Мембранные кровли

Кровля – один из самых важных и ответственных элементов здания. От надежности кровли зависит срок службы всего здания в целом. Системам кровельной гидроизоляции в настоящее время уделяется огромное внимание со стороны всех лиц, участвующих в организации строительного процесса.

В конце 60-х гг. в связи с достижениям в области химии полимеров и бурным ростом химической промышленности на рынке кровельных материалов появился совершенно новый вид кровельных и гидроизолирующих материалов — полимерные мембраны. Они в корне отличались от традиционных битумных и полимерно-битумных гидроизоляционных материалов как по составу и свойствам, так и по методам монтажа.

Немного о терминологии

Мембрана в узком смысле этого слова - это пленка способная тем или иным способом (в виде водяного пара через поры или с помощью диффузии отдельных молекул через сам материал мембраны) транспортировать влагу через себя по градиенту влажности воздуха (то есть в сторону, где водяного пара в воздухе меньше). При этом сама по себе пленка не пропускает воду в жидком виде против градиента концентрации водяного пара.

Термин кровельные мембраны прочно закрепился за полимерными рулонными материалами. Часто мембранами называют и другой продукт, например, изоляционные пленки или битумно-полимерные рулонные материалы. Однако это ошибка, и связана она с заимствованием термина из западной технической литературы, где все кровельные рулонные материалы носят название «membranes».

Полимерные мембраны - особый класс материалов, с которым связан принципиально новый подход к устройству кровель. Они отличаются высокой прочностью, эластичностью, высокой атмосферо- и озоностойкостью, стойкостью к окислению и воздействию УФ-лучей, а также морозостойкостью. Кровельные мембраны долговечнее других известных материалов для мягких кровель. Полимерные мембраны, как правило, на 20-30% дороже битумно-полимерных материалов, но срок службы у них значительно больше. Так, ведущие производители кровельных мембран дают им гарантию на 10-20 лет, а прогнозируемый срок безремонтной службы полимерной кровли до 50 лет (при соблюдении технологии монтажа). 

Типы полимерных кровельных мембран

На данный момент наибольшее распространение получили три основных типа полимерных мембран, а именно: ПВХ-мембраны на основе пластифицированного поливинилхлорида, ТПО-мембраны на основе смеси термопластичных полиолефинов и ЭПДМ-мембраны на основе этилен-пропилен-диен-мономера (синтетического каучука).

Мембраны на основе ПВХ

Данный вид мембран появился на рынке кровельных материалов в начале 70-х гг. и на данный момент является самой распространенной полимерной мембраной в России. Мембрана состоит из поливинилхлорида с добавлением пластификаторов, что делает ее эластичной и позволяет сохранять свои свойства при отрицательных температурах. Для придания материалу большей прочности на разрыв и прокол применяется специальная армирующая основа из полиэстеровой сетки. Все эти свойства позволяют крепить мембрану механически.

Крепление рулонов производится в перехлестах материала с последующим их свариванием горячим воздухом. Для сварки материала используются специальные автоматические и полуавтоматические сварочные аппараты для плоских частей кровли, а также ручные специализированные электрические фены (при сварке материала на парапетах, в узлах и недоступных для сварочных аппаратов мест). При этом прочность в месте соединения сварного шва превышает прочность самого материала. Таким образом, все точки крепления мембраны находятся в защищенных местах, и поэтому полностью исключается проникновение воды.

ПВХ-мембраны обладают самой высокой диффузией пара (или самым низким сопротивлением диффузии) по сравнению с другими рулонными кровельными материалами. Мембрана укладывается с использованием механического крепления к основанию кровли, и для того чтобы кровля «дышала», не нужно принимать дополнительных мер: ПВХ- мембраны сами предотвращают скопление конденсата в подкровельном пространстве. Скопление конденсата – признак ошибок в утеплении кровли.

