Если говорить о долговечности плоских кровель, то давайте начнем с определения: кровлей называется верхний элемент покрытия, предохраняющий здание от проникновения атмосферных осадков. Поэтому роль кровли в долговечности как покрытия, так и всего здания сложно переоценить. При эксплуатации кровля подвергается не только разрушающему воздействию снега и льда, ветра и солнечной радиации. Как это ни странно, но к воздействиям внешней среды следует также отнести и самого человека, вернее — его деятельность на кровле здания.

 
Зачем ходить по кровле?

  • Во-первых, на любой плоской кровле имеются водосливные воронки. Их количество порой может измеряться десятками. Они забиваются листвой, наносами песка и пыли, и их необходимо прочищать для исправной работы водоотвода с крыши не менее 1-2 раз в год.
  • Во-вторых, требуется проводить профилактический осмотр кровельного покрытия, особенно мест примыканий кровли к парапетам и стенкам павильонов, зенитных фонарей; проверять места проходки коммуникаций через крышу на предмет их повреждений.
  • В-третьих, размещенное на кровле технологическое оборудование (вентиляторы, чиллеры и т.п.) само требует регулярного обслуживания – замены фильтров, прочистки.
  • В-четвертых, в ряде случаев кровлю подвергают чистке от снега, и т.д.


PIR-плита и долговечность плоских кровель - фото 1


В результате всех этих работ обслуживающий персонал многократно оказывает механическое воздействие на кровлю, перемещаясь по ней.

Под весом человека на кровельное покрытие оно натягивается, а в местах механического крепления возникающие напряжения в гидроизоляции могут доходить до критичных, при которых она может просто прорваться. В таком случае протечка станет причиной намокания утеплителя, накоплении влаги на слое пароизоляции и последующих проблем у службы эксплуатации здания. 


Ближе к реальности

Уровень культуры производства общестроительных работ никогда не отличался своей высотой. Несмотря на все правила производства работ, рекомендуемые производителями утеплителей, строительный рабочий-монтажник будет стремиться сделать работу минимальными силами, например, «срезать» угол при перемещении от места разгрузки к месту укладки по уже уложенному утеплителю. По-хорошему, свойства применяемой строительной теплоизоляции должны учитывать данный факт.

Специалисты по кровлям подсчитали, сколько перемещений приходится на один участок кровли любого здания во время монтажа. Оказалось, не менее 21 раза! А еще не менее 30 передвижений персонала потребуется для установки оборудования. Неудивительно, что еще до начала эксплуатации здания, на кровле могут присутствовать поврежденные или продавленные участки. Выходит, что ни одна кровля не застрахована от протечек из-за частых перемещений во время монтажа.

 
Проблематика традиционного решения

Проблемами плоских кровель с применением каменной ваты уже давно занимаются ведущие европейские институты в области строительных материалов.

Так, Аахенский институт строительных браков и прикладной строительной физики (Германия) совместно с научно-исследовательским институтом теплоизоляционных материалов FIW (Германия) провели исследование по оценке последствий проникновения влаги в слои минеральной ваты на примере плоской кровли. Воздействие влаги оценивалось с точки зрения прочности («долговечности») и тепло-проводности материалов.

С исследуемых крыш вырезались образцы теплоизоляции, по ним проверялись уровень влажности, прочность, соответствие толщины и наличие структурных изменений. Параллельно были проведены лабораторные исследования долгосрочного воздействия влаги на аналогичные образцы.

Также в рамках исследования было проведено анкетирование почти 2000 экспертов, занимающихся вопросом воздействия влаги на минеральную вату в своей деятельности.

Согласно заключительного доклада по данному исследованию, «для систем плоской кровли большое значение имеет устойчивость изоляционного материала к разного рода нагрузкам. Очень важно, чтобы кровля имела надежную опору: тогда изоляционный материал не будет деформироваться при нагрузках или будет легко возвращаться к первоначальной форме после кратковременных нагрузок. Только при соблюдении этих условий будет достигнут желаемый изоляционный эффект.

Ввиду своей гибкости, минераловатные изоляционные материалы имеют ряд преимуществ с точки зрения устранения и предотвращения зазоров в местах стыковки материала. Тем не менее, устойчивость минеральной ваты к нагрузкам и давлению оставляет желать лучшего. Минераловатная изоляция состоит из множества мелких волокон, которые сами по себе не отличаются высокой устойчивостью к нагрузкам. При повреждении отдельных волокон или связей между ними теряются и прочностные свойства материала, и его устойчивость к нагрузкам. При любом сильном давлении на материал происходит разрушение его волокон и связей между ними; может вызываться частичное необратимое уплотнение волокнистой структуры. Ввиду этого, данный материал может выдержать лишь ограниченное количество нагрузок».


