Как рассчитать керамзит для разуклонки кровли

Утепление кровли керамзитом: экологично, надежно, безопасно

Утепление кровли керамзитом — проверенный временем метод снижения тепловых потерь через крышу. Несмотря на более чем солидный возраст технологии, этот метод до сих пор массово используют для утепления перекрытий бань и частных домов. И не только ради экономии: некоторые современные теплоизолирующие материалы стоят дешевле керамзита. Дело в экологичности, прочности, инертности и долговечности керамзитовых гранул — таким сочетанием свойств не может похвастаться ни один синтетический утеплитель.

Содержание

Утепление керамзитом: плюсы и минусы решения

Современные теплоизолирующие материалы очень эффективны. Но эта эффективность часто компенсируется серьезными недостатками: одни утеплители очень пожароопасны и вспыхивают, как спичка; другие только тлеют, но выделяют токсические вещества, которые наносят серьезный вред организму человека без всякого огня; третьи чрезвычайно гигроскопичны и теряют теплоизолирующие свойства при намокании. В отличие от синтетических утеплителей, керамзит:

1. Не горит и не тлеет. Керамзит — это пористые гранулы обожженной глины, поэтому он абсолютно пожаробезопасен.
2. Экологически чистый материал. Для производства керамзита нужна только глина, высокая температура и вращающиеся емкости-барабаны. Никаких опасных для экологии побочных продуктов производства и присадок.
3. Стоит недорого. Купить керамзит можно по цене 3000-3500 рублей за м3. Из утеплителей дешевле в пересчете на толщину необходимого слоя утепления обойдется только пенопласт и стекловата. Но учитывайте, что такая цена на керамзит действует только при его покупке навалом или в больших упаковках вроде биг-бэгов.
4. Долговечный. Срок службы изделий из обожженной глины исчисляется не десятками или сотнями, а тысячами лет. Глиняная посуда времен Древней Греции, которой наполнены музеи, лучшее подтверждение.
5. Устойчив к грибку и плесени, грызунам. На сухом керамзите не бывает ни плесени, ни грибка.
6. Устойчив к замораживанию и перепадам температур. Керамзит выдерживает 150-300 циклов заморозки/разморозки и значительное повышение температуры вплоть до 700-800 °C.
7. Прочный. Насыпанный на крышу или перекрытие керамзит легко выдерживает вес человека даже без уложенных поверх него досок.
8. Заполняет полости. Основная фракция керамзита для утепления — 10-20 мм, но обычно ее смешивают с более мелким материалом. Полученная сыпучая смесь отлично заполняет любые полости и щели, препятствуя образованию мостиков холода возле досок и стен.

Кроме того, утепление потолка керамзитом приводит к двум полезным побочным эффектам. Первый из них — неплохая звукоизоляция при большой толщине слоя. Это особенно актуально для домов, которые перекрыты металлическими кровельными материалами: профнастилом, металлочерепицей, фальцевой кровлей. Второй побочный эффект — равномерная усадка домов из бруса и бревна за счет того, что вес керамзита одинаково давит на все конструкции здания.

Для полноты картины перечислим и минусы утепления керамзитом:

1. Толщина слоя. Эффективный слой керамзита для утепления — минимум 200 мм при открытой засыпке, иначе материал просто не работает — теплый воздух уходит через полости между гранулами.
2. Большой вес. Хотя плотность керамзита невелика — для утепления крыш используют материал плотностью 250-350 кг/м3, — он все равно сильно нагружает конструкции дома из-за толстого слоя.
3. Много пыли. Засыпать керамзит нужно в респираторе и очках из-за большого количества мелкой пыли, которое образуется при его укладке.
4. Гигроскопичность. Керамзит очень хорошо впитывает влагу — водопоглощение целых гранул достигает 25%. Это увеличивает вес материала и ухудшает его теплоизолирующие свойства.
5. Хрупкость. Обожженные глиняные гранулы — прочный, но хрупкий материал. Керамзит легко разбить, а поврежденные гранулы хуже выполняют свою функцию.
6. Сложно использовать для скатных крыш. Как любой сыпучий материал, керамзит сложно насыпать на любые наклонные плоскости.

