При проектировании и возведении плоских кровель важную роль играет не только грамотный подход к выбору того или иного кровельного материала, но и понимание физических процессов, происходящих в толще кровельного пирога. То есть чрезвычайно важно правильно подобрать послойный состав кровли для ее нормальной эксплуатации.

На практике очень часто приходится сталкиваться с ошибками, допущенными при возведении кровель различных зданий и сооружений. Как следствие – большое количество протечек, зачастую не связанных с непосредственным повреждением гидроизоляционного слоя. Дело в том, что кровельный пирог – сложная конструкция, правильная работа которой зависит от множества факторов. Основная задача проектировщика при разработке конструкции кровельного покрытия – учесть все требования строительной теплофизики и подобрать материалы, оптимально подходящие для устройства основных и вспомогательных слоев каждой конкретной кровли.

Принято считать, что основным слоем кровельного пирога является гидроизоляция, ввиду того, что именно этот слой защищает здание от основного количества осадков и препятствует проникновению воды во внутренние помещения через крышу. Однако нельзя переоценить важность еще двух слоев кровельной конструкции – тепло- и пароизоляционных. Устройство этих слоев регламентируется Сводом Правил СП 50.13330.2010 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Основной задачей теплоизоляционного слоя является защита здания от потерь тепла в холодный период, и соответственно, от перегрева – в период с высокими температурами наружного воздуха. Также следует отметить, что слой утеплителя практически всегда выполняет еще и функцию звукоизолятора, а в определенных случаях выступает уклонообразующим слоем. Толщина утеплителя выбирается, исходя из данных относительно несложного теплотехнического расчета. Крупные компании-поставщики утеплителя предлагают выполнить такой расчет прямо на сайте. Наибольшее распространение на российском кровельном рынке получили утеплители из минеральной ваты, пенопласта (пенополистирола) и экструдированного пенополистирола. Также применяются утеплители из пеностекла, вспененного полиэтилена и напыляемого пенополиуретана.

Конечно, надежность теплоизоляции кровли зависит от качества примененного материала и правильности монтажа. Однако работа в кровле теплоизоляционного слоя всегда связана еще и с наличием в конструкции кровельного пирога слоя пароизоляции, а также с правильностью выбора материалов для паро- и гидроизоляции.

Пароизоляционный слой играет в составе кровельного пирога далеко не последнюю роль, хотя зачастую многие проектировщики и строители им неоправданно пренебрегают. Основная задача пароизоляции – создание барьера, непроницаемого для водяных паров. Это связано с необходимостью защиты слоя утеплителя от прохождения через него паров воды и возможной конденсации влаги в зоне расположения «точки росы».

Дело в том, что ввиду большой разницы температур и показателей влажности (особенно в холодный период) внутри и снаружи здания, давление водяных паров на ограждающие конструкции огромно. Пары воды согласно известным законам физики устремляются наружу здания, проходя поочередно все слои. Проходя через слой утеплителя, где по расчету находится зона «точки росы», пары начинают конденсироваться, превращаясь в воду. Утеплитель насыщается водой и постепенно утрачивает свои функции, зачастую превращаясь в слой балласта, лишь перегружающий несущие конструкции покрытия. В особенной мере это характерно для слоев минеральной ваты, очень часто применяющейся при возведении традиционных плоских кровель ввиду отличных противопожарных характеристик.

Намокание утеплителя приводит еще и к его деформации, сказывающейся на деформации всего пирога и приводящей к выходу из строя системы механического крепления гидроизоляционного материала. Конечно, применение гидрофобных материалов для теплоизоляции покрытия позволяет решить проблему разрушения утеплителя при намокании. Однако при этом открытым остается вопрос, связанный с протеканием образовавшегося в слое утеплителя конденсата во внутренние помещения, что приводит не только к разрушению внутренней отделки, но и к коррозии несущих конструкций, что может со временем привести к тяжелым последствиям. Таким образом, слой пароизоляции является крайне необходимым элементом конструкции традиционного кровельного пирога.

Многие проектировщики и строители, не до конца понимающие суть вопроса или желающие сэкономить, относятся к пароизоляционному слою по принципу «лишь бы было». При этом применяются материалы, не соответствующие требованиям теплотехнических принципов, а их монтаж осуществляется с нарушением технологии. Так львиную долю пароизоляционных материалов занимают полиэтиленовые пленки. И хотя сам полиэтилен действительно является хорошим паробарьером, необходимо учитывать еще и такие показатели как толщина пароизоляционного слоя и паропропускная способность слоя гидроизоляции.

