствуют дереву по содержанию лигнина — 20% (в древесине ели и сосны его 24-28%, а в льноватине всего 2%)... В процессе усадки стен джутовое полотно уплотняется, его волокна склеиваются лигнином, приобретая прочность, монолитность и устойчивость к воздействию влаги. »

    Эта цитата взята из статьи, написанной более четырех лет назад (исходник: Нелидов А. "Современные материалы для межвенцовых уплотнений и ветрозащиты брусовых домов" .// Технологии строительства.[Москва].- 01.06.2002) и усиленно бездумно повторяется на различных сайтах, обрастая все более категоричными выводами.
    Все же,

    "уникальность" межвенцового утеплителя из джута - миф или реальность?

    Попробуем разобраться в физических свойствах утеплителей из различных натуральных волокон, обусловленных их структурой и химическим составом:

    Сравнительная характеристика технических волокон по химическому составу
      лен пенька джут
    целлюлоза 76-80 74-77 64-71
    лигнин 2-5 3,7-8 12,7
    пектин 3 0,9 0,2
    воск 2-3 0,6-0,8 0,3-0,4
    вода 8,5 10 10
    длина элементарных волокон 13-30 15-25 2-3

    Теперь расшифруем:
    Техническое волокно, которое примерно равно длине стебля растения, состоит из элементарных волокон, склеенных между собой пектином, воском, лигнином. Лигнин - это природный высокомолекулярный полимер, содержащийся в клетках сосудистых растений. Относится к инкрустирующим веществам оболочки растительной клетки. Отложение лигнина в клеточных оболочках вызывает одревеснение клеток, способствует формированию водопроводящих каналов. Лигнин отвечает за жесткость волокна. Он не находится в свободном состоянии, соответственно, не может склеивать между собой волокна утеплителя, «склеивает» он элементарные волокна, из которых состоит техническое волокно (насыпав между венцами деревянных опилок, вы не склеите их в дерево). В джуте лигнина больше потому, что нужно соединить большее (на единицу длины) количество элементарных волокон. Наличие пектина и воска определяют степень гибкости, эластичности волокна, препятствуют его пересыханию.

    Зная эти параметры, можно легко разобраться в видимых различиях волокон: волокно льна более мягкое и эластичное, высокопрядомое, поэтому из льна делают одежду, постельное белье, волокна пеньки более грубые (более высокое содержание лигнина) а у джута и более ломкие (практически отсутствуют воск и пектин), они традиционно используются для производства мешкотары, веревок, технических тканей.

    Все эти волокна обладают гигроскопичностью, т.е способностью впитывать и отдавать влагу – благодаря капиллярности их волокон, причем самый высокий показатель – у джута (т.к. элементарное волокно самое маленькое, то и капилляр самый короткий):

    Влажность, при относительной влажности воздуха
    Волокно относительная влажность воздуха,%
    40 60 90
    лен 8,2 10 16,3
    пенька 8,4 10,8 18,5
    джут 9,7 12,6 22,7

    Т.е при изменении влажности воздуха на 50% джут впитает 13% влаги, а лен – 8%.
    Это объясняет свойства джутовой мешкотары, особенностью которой является поглощение влаги, которую она не передает затаренному продукту (сахар, соль, какао-бобы, табак).

    Все эти волокна можно использовать в качестве межвенцового утепления как в чистом виде, так и в смесках различных пропорций. Какое из них лучше? Наряду с утеплителями из 100% льноволокна вполне приемлемо сочетание более эластичного льна с грубыми волокнами пеньки или джута - аналогично железобетону. Использование джута в чистом виде при хрупкости и отсутствии эластичности его волокон, и вызванных этим его большим уплотнением приводит к образованию щелей в процессе усадки дома – необходимость повторной конопатки. А повышенная по сравнению со льном гигроскопичность джута в условиях Российской зимы может вызывать промерзание утеплителя. И еще – джут не растет в России, это на мировых рынках джутовое волокно дешевле льняного, а в случае импорта цена джутового волокна в два раза выше льняного.

    Нужно отметить, что все эти рассуждения верны только в случае использования натуральных волокон, под натуральным волокном подразумевается волокно не подвергавшееся какой-либо переработке, «сырое волокно», волокно полученное после первичной переработки растений. Вторичное сырье или так называемые регенерированные волокна, побывавшие мешковиной, тканью, ветошью и т.д., практически лишены вышеперечисленных качеств.

    В связи с этим

    Некоторые советы и предостережения:

    Что нужно знать человеку, желающему построить деревянный дом, который прослужит нескольким поколениям его семьи?

  • Внимательно отнеситесь к выбору утеплителя. Если вы заметите, что волокна, из которых состоит утеплитель, очень короткие, в нем есть обрезки различных нитей, шпагатов – значит межвенцовый утеплитель произведен не из натурального волокна, а является результататом вторичной переработки джутовой или льняной мешкотары. Это объясняет и очень низкую плотность материала, неоднородность по плотности (волокна слишком короткие для того, чтобы равномерно прошить материал):

    • межвенцовый утеплитель льняной войлок Льняной войлок ,
    плотность 600 г/м кв.
    Исходное сырье – 100% натуральное льноволокно.

    межвенцовый утеплитель 100% джут «Межвенцовый утеплитель из 100% джута»,
    заявленная плотность 400 г/м кв.

    Исходное сырье -???

  • В настоящее время продукция из натуральных растительных волокон не подлежит обязательной сертификации (есть еще времен СССР ГОСТы на льноволокно текстильного назначения и нетканые материалы для подосновы линолеума). Если говорят, что межвенцовый утеплитель сертифицирован, ознакомьтесь с сертификатом – отражает ли он следующие показатели: сырье, из которого он произведен, наличие посторонних примесей и их процентное соотношение (или это, например, сертификат не на материал, а на наличие вредных веществ в воздухе рабочей зоны при его производстве).

    • Итак, параметры материала и стандарты качества определяются самим производителем. В связи с этим, под одним и тем же наименованием (например «ленточная пакля» или «льняной войлок») на рынке могут предлагаться совершенно разные по внешнему виду и качественным характеристикам материалы, зачастую отсутствуют реквизиты производителя. Внимательно относитесь к тому, что покупаете, прежде всего Вас должна насторожить существенно более низкая цена:

  • все межвенцовые утеплители производятся на аналогичном оборудовании, по одинаковым технологиям, при производстве сопоставимые трудозатраты и энергопотребление. Поэтому уменьшение стоимости готового утеплителя возможно лишь за счет использования менее качественного сырья (или вторсырья), уменьшения количества сырья в готовом утеплителе (ниже заявленной плотность, ширина или длина). Все это прямым образом сказывается на качественных характеристиках материала, а, значит и на качестве Вашей жизни в будущем деревянном доме.

  • В случае сомнений, требуйте сертификат производителя, в котором по «Закону о защите прав потребителя» обязательно должны быть указаны эти параметры.

    • Кузьмина С.Л.

    http://www.flaxen.ru

    При написании этой статьи использованы материалы, взятые из открытых источников.
    Использованы фактические данные из книги: В.В. Живетин, Л.Н. Гинзбург «ЛЕН на рубеже XX и XXI веков».
    Все заинтересованные лица приглашаются к обсуждению.
    Вопросы, претензии и пожелания принимаются по адресу e-mail:len@flaxen.ru
    Статья является собственностью ООО «Сибирь Лен-Экспорт», ссылка на автора или сайт обязательна.