Требования к эффективным утеплителям для систем фасадных теплоизоляционных композиционных (СФТК)

 К МВП высокой плотности (см. также ниже п.1.4) типа "HD (hohe Dichte/high density)", можно отнести плиты FAS 3 и FAS 4, причем прочность при растяжении только FAS 4 совпадает с требованиями Руководства по качеству от 19.09.2006 г.[6]. Т.к. abZ № Z-33.40-176 был выдан 07 августа 2014 г., раньше опубликования Руководства по качеству от 04.08.2016 г., то требуемая минимальная прочность при растяжении в обоих документах равна 14 кПа.

А теперь давайте обратимся к российскому сайту www.paroc.ru, где можно узнать, что МВП Paroc FAS 4 снята с производства и там же на сайте, в действующем техническом свидетельстве на МВП Paroc, можно найти, что прочности при растяжении и плотности для Linio 15 (ранее FAS 3) и Linio 20 (ранее FAS 4) , составляют, соответственно,  15 кПа/96-120 кг/м³ и 20 кПа/105-125 кг/м3, что соответствует таблице 3 ГОСТ Р 56707-2015 и Руководству по качеству [6] от 04.08.2016 г.

Налицо требуемая прочность при растяжении при более низкой плотности плиты и расхождение с abZ № Z-33.40-176. Да, несомненно, технология производства МВП не стоит на месте и такое вполне возможно. 

Этот нюанс напоминает автору разговор с одним известным европейским производителем щелочестойкой сетки для СФТК, который заявил, что может даже при поверхностной плотности рядовой армирующей стеклосетки 145 г/м2 достичь разрывной нагрузки не менее 2000 Н/5 см по основе и утку. Очевидно, как для МВП, так и для сетки, определяющими показателями при нормировании являются не плотности, а, соответственно, прочность при растяжении и разрывная нагрузка. 

Однако, при всем своем уважении к такой известной компании, как Paroc, автор статьи, как системодержатель, с учетом тех рисков применения МВП в СФТК, которые приведены в данной статье, хотел бы быть полностью уверенным  в величине декларируемых показателей при растяжении в направлении перпендикулярно лицевым поверхностям МВП.

Другим вопросом применения на фасадах СФТК с МВП такой низкой плотности является вопрос совместной работы общего штукатурного слоя и утеплителя. На 4 фасадном конгрессе, который прошел в Москве 12-14 сентября 2017 г. было высказано мнение, что такая низкая плотность МВП может привести к увеличению расхода базового клеевого состава на 1 м2. Все вышесказанное в п. 1.1. требует проверки и подтверждения.   

1.2 В ГОСТ Р 56707-2015 для МВП по сравнению с Руководством по качеству[6] отсутствуют следующие показатели: допуск отклонения от плотности, коэффициент паропроницаемости, расчетный коэффициент теплопроводности, прочность на сдвиг, группа горючести.

В [2] автор уже озвучивал мысль о том, что показатели по теплопроводности и паропроницаемости являются важнейшими системными показателями, влияющими на надежность эксплуатации СФТК.

Интересно, что в п. 6.2.1 ГОСТ Р 56707-2015 такое требование по пожарной опасности для пенополистирольных плит (ППС), как время самостоятельного горения не более 1 с, присутствует, а группа горючести НГ для МВП, как материала, отсутствует.

Прочность на сдвиг влияет на совместную работу МВП и общего наружного штукатурного слоя.

1.3  Все допуски Руководства по качеству[6] на геометрические размеры МВП (п.п. 2-6  таблицы 1) существенно превышают требования таблицы 3 ГОСТ Р 56707-2015. Например, для типовой длины МВП 1000 мм допуск в 2% составит 20 мм, тогда как аналогичное требование для МВП для WDVS в Германии только  5 мм!

При рядной установке плит точность геометрических размеров МВП весьма важна. Накопление систематической ошибки установки в виде зазоров между соседними плитами приводит к увеличению трудоемкости и времени монтажа, к снижению качества монтажа СФТК.

1.4   В [1] и [2] автор уже касался темы повышения в Германии прочности при растяжении перпендикулярно лицевой поверхности плиты МВП типа "WD" с 7,5 кПа (DIN 18165-1[9]) до 15 кПа для типа "HD" согласно [6]. Повышение было связано с возможным падением прочности при растяжении до 50% при возможном насыщении влагой МВП в процессе эксплуатации.

Так, в Руководстве по качеству [7] в редакции от 19.09.2006 г. было введено следующее требование. Прочность при растяжении после искусственного старения согласно ETAG 004 и общего эксплуатационного допуска строительного надзора (abZ) должна составлять не менее 50% от начального значения.

1.5 Минимальная прочность на сжатие при 10% деформации в ГОСТ Р 56707-2015 для МВП высокой плотности принята равной 30 кПа, а в Руководствах по качеству [5] и