Хотя гигроскопичность керамзита очень велика и может стать проблемой, если в крыше есть течь, ее не нужно сравнивать с гигроскопичностью каменной ваты. Да, если влага попала в толстый слой керамзита для утепления потолка, то пористая глина будет отдавать ее долго и неохотно. Но со временем она все-таки высохнет. А вот намокшую минеральную вату высушить практически невозможно.

Какой керамзит нужен для утепления крыши

Керамзит изготавливают из глиняных гранул, которые загружают в установленную с небольшим уклоном вращающуюся печь-барабан. Постепенно скатываясь по стенкам барабана, гранулы становятся овальными и разогреваются до 1300 градусов. При обжиге они вспучиваются, становясь пористыми внутри, а снаружи приобретают гладкую окатанную поверхность. Повреждение этой поверхности приводит к повышению гигроскопичности керамзита и ухудшению его теплоизолирующих свойств. Поэтому при выборе керамзита для утепления крыши, в первую очередь убедитесь, что его гранулы целые. Конечно, при больших объемах поврежденные гранулы неизбежно будут, но их должно быть немного.

Теперь о том, какой керамзит бывает:

1. Керамзитовый песок. Фактически, отходы производства — мелкие частички произвольной формы не более 5 мм в диаметре, которые откалываются от гранул при их обкатке в барабане. Теплопроводность керамзита в виде песка — около 0,16-0,17 Вт/(м·К), редко ниже.
2. Керамзитовый гравий. Овальные окатыши диаметром от 5 до 40 мм, которые и используются в качестве утеплителя. Теплопроводность от 0,1 до 0,16 Вт/(м·К), в среднем 0,7-0,12 Вт/(м·К).
3. Керамзитовый щебень. Материал, который получают дроблением больших спекшихся кусков глины, поэтому у щебня неправильная форма и острые края. Для утепления не используется — острые грани могут порвать паробарьер или гидроизоляцию, а поврежденная оболочка сильно снижает теплоизоляционные свойства материала.

Обычно завод разделяет керамзит в форме окатышей на три фракции: 5-10 мм, 10-20 мм и 20-40 мм. Иногда делают четыре фракции, разделяя самые большие гранулы на две группы: 20-30 мм и 30-40 мм. Как правило, чем больше гранула, тем ниже у нее теплопроводность, следовательно, она лучше удерживает тепло. Поэтому необходимая толщина слоя теплоизоляции прямо зависит от того, какой фракции керамзит используется. Впрочем, совсем крупными гранулами 30-40 мм крыши и перекрытия обычно не утепляют — из-за больших размеров между окатышами остается много полостей, через которые уходит тепло.

Как правило, в частных домах утепление крыши керамзитом выполняют смесью трех материалов: 10% от объема занимает керамзитовый песок, который используют в качестве подстилающего и выравнивающего слоя, 50% — керамзитовый гравий 10-20 мм и 40% — керамзитовый гравий 5-10 мм. Такие пропорции позволяют получить плотный слой утеплителя с заполненными полостями, который будет надежно удерживать тепло.

Как утеплить крышу керамзитом

Поскольку керамзит — сыпучий материал, технология утепления плоской крыши или перекрытия и скатной кровли отличается. На всех этапах, кроме подготовительного.

Инструменты и материалы

Чтобы утеплить крышу керамзитом, нужны стандартные инструменты, которые есть у каждого домашнего мастера и просто в хозяйстве:

• шуруповерт;
• строительный нож;
• молоток;
• рулетка, карандаш и строительный уровень;
• совок, которым будет удобно набирать керамзит;
• правило (можно заменить ровной доской);
• ведро.

• керамзитовый песок, керамзитовый гравий фракций 5-10 мм и 10-20 мм в пропорциях 1:4:5;
• обрезная доска толщиной 20-25 мм (для утепления потолка керамзитом заменяется на брус 20×20 мм или 25×25 мм);
• паробарьер;
• гидроизоляционная мембрана;
• саморезы по дереву, дюбеля, если доски нужно крепить к бетонному перекрытию;
• армированный скотч;
• разметочная нить.

