Вентиляция и утепление мансарды

20.03.2011

Вентиляция и утепление мансарды

Достоинство мансардных помещений заключается в снижении себестоимости жилой площади на 30% по сравнению с новой квартирой. Использование чердака под жилье позволяет увеличить общую площадь дома на 20-30% и сократить тепловые потери через кровлю до 7 %.

Мансардные дома позволяют организовать четкое деление помещений на дневную и ночную зоны, причем второй этаж эксплуатируется, как правило, в вечернее и ночное время. Но самое главное достоинство мансардных домов заключается в том, что при одном и том же составе помещений они позволяют сократить занимаемую площадь земли на 30-40% и, соответственно, снизить протяженность фундаментов.

По существу мансардные крыши являются теми же каркасными конструкциями, с той лишь разницей, что каркас мансардного помещения приспособлен под геометрию крыши (рис. 1).

Рис. 1 Влияние геометрии крыши на каркас мансарды:

Вентиляция и утепление мансарды

А — в ломаной крыше пролетом не более 6 м; Б — в рамной конструкции мансарды пролетом 6-12 м:
1 — треугольная ферма; 2 — стойки; 3 — подкосы стоек; 4 — подкосы рамы; 5 — прогон; 6 — балки перекрытия; 7 — наружные стены; 8 — внутренняя стена; 9 — стропила; 10 — ригель (перекрытие мансарды); 11 — обрешетка

Роль наружной обшивки в таком каркасе выполняет кровельное покрытие. Однако специфика крыши несколько отличается от специфики стен, поэтому здесь имеются свои особенности, которые обязательно надо учитывать.

Анализируя накопленный опыт сооружения мансард, нужно отметить то, что при их строительстве до настоящего времени допускается очень много ошибок, как на стадии проектирования, так и на стадии возведения. Поскольку ошибки, допущенные на стадии строительства, связаны в основном с самовольным упрощением проектов, то систематизировать их очень трудно.

Это связано с халатностью исполнителей во время работ, а порой и с вопиющей технической безграмотностью и некомпетентностью. Именно поэтому при любом строительстве обязательно должен быть составлен проект, требования которого следует выполнять неукоснительно. Однако, следует отметить, что и проектировщики нередко допускают ошибки, которые впоследствии сказываются на качестве построенного жилья.

Холодная крыша над необорудованным чердаком или над его частью, как правило, не создает проблем для несущей части крыши, так как постоянно проветривается. Температура и влажность воздуха на чердаке близки к наружным, поскольку кровля непосредственно настилается по обрешетке с просветами.

Отделяет пространство чердака от наружного воздуха только тонкая стенка кровельного покрытия, которая обычно не обладает теплосберегающими свойствами. Теплый чердак и тем более мансарда требуют соблюдения определенной последовательности в размещении тепло- и гидроизоляционных слоев, которые отделяют жилое помещение от наружного воздуха.

Самой существенной ошибкой, которую допускают при строительстве мансардных помещений, является нарушение вентиляционного режима крыши. А поскольку вентиляция обеспечивает правильный режим работы кровельного «пирога», то именно здесь заложены большие беды, которые становятся явными в процессе эксплуатации мансарды.

При увеличении влажности утеплителя его теплопроводность увеличивается, следствием чего является выделение конденсата, образование плесени, увлажнение стропил и обрешеток, промерзание крыши и порча внутренней отделки мансардного помещения. Вот краткий печальный итог непрофессионализма и незнания современных технологий сооружения крыш. Рассмотрим кратко, с чем же связано нарушение вентиляционного режима крыши.

Для утепления современных крыш в основном используется минеральная вата как один из самых эффективных утеплителей (рис. 2).

Рис. 2 Элементы утепления мансардной крыши:

Вентиляция и утепление мансарды

1 — минеральная вата; 2 — пароветроизоляция (мембрана); 3 — гидроизоляция; 4 — воздушные потоки; 5 — стропило; 6 — кровля; 7 — обшивка мансарды

Но, как показывает практика, этот материал обладает способностью накапливать в себе влагу не только путем прямого водопоглощения, но и капельно, в виде росы и тумана. Поэтому меры, связанные с ограничением попадания влаги в утеплитель и с обеспечением вывода ее наружу, являются основой «жизнедеятельности» всей конструктивной схемы.

Вентиляция крыши является одним из самых эффективных методов борьбы с влагой. Благодаря вентиляции кровельный материал меньше нагревается со стороны подкрышного пространства, и снег, лежащий на крыше, будет равномерно таять, что решает проблему образования наледи.

При условии того, что покрытие крыш (при правильном монтаже) представляет собой надежную как паро-, так и гидроизоляцию, то вентиляция утеплителя достигается за счет специальных узлов и устройств. Для этого в кровельных системах предусматривается создание вентиляционных зазоров (рис. 3).