Основные недостатки данного вида полимерной мембраны заключаются в том, что со временем пластификаторы улетучиваются из материала, это приводит к потере эластичности, что негативно влияет на ее эксплуатационные свойства и ремонт. Также надо учесть ее несовместимость с битумом. Обычно ПВХ-мембраны выпускаются в рулонах шириной от 0,8 до 2 м, имеют толщину от 1,2 до 2 мм. Гибкость на брусе (5 мм) составляет не менее –50 ⁰С, группа горючести Г2. Средний расчетный срок службы данного вида мембран составляет порядка 25–30 лет.

Мембраны на основе ТПО

Данный вид полимерных мембран — это материал последнего поколения на основе термопластичных полиолефинов. ТПО-мембраны не имеют летучих пластификаторов, так как изготавливаются из полипропилена и этиленпропиленового каучука с применением специальных добавок, улучшающих его эксплуатационные и противопожарные свойства. Таким образом, ТПО-мембраны совмещают преимущества пластика и резины, лучше совмещаются с битумом и химически более нейтральны, чем ПВХ-мембраны. Все эти качества делают данный вид полимерных мембран более долговечными и ремонтоспособными по сравнению с ПВХ-мембранами. Средний расчетный срок службы данного вида мембран составляет порядка 40 лет. Монтаж ТПО-мембраны производится таким же образом, как и монтаж ПВХ-мембран. Обычно ТПО-мембраны выпускаются в рулонах шириной от 1 до 2 м, имеют толщину от 1,2 до 2 мм. Гибкость на брусе (5 мм) составляет не менее –60 ⁰С, группа горючести Г2. Средний расчетный срок службы данного вида мембран при соблюдении всех требований при монтаже и эксплуатации составляет не менее 40 лет. Основной недостаток ТПО-мембран — более высокая стоимость по сравнению с ПВХ-мембранами и возможные большие линейные расширения, что в свою очередь может влиять на внешний вид кровли.

Мембраны на основе ЭПДМ

ЭПДМ-мембраны отличаются хорошей климатической стойкостью, высокой эластичностью и большой долговечностью. Средний срок эксплуатации ЭПДМ-мембран составляет не менее 40 лет без признаков старения. Мембрана ЭПДМ — это самый «старый» из полимерных кровельных материалов (первые кровли в США и Канаде были выполнены более 50 лет назад). Таким образом, можно сказать, что данный вид полимерных мембран проверен и в климатических камерах и реальным временем. В комплекте с ЭПДМ-мембраной необходимы детали для дополнительной гидроизоляции сложных участков: герметики, крепеж для примыканий и фасонных изделий для труб, углов и усиления периметра. Швы ЭПДМ-мембраны скрепляются специальными самоклеящимися лентами на основе ЭПДМ-полимера. Такая технология позволяет получить равномерный, прочный монолитный шов. Благодаря большим габаритам полотен в рулоне (шириной от 3 до 12 м и длиной до 60 м), а также технологии укладки ЭПДМ-мембраны за один день можно укладывать на 1 000 м² кровельного покрытия. Толщина данного вида полимерных мембран составляет в среднем всего 1,14 мм.

Учитывая, что ЭПДМ-мембраны выпускаются в основном неармированные, они обладают высокой эластичностью (относительное удлинение 300%). Также производятся и армированные мембраны. Они более прочные, но менее эластичные. Все эти качества делают ЭПДМ-мембраны наиболее предпочтительными для балластных и инверсионных кровель. 90% кровель из ЭПДМ-мембран балластные, т. е. материал свободно укладывается на основание, швы склеиваются, и вся кровля пригружается балластом из гальки, гравия, щебня, бетонных блоков или тротуарной плитки. Приклейка к основанию происходит только вдоль примыканий. Существуют методы сплошной приклейки или механического крепления ЭПДМ-мембран, но они довольно сложные и требуют специального крепежа и технологий, вследствие чего являются более дорогостоящими, чем при использовании ПВХ- или ТПО-мембран.