Доски и брус нужно обработать антисептиком и огнезащитным составом и дать высохнуть. Если кровельное покрытие уже смонтировано, утепление чердака керамзитом выполняется только по перекрытию. Крепить обрешетку для засыпки керамзита изнутри к стропилам нельзя — под весом материала крепления со временем ослабнут, что может привести к просыпанию утеплителя между ячейками и даже его лавинообразному сходу с повреждением конструкции крыши.

Какой слой керамзита нужен для утепления дома

Как и при работе с другими видами теплоизолирующих материалов, при утеплении керамзитом толщина слоя зависит от нормативного значения сопротивления теплопередаче конструкции R, которое рассчитывается по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Если кратко, то значение R зависит от типа конструкции и здания, а также от климата в районе строительства. Это значение должно быть рассчитано в проектной документации. Если это не так или вы выполняете утепление дома керамзитом без проекта, то необходимое сопротивление теплопередаче придется рассчитать самостоятельно.

При известном R определить, какой слой керамзита для утепления нужен в вашем случае, можно по простой формуле:

где P — толщина слоя в метрах, а k — коэффициент теплопроводности керамзита, который можно посмотреть на упаковке или узнать у производителя. Если это невозможно, коэффициент теплопроводности принимают равным 0,16 Вт/(м·К).

Для тех, кто не хочет делать расчеты, приведем средние значения толщины утеплителя в разных ситуациях. Итак, какой слой керамзита для утепления необходим:

• в южных регионах — 20-25 мм;
• в средней полосе России для плоских кровель — не менее 40 мм;
• для скатной кровли — не более 30 мм, если нужна большая толщина, ее добирают другими видами утеплителей;
• для перекрытия — не менее 30 мм, лучше 40 мм.

При расчетах не забывайте, что толщина утепления керамзитом зависит не только от значения необходимого сопротивления теплопередаче конструкции, но и от несущей способности фундамента, стен и стропильной системы дома. При этом нужно учитывать снеговую нагрузку, которая даже в средней полосе РФ, не говоря уже о северных регионах, достигает сотен килограмм на единицу площади. Поэтому в северных областях керамзит для утепления обычно не используют.

Сколько нужно керамзита для утепления

Рассчитать, сколько нужно керамзита, чтобы утеплить крышу или чердачное перекрытие, можно по формуле:

где V — объем керамзита в м 3 , h — расчетная толщина слоя керамзита в м, S — площадь утепления в м 2 , n — поправочный коэффициент, который принимают равным 1,05-1,2. Этот коэффициент учитывает усадку керамзита при его уплотнении.

• для чердачных перекрытий n=1,05;
• для скатных крыш n=1,1;
• для плоских крыш n=1,2.

Если есть такая возможность, лучше купить керамзит с запасом в дополнительные 5-10%. Дело в том, что насыпью и в больших мешках керамзит стоит в разы дешевле по сравнению с упаковками в несколько десятков литров, которые продают в строительных и садовых магазинах. Разница настолько существенна, что часто выгоднее купить лишние сотни литров, чем потом докупать недостающий объем керамзита небольшими упаковками. К тому же, в частном доме излишки керамзита всегда можно использовать для дренажа комнатных растений или устройства альпийских горок.

Утепление керамзитом чердачного перекрытия

Перед началом работ поверхность нужно подготовить: убрать весь мусор и пыль, заделать неровности и щели, если они есть. Если не закрыть щели, то независимо от того, сколько керамзита вы уложите на перекрытие, в жилое помещение попадет много мелкой пыли, которую будет сложно убрать.

Утепление перекрытия керамзитом начинают с укладки пароизоляции, которую монтируют с перехлестом. Пленка должна обязательно заходить на 20-25 см на стены и другие конструкции. Места перехлестов и стыки паробарьера с ограждающими конструкциями тщательно проклеивают армированным скотчем. Если пленка крепится к перекрытию скрепками или гвоздями, места креплений также нужно заклеить скотчем.

Поверх слоя пароизоляции делают каркас для засыпки керамзита. Его изготавливают из бруса, который крепят в один или в два ряда.