Рис. 3 Конструкция, в которой балки перекрытия выходят на каркас стены, а торцы стропил, обрезанные под углом, уложены на доску — «подошву». Именно выступающие балки способствуют формированию воздушного потока и позволяют укладывать утеплитель с внешней стороны стен

Вентиляция и утепление мансарды

1 — балка перекрытия; 2 — каркас дома; 3 — карнизная доска; 4 — доска — «подошва»; 5 — стропила; 6 — воздушный поток

Современные конструкции крыш, как правило, предполагают кроме основного кровельного покрытия дополнительный слой гидроизоляции в виде прочной синтетической пленки. Благодаря микроперфорации внутренней структуры этих пленок пары воздуха изнутри помещения могут проходить через гидроизоляционную пленку во внешнее пространство.

Влага извне через пленку не проникает. Таким образом, пленка позволяет содержать деревянные конструкции крыши в сухом виде, отводя водяные пары за пределы чердака. Утеплитель крыши, защищенный мембраной, будет выполнять свои функции намного эффективнее.

Паронепроницаемые пленки образуют барьер на внутренней стороне утеплительного слоя крыши. Эти пленки защищают конструкцию от потерь тепла и негерметичности, препятствуют образованию влаги в утеплителе. Такие пленки укладывают вплотную к теплоизоляционному слою, при этом слой внутренней обшивки должен отставать от пленки на 4-6 см. Это связано с тем, что идущий из помещения теплый воздух также может образовать конденсат на внутренней стороне пленки.

В зависимости от материала подкровельной гидроизоляции существует две схемы вентиляции: двухслойная и однослойная (рис. 4).

Рис. 4 Двухслойная (схема А) и однослойная (схема Б) системы вентиляции:

ventilmansard1

1 — пароизоляция; 2 — минеральная вата; 3 — гидроизоляция; 4 — два воздушных потока; 5 — один воздушный поток

По схеме А водонепроницаемую пленку нужно устанавливать с зазором по отношению и к кровле, и к утеплителю так, чтобы образовались две воздушные полости для свободного движения воздуха от карниза к коньку.

Эти полости должны быть открыты для притока воздуха на свесе карниза и для вытяжки — на коньке. При таком конструктивном решении влага, попавшая под кровлю, стечет по пленке, а сконденсированную влагу будет выветривать воздушный поток, осушая утеплитель и обрешетку.

В этом случае нельзя допускать, чтобы пленка касалась утеплителя, иначе образующийся в ней конденсат будет увлажнять утеплитель.

Укладывать гидроизоляцию непосредственно на утеплитель (схема Б) можно только в том случае, если паропроницаемая мембрана не допускает проникновение наружной влаги и свободно пропускает пары из утеплителя. Паропроницаемость такой мембраны должна составлять не менее 750-1000 г/м2 за сутки. Наглядно это видно на рис. 5.

Рис. 5 Значение вентиляционных зазоров в различных элементах крыш

Вентиляция и утепление мансарды
А — общий вид крыши; Б — зазоры в коньке — не менее 0,05% от площади обеих скатов; В — продух в карнизном свесе — 0,2% от площади ската; Г — зазор в скате крыши — 5 см2/м

В коньке крыши сечение вентиляционного зазора (фрагмент «Б») должно составлять не менее 0,05% от площади обоих скатов. Для одного погонного метра конька крыши в приведенном примере площадь поперечного сечения будет составлять 90 см2/м.

Площадь вентиляционного зазора (фрагмент «Г») на 1 м2 ската составит в этом случае 5 см2/м. В карнизном свесе (фрагмент «В») сечение вентиляционного зазора должно составлять 0,2% от площади ската. Минимальные зазоры для крыш с различной длиной скатов приведены в таблице.

Минимальные величины вентиляционных зазоров для различных элементов крыши
Конек крыши Площадь вент.
зазора с одной
стороны, см2
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Скат крыши Высота вент. зазора
между гидроизоляцией
и обрешеткой, см
2,4 2,4 2,4 2,4 2,6 2,9 3,1 3,3 3,6 3,8 4,0 4,3 4,5 4,8
Свес карниза Площадь вент.
зазоров, см2
200 200 200 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
Длина стропил, м 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Практика показывает, что расчетных зазоров бывает недостаточно, так как погрешности при укладке строительных конструкций и утеплителя приводят к сужению зазора в некоторых местах и, как следствие, к ухудшению вентиляции крыши со всеми отсюда вытекающими последствиями. Поэтому не рекомендуется делать зазор менее 5 см, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию воздуха.