Дело в том, что основным принципом правильной работы всего подкровельного пространства является следующее правило: количество водяных паров, попадающей в подкровельное пространство через слой пароизоляции не должно превышать количества паров, выходящих через гидроизоляционный слой кровли. Следовательно, паропропускная способность гидроизоляционного кровельного ковра должна быть не меньше паропропускной способности слоя пароизоляции.

Следует отметить, что любой известный материал, применяющийся для пароизоляции, обладает определенной паропроницаемостью. Исключение составляют материалы со слоем металла или стекла, имеющие нулевую паропроницаемость.

В европейской практике паропроницаемость материалов оценивается таким показателем как коэффициент диффузии водяного пара (µ), отражающим разницу между паропроницаемостью материала и слоя воздуха одинаковой толщины. Этот безразмерный коэффициент показывает, во сколько раз материал лучше сопротивляется проникновению водяного пара по сравнению с воздухом.

Чем выше значение коэффициента µ, тем материал лучше с точки зрения пароизоляции. Например, коэффициент сопротивления диффузии водяного пара для  полиэтилена - µ=200000, для битумных материалов µ=70000, а для полимерных мембран на основе пластифицированного ПВХ – около 20000.

В европейских странах для оценки пароизоляционных и диффузионных способностей материалов используют эквивалентную толщину (в метрах) диффузии водяного пара (Sd) – произведение коэффициента сопротивления диффузии водяного пара (µ) и толщины материала (d). При устройстве традиционного кровельного пирога с применением для пароизоляции слоя полиэтиленовой пленки стандартной толщиной 0,2 мм и гидроизоляционным ковром из битумных наплавляемых материалов толщиной около 8 мм (2 слоя материала толщиной 4 мм) имеем:

  • Sd (пароизоляционный слой): 200000*0,0002=40 м.
  • Sd (гидроизоляционный слой): 70000*0,008=560 м.

Значение паропропускной способности слоя пароизоляции в данном случае существенно превышает значение для гидроизоляционного слоя. Из этого следует, что кровля, выполненная по предложенной схеме, не соответствует предъявляемым требованиям к пароизоляции и, соответственно, к теплотехническим свойствам. При этом нужно учитывать тот факт, что с течением времени при эксплуатации здания появляются все новые и новые слои битумной гидроизоляции, что еще усугубляет ситуацию.

Одним из вариантов решения этой проблемы является применение для слоя гидроизоляции ПВХ-мембран, отличающихся высокой паропропускной способностью. При стандартной толщине мембраны 1,2 мм значение Sd будет на уровне 20000*0,0012=24 м. При этом остается достаточно острым вопрос устройства герметичных соединений отдельных полотен пароизоляции из полиэтилена. Вопреки рекомендациям строители предпочитают обходиться 10-15-ти сантиметровым нахлестом отдельных полотен.

Оптимальным вариантом для решения вопроса изоляции подкровельного пространства от водяных паров в случае применения для гидроизоляции материалов с низкой паропропускной способностью (битумные материалы) является использование фольгированных материалов, обладающих нулевой паропроницаемостью. Одним из лучших материалов в своей группе по праву считается уникальный немецкий материал «Алютрикс» (производство компании PDT-Waterproofing).

«Алютрикс» представляет собой пароизоляционный композитный материал. Верхний слой, выполненный из алюминиевой фольги, обеспечивает абсолютную паронепроницаемость и высокую прочность материала. Нижняя сторона фольги покрыта самоклеящимся полимербитумным составом, обладающим способностью к самозалечиванию при проколах и позволяющим быстро и без особого труда выполнить надежное и абсолютно герметичное соединение отдельных полотен. Между слоями фольги и битума проложен слой стекловолокна, обеспечивающий высокую прочность материала и стабильность его линейных размеров. Материал применяется как на горизонтальных, так и на вертикальных участках для пароизоляции кровель, фундаментов, подземных и инженерных сооружений и других строительных конструкций.

Пароизоляционные материалы на основе битума, имеющие металлизированный слой, обладают рядом существенных преимуществ:

  • в отличие от традиционных материалов для пароизоляции, неустойчивых к воздействию ультрафиолета, могут долгое время находиться под открытым солнцем;
  • в случае выполнения пароизоляции изнутри (например, при ремонте кровли), такие материалы дополнительно снижают потери тепла, связанные с инфракрасным излучением, поскольку слой фольги способен отражать лучи;
  • выполненный герметично пароизоляционный слой является одновременно слоем так называемой «аварийной гидроизоляции. В случае нарушения целостности основного гидроизоляционного ковра, практически исключена протечка внутрь помещения.

Таким образом, только комплексный подход к выбору кровельных материалов и их сочетанию может обеспечить получение надежной и долговечной кровли.