При монтаже бруса в один ряд его крепят с шагом 1-1,5 м. При этом толщина бруса зависит от того, какой слой керамзита для утепления потолка необходим. Например, если расчетный слой утеплителя равен 40 мм, то для монтажа каркаса берут брус 20×40 мм или 25×40 мм. Однорядный каркас проще в монтаже, но в этом случае каждый брус будет мостиком холода, через который тепло будет покидать помещение, расположенное ниже. Чтобы избежать этого, каркас делают двухрядным.

Для двухрядного каркаса берут брус, толщина которого равна половине расчетной толщины слоя керамзита для утепления. Первый ряд также крепят через каждые 1-1,5 м, после чего промежуток между планками засыпают керамзитом. Затем устанавливают второй ряд бруса, который крепят перпендикулярно первому с тем же шагом. Это позволяет насыпать керамзит на брусья первого ряда и практически полностью убрать мостики холода — они останутся только в точках пересечения брусьев каркаса.

Независимо от того, какой керамзит для утепления потолка вы решили использовать, засыпку утеплителя всегда начинают с выравнивающего слоя керамзитового песка. Обычно его толщина равна 5 мм. Чтобы насыпать песок ровным слоем, посередине промежутка между брусками параллельно им натягивают капроновую нить на нужной высоте. Затем песок высыпают между брусками, уплотняют и разравнивают правилом.

Перед монтажом настила керамзит закрывается еще одним слоем пароизоляции по тем же правилам: с нахлестом, заклеиванием стыков армированным скотчем. Поверх пароизоляции делают дощатый настил, используя брусья каркаса для опоры и крепления.

Утепление плоской крыши

На плоской кровле пароизоляционную пленку обычно не используют — если ее случайно повредить при засыпке керамзита, крыша начнет протекать. Вместо пленки поверхность кровли сначала покрывают праймером в два слоя. Он нужен, чтобы увеличить адгезию битумных материалов к бетонному основанию.

Затем на праймер наносят битумную мастику, а поверх нее — битумную же рулонную гидроизоляцию. Другой вариант гидроизоляции — наливная кровля. Такое покрытие монолитное, эластичное и очень прочное, поэтому протечки практически исключены. Но наливная кровля дороже обычных рулонных битумных покрытий.

Дальше приступают к насыпке керамзита. Принцип засыпки такой же, как и для перекрытия: сначала керамзитовый песок, потом перемешанные фракции керамзитового гравия слоями по 10-12 см и их уплотнением. Только на плоской кровле каркас не делают, а в качестве маячков, по которым выравнивают слой керамзита, используют натянутые на нужной высоте отрезки разметочного шнура. Его нужно натягивать параллельно одной из стен, при этом расстояние между разметкой не должно быть больше двух метров, иначе ровно насыпать утеплитель будет сложно.

Дальше керамзит на неэксплуатируемой крыше просто накрывают пароизоляционной пленкой с нахлестами и проклейкой стыков, а поверх настилают рубероид, который обязательно заводят на стены. Для большей надежности рубероидом лучше закрыть парапеты полностью, в том числе и сверху.

Если же на плоской крыше планируется сделать террасу, то еще перед насыпкой керамзита вплотную к парапету прокладывают демпферную ленту. Она нужна, чтобы при увеличении размеров стяжки под воздействием температуры она не растрескалась. Ширина ленты должна полностью перекрывать толщину слоя керамзита и будущей стяжки. Далее кровлю доделывают в три шага:

• поверх слоя керамзита укладывают армировочную сетку;
• затем заливают цементно-песчаную стяжку слоем 40-50 мм;
• стяжку выравнивают по установленным на керамзите маячкам и оставляют примерно на месяц набирать прочность;
• полученную основу снова грунтуют праймером в два слоя;
• поверх стяжки либо настилают битумную гидроизоляцию, либо делают наливную кровлю.

На готовую гидроизоляцию уже можно укладывать террасную доску, тротуарную плитку или насыпать дренаж с землей и высаживать растения — все зависит от того, какие у вас планы. К слову, керамзит по отзывам владельцев зеленой кровли предпочтительней других видов утеплителей, поскольку он позволяет сделать уклон на ровном покрытии. Это необходимо для того, чтобы после особо сильного дождя зеленая кровля не превращалась в болото — избыточное количество влаги должно отводиться через дренаж в водосточную систему, а без уклона это невозможно.

Утепление скатной крыши керамзитом

Сыпучие утеплители и скатная кровля — это настолько редкое сочетание, что многие не уверены, можно ли керамзит применять для теплоизоляции такой крыши. Нельзя сказать, что керамзитовый гравий для этого используют часто, но случается. В основном в южных регионах, а также в случае, если к зданию предъявляются повышенные требования по пожарной безопасности.

Утепление скатной кровли керамзитом выполняется поверх стропил — так керамзит своим весом придавливает настил, в то время как при попытке монтажа каркаса изнутри он, наоборот, будет работать на срыв креплений. Для этого на стропила крепят настил из обрезных досок толщиной 20-25 мм. При необходимости, их можно заменить OSB-плитой соответствующей толщины или влагостойкой фанерой. Важно, чтобы в настиле не было щелей, поэтому для его монтажа нужно использовать либо калиброванные доски, либо доводить обычные обрезные доски до эталонных размеров на рейсмусе.

Поверх готового настила укладывают пароизоляционную пленку с нахлестом, которую крепят строительным степлером. В местах креплений пароизоляцию обязательно проклеивают армированным скотчем, чтобы исключить проникание водяного пара через эти отверстия.

К настилу на металлические уголки крепят брус каркаса, толщина которого должна быть равна расчетной толщине слоя керамзита. Брус крепят параллельно карнизу с шагом 0,5 м. Между горизонтальными брусьями на те же уголки устанавливают вертикальные с шагом 1,5 м. Они нужны для крепления второго слоя дощатого настила, который будет удерживать насыпанный керамзит. По фронтонным свесам торцы бруса закрывают досками соответствующей ширины.

Получившиеся прямоугольные ячейки снизу зашивают досками примерно до середины. В полость между двумя дощатыми настилами насыпают смесь из керамзитового гравия двух фракций и утрамбовывают ее. Керамзитовый песок для утепления скатных крыш не используют. На утрамбованный керамзит досыпают еще гранулы, пока не полость не будет полностью заполнена. Дальше на вертикальные бруски крепят еще одну верхнюю доску, снова заполняют полость керамзитом и уплотняют его, и так до тех пор, пока кровля не будет полностью закрыта вторым слоем настила.

К сожалению, сыпучий утеплитель на наклонных поверхностях нельзя уложить полностью равномерно. Мешает гравитация. Поэтому в нижней части ячейки керамзита будет больше, чем в верхней. С этим придется смириться. С получившимися мостиками холода обычно борются монтажом слоя утеплителя изнутри крыши.

На готовый настил укладывают гидроизоляционную пленку, которую крепят с помощью контробрешетки. Дальше поверх контробрешетки нужно смонтировать обрешетку или еще один сплошной настил, на который и укладывается кровельное покрытие.

Подведем итоги

Керамзит — долговечный, устойчивый к поражению грибком и плесенью прочный материал, который не горит и не поддерживает горение. Это один из самых экологичных видов утеплителей, поскольку изготавливают его путем обжига в специальных барабанах гранул из чистой глины.

Какой керамзит для утепления подходит лучше всего? Для этого используют смесь из керамзитового гравия — округлых окатышей — двух фракций: 5-10 мм и 10-20 мм. На плоских покрытиях подстилающий слой делают из керамзитового песка.

Минимальная толщина слоя керамзита для утепления — 20 мм. Стандартная — 30-40 мм для плоских крыш и перекрытий. На скатные кровли не рекомендуют насыпать керамзит слоем толще 30 мм, поскольку из-за большого веса может не выдержать стропильная система.

Керамзит, как и другие сыпучие утеплители, лучше всего подходит для укладки на плоские покрытия. Скатные крыши утеплять с его помощью тоже можно, но сделать это сложнее, а сам утеплитель всегда распределяется неравномерно, что приводит к появлению мостиков холода около каркасного

Источник