PIR-плита и долговечность плоских кровель - фото 2

В отличие от вентфасадов, в плоской кровле влага не может испариться с верхней поверхности теплоизоляции, так как закрыта кровельным покрытием с низкой паропроницаемостью, ввиду чего происходит ее накопление.

В летнее время возможен и обратный поток влаги, особенно при постоянном солнечном свете и воздействии высоких температур на верхнюю поверхность изоляционного материала. То есть «летом влага, как правило, перемещается сверху вниз, в то время как в зимний период она концентрируется в основном под кровельным покрытием». На основе результатов данного исследования был сделан еще один вывод: «При воздействии влаги устойчивость минераловатных изоляционных плит в условиях сжатия 10% значительно снижается».


PIR-плита и долговечность плоских кровель - фото 3


Согласно заключений авторов исследования, эксперты признают, что «влага оказывает разрушающее воздействие на связующие вещества минеральной ваты и, вследствие этого, вызывает необратимые структурные изменения волокон материала».


Есть решение: PIR-плита

В отличие от волокнистых утеплителей, пористая структура которых чувствительна к внешним условиям, полимерные утеплители с закрытыми ячейками значительно более устойчивы к сильному воздействию влаги. Наилучшим решением полимерной изоляции для плоских кровель можно по праву считать пенополиизоцианурат.

Пенополиизоцианурат (сокращенно – ПИР, PIR) является разновидностью пенополиуретана. Он представляет собой полимерный каркас из множества замкнутых ячеек. Ячейки образуют жесткую однородную структуру, обладающую высокой прочностью. Внутри ячеек находится смесь газов, которые занимают 95-97% от объема всего материала и имеют крайне низкую теплопроводность.  PIR-плиты отличаются от других видов полимерной изоляции (вспененного полистирола, экструдированного полистирола, полиуретана) уникальным сочетанием качеств в силу специального компонентного состава и технологии изготовления.


PIR-плита и долговечность плоских кровель - фото 4

К таким качествам относится:

  • Низкая паропроницаемость PIR-плит

В силу закрытоячеистой структуры влага не может перемещаться по материалу плиты, то есть не оказывает влияние на ее теплофизические и механические свойства.

  • Высокая прочность PIR-плит

PIR-плиты обладают высокой прочностью на сжатие, их прочность выше прочности плит из минеральной ваты в 1,5-2 раза.

  • Низкая теплопроводность PIR-плит

Теплопроводность PIR-плит – самая низкая из всех общестроительных видов теплоизоляции. Она составляет 0,020-0,025 Вт/м°C. С PIR-плитами толщина крыши будет минимальной, а объем строительной теплоизоляции – минимальным.

  • Низкая плотность PIR-плит

Плотность PIR-плит для плоских кровель составляет 30-35кг/м.куб. Применение в проекте такой теплоизоляции позволит значительно уменьшить нагрузки на каркас здания, уменьшив его металлоемкость, а для объектов реконструкции в ряде случаев позволит исключить необходимость в демонтаже старой кровли.

  • Высокая пожаробезопасность кровли

PIR-плиты имеют низкую группу горючести — Г1 и  с облицовками фольгой применимы для крыш площадью более 10 000 м² без устройства противопожарных разделительных поясов, с основанием из профнастила… Для повышения огнестойкости кровельных конструкций с применением PIR-изоляции в конструкцию крыши добавляются тонкие слои минеральной изоляции.

  • Наличие профилировок по периметру PIR-плит

PIR-плиты имеют профилированные торцы в виде ступенчатого соединения «четверть». Такое соединение снимает вопрос герметичности стыков и обеспечивает сплошной теплоизоляционный слой без мостиков холода.

PIR-плиты можно применять для укладки на любое основание (профнастил, железобетон), укладывать поверх них любое кровельное покрытие (ПВХ-мембраны или битумно-полимерные рулонные материалы).


PIR-плита и долговечность плоских кровель - фото 5

 
Заключение

PIR-плиты являются профессиональным решением для утепления крыш крупных торговых центров и производственных корпусов, особенно там, где требуется установка оборудования.

С появлением PIR-плит технология двухслойного утепления плоских крыш выходит на качественно новый уровень, при котором раскрываются все преимущества каждого слоя утепления: нижний слой из минеральной ваты выполняет функцию повышения огнестойкости покрытия, а верхний слой из PIR-плит снимает вопросы прочности основания под кровельное покрытие.

Теплоизоляцию кровли PIR-плитами следует закладывать еще на этапе проекта. В этом случае будут максимально использованы все преимущества от ее применения, а экономические выгоды будут иметь аккумулирующий эффект, в основе которого — долговечность кровельного покрытия и всей кровельной системы.

Автор: Илья Юмалин.
Материал подготовлен при участии экспертов Ассоциации «НАППАН»  
www.nappan.ru

PIR-плита и долговечность плоских кровель - фото 6