Кроме того, в сложных конструкциях крыш и при наличии различных архитектурных элементов (аттиков, парапетов, мансардных окон и т.п.) возможности циркуляции воздуха резко снижаются. В результате приходится наращивать высоту вентиляционного зазора, что ведет к увеличению высоты и к усложнению конструкции крыш. Поэтому не рекомендуется без особой надобности возводить крыши причудливых конфигураций.

Утепление крыши является тем главным элементом, от которого зависит комфортность проживания в мансарде. Именно в утеплении кроются ошибки строителей при игнорировании теплотехнических законов.

Как правило, строители и проектировщики закладывают толщину утеплителя с учетом климатической зоны строительства и теплоизоляционных свойств материала. Конструкционные особенности крыши при этом в расчет не берутся.

В отечественной практике используется три схемы утепления крыш:

  • с несущим каркасом, расположенным в теплой зоне
  • с несущим каркасом, расположенным в холодной зоне
  • с несущим каркасом, расположенным непосредственно в утеплителе

Поскольку мансардный этаж подвержен потерям тепла в большей степени, чем нижние этажи, потому что имеет большую поверхность соприкосновения с внешней средой, то проблеме теплоизоляции необходимо уделить особое внимание.

Если учесть, что при проектировании и строительстве мансардных помещений в настоящее время очень часто используются гипсокартонные системы с металлическим каркасом (рис. 4 и 5), то именно здесь кроются стратегические ошибки, отрицательно сказывающиеся на теплоизоляционных свойствах ограждающих конструкций.

Утепление крыши является тем главным элементом, от которого зависит комфортность проживания в мансарде. Именно в утеплении кроются ошибки строителей при игнорировании теплотехнических законов. Как правило, строители и проектировщики закладывают толщину утеплителя с учетом климатической зоны строительства и теплоизоляционных свойств материала. Конструкционные особенности крыши при этом в расчет не берутся.

В отечественной практике используется три схемы утепления крыш:

  • с несущим каркасом, расположенным в теплой зоне
  • с несущим каркасом, расположенным в холодной зоне
  • с несущим каркасом, расположенным непосредственно в утеплителе

Поскольку мансардный этаж подвержен потерям тепла в большей степени, чем нижние этажи, потому что имеет большую поверхность соприкосновения с внешней средой, то проблеме теплоизоляции необходимо уделить особое внимание.

Если учесть, что при проектировании и строительстве мансардных помещений в настоящее время очень часто используются гипсокартонные системы с металлическим каркасом (рис. 6 и 7), то именно здесь кроются стратегические ошибки, отрицательно сказывающиеся на теплоизоляционных свойствах ограждающих конструкций.

Рис. 6 Облицовка мансард по металлическому каркасу:

Вентиляция и утепление мансарды uteplenie_mnsardi1

А — крепление несущих профилей при помощи зажимных подвесов; Б — крепление несущих профилей при помощи прямых подвесов;
1 — шпаклевка с армирующей лентой; 2 — профиль несущий; 3 — лист гипсоволокнистый малоформатный; 4 — шуруп для ГВЛ (30 мм); 5 — дюбель

Рис. 7 Вариант мансардной конструкции с использованием гипсокартона:

Вентиляция и утепление мансарды

1 — лист гипсокартонный; 2 — пленка полиэтиленовая; 3 — минеральная вата; 4 — подвес прямой; 5 — утеплитель (пенополистирол или минеральная вата)

Согласно законам теплотехники, появление в слое утеплителя металлического элемента, по площади равного 1% утепляемой поверхности, приводит к увеличению тепловых потерь через этот участок в 10 раз. То есть, если 1 м2 поверхности ограждающей конструкции имеет в своем слое металлический элемент, площадь которого равна 10 см2, то можно считать, что слой утеплителя будет работать только на 10% своей теплосберегающей способности, а остальные 90% не работают.

Строительная практика показывает, что при выборе типа утепления нужно руководствоваться следующими правилами:

Несущий металлический каркас должен располагаться в теплой зоне в тех случаях, когда:

  • затяжки стропильных ног или металлические рамы проходят внутри помещения мансарды
  • утепление фасада здания выполнено снаружи.

Несущий металлический каркас должен располагаться в холодной зоне в тех случаях, когда:

  • стропильные балки имеют большой свес наружу, например, служат несущей конструкцией козырька балконов
  • есть необходимость в минимизации строительной высоты покрытия

Во всех случаях использования металлических элементов в каркасе крыши следует увеличивать толщину утепляющего слоя, как минимум, на 40%. Чрезвычайно важно тщательно проработать конструктивное исполнение узлов кровли, связанных с пароизоляцией и гидроизоляцией.

Стремление упростить укладку этих слоев приводит к появлению очагов конденсата в конструкции кровли и к порче внутренней обшивки помещения мансарды.