Минераловатные плиты (далее МВП), используемые в системах фасадных теплоизоляционных композиционных (далее СФТК), получают путем расплава и расщепления на волокна исходного сырья (базальта или диабаза), введением в расплав вяжущего вещества и модифицирующих добавок, сжатием минераловатного ковра с целью ориентации волокон, затвердеванием связующей основы и раскроем ковра на плиты, причем расщепленное на волокна природное сырье занимает только от 1 до 8% объема готового продукта.

Качество МВП определяется многими различными факторами. Наиболее существенными, на наш взгляд, являются:

• состав сырья;
• длина и диаметр волокна;
• ориентация волокна;
• вид и количество связующей основы, добавок;
• количество не волокнистых включений, например, пыль или каплевидные оплавления (корольки);
• объемная плотность продукта.

Так как, волокна получают из расплавов горных пород, то это определяет и основные свойства МВП - высокую химическую стойкость и негорючесть.

МВП эффективно препятствуют распространению пламени и обеспечивают надежную противопожарную защиту. Однако следует отметить, что МВП могут быть использованы в условиях очень высоких температур в том случае, если они в последствии не будут подвергаться деформациям, после того как разрушится связующий компонент. Дело в том, что минеральные волокна способны выдерживать температуру свыше 1000 °С, в то время как органическое связующее начинает разрушаться уже при температуре 250 °С.

При более высоких температурах даже после разрушения связующего волокна минеральные волокна остаются неповрежденными и связанными между собой, сохраняя свою прочность и создавая защиту от огня.

В СФТК с наружными штукатурными слоями применяются два типа минераловатного утеплителя. МВП высокой плотности (HD), свыше 140 кг/м³ и с хаотичной ориентацией волокон, а также МВП Ламелла, правда в значительно меньших объемах, с плотностью не менее 80 кг/м³ и ориентацией волокон перпендикулярно плоскости плиты.

Отметим, что МВП с хаотичной ориентацией волокон имеют меньшую теплопроводность, следовательно, более высокую теплозащиту.

Требования к МВП, рекомендуемых для СФТК, имеют свои особенности, на которые всегда необходимо обращать внимание. Основные из этих требований сведем в таблицу 1 и дадим свои комментарии и соображения.

Таблица 1

При пожаре внутри помещения и вырывании факела пламени на фасад здания температура в нем в районе верхнего среза оконного проема может достигать 900 °С и даже выше, этот фактор делает проблематичным применение в качестве утеплителя плит из стекловаты, имеющей температуру плавления примерно 600 °С. МВП с плотностью менее 140 кг/м³ слишком «мягкая» с точки зрения несущей способности и удобства нанесения для последующих штукатурных слоев.

Требование, чтобы прочность на разрыв в направлении перпендикулярном поверхности плиты составляла не менее 15 кПа, является в настоящее время общепринятым и обязательным у всех производителей МВП для СФТК.

При монтаже СФТК плиты утеплителя приклеиваются обычно по рядам и со смещением плиты относительно плиты нижележащего ряда с образованием между плитами так называемых Т-образных стыков. Если геометрия плит нарушена и превышает рекомендуемые допуски, то при монтаже возникает систематическая ошибка установки плит, которая приводит к зазорам и щелям между плитами. Для их устранения требуется соответствующая подрезка, что приводит к появлению отходов.

Если, например, обратиться к Приложению 3* СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» или к Приложению Д СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», то можно увидеть, что коэффициенты теплопроводности для жестких МВП на синтетическом связующем, плотностью свыше 125 кг/м³, для условий эксплуатации А и Б, соответственно, не опускаются ниже значений 0,06 и 0,07 Вт/(м*°С).

Однако все серьезные игроки на рынке производителей МВП в настоящее время имеют технические свидетельства минрегиона РФ на свою продукцию, в которых на основании испытаний в НИИ Строительной физики приводятся коэффициенты теплопроводности на конкретные типы МВП, которые значительно ниже. Именно этими показателями и надо пользоваться при теплотехнических расчетах с целью определения необходимой толщины МВП.

Рассмотрим еще два важных показателя для МВП. Это паропроницаемость и водопоглощение.

Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па), является важнейшим параметром, влияющим на эксплуатацию СФТК в целом, которая представляет собой многослойную строительную ограждающую конструкцию. Напомним, что, зная толщину МВП, легко найти сопротивление паропроницанию, (м²*ч*Па)/мг, как отношение толщины плиты к коэффициенту паропроницаемости.

Многолетняя практика эксплуатации СФТК с МВП показала, что для них важным является выполнение правила, когда сопротивление паропроницанию каждого последующего слоя изнутри наружу должно быть не выше, а лучше ниже, чем предыдущего слоя.

Для современных МВП, имеющих открыто пористую структуру, коэффициент паропроницаемости составляет обычно не менее 0,3 мг/(м*ч*Па), что говорит о хорошей паропроницаемости по сравнению с воздухом, для которого в нормальных условиях коэффициент паропроницаемости, по разным оценкам, не ниже 0,6 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение оценивается в % по объему и обычно для МВП с гидрофобизацией составляет не более 1-2 % по объему.

Эти факты производители МВП (см., например, каталог Paroc) часто подтверждают простыми и наглядными опытами (см. фото 2 и 3). На фото 2 пар из кипящей кастрюли практически беспрепятственно проходит через горизонтально расположенную МВП, что, несомненно, подтверждает высокую паропроницаемость МВП водяным паром. На фото 3 вода практически не смачивает поверхность гидрофобизированной МВП, что также, очевидно, подтверждает низкое водопоглощение такой плиты. Все верно, наглядно и правильно, однако сделаем два важных замечания.

Во-первых, на фото 2 мы имеем дело с водой в парообразном состоянии, которое характеризуется наличием молекул воды с высокой кинетической энергией, на фото 3 с водой в жидком состоянии, и в этом случае мы имеем высокую потенциальную энергию связи между молекулами воды.

Во-вторых, в установленной СФТК воздействие атмосферной влаги, как воды в жидком состоянии, на МВП ограничено наружным штукатурным слоем, т.е. практически мало, а МВП, как внутренний слой, подвержен диффузии водяного пара.

Поэтому при определенных температурах (это не есть точка росы, понятие точки росы существует только для поверхностей, внутри конструкции ее нет) возможно выпадение конденсата внутри МВП и, как следствие, падение прочностных и теплотехнических характеристик для такой плиты. На практике этого следует избегать и не допускать переувлажнения ограждающей конструкции.

Фактически следует рекомендовать, чтобы переувлажнение не превышало суммы массового отношения влаги в материале w,%, и предельно допустимого приращения расчетного массового отношения влаги в материале Dw, %. Например, для Московской области МВП плотностью 140-175 кг/м³ ЗАО "Минеральная вата" из приложения Д СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» в условиях эксплуатации Б имеют w=5%, а из таблицы 12 СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для МВП Dw не должно превышать 3%. Тогда максимальное переувлажнение такой МВП, как внутреннего слоя в СФТК, не должно превышать 8% по объему.

Также надо помнить, что основное по объему накопление влаги в ограждении идет в зимний период с отрицательными температурами, а в летний период, наоборот, происходит высыхание конструкции, которое также можно оценить и рассчитать.

Все выше сказанное говорит о том, что при проектировании многослойных ограждающих конструкций, в которых слои имеют разное паропроницание, нельзя ограничиваться только теплотехническим расчетом, необходимо также оценить и влагоперенос в такой конструкции.

В заключении остановимся на одном неприятном свойстве МВП, которое связано с тем, что потребитель может закупить плиты, смонтировать их на фасады здания, а затем столкнуться с появлением характерных красно-коричневых фенольных пятен, как на базовом слое, так и на финишной штукатурке, как "повезет" (фото 4 и 5). Причиной образования пятен являются сгустки связующей основы (фото 6 и 7), которые из-за диффузии водяного пара, растворяются и затем выносятся на наружную поверхность СФТК.

Производители МВП обычно это объясняют тем, что возможно данная партия была произведена непосредственно перед плановой чисткой оборудования. Но какое отношение к этому всему имеет потребитель?!

Самым эффективным способом борьбы с такими посторонними включениями, является их механическое удаление перед монтажом плит. Поэтому обязательно, после вскрытия заводской упаковки, плиты надо подвергать тщательному визуальному контролю. Если количество посторонних включений велико и их удаление затруднительно, рекомендуем сделать возврат такого товара продавцу. Последствия и проблема удаления или закрашивания таких пятен могут быть очень неприятными, трудоемкими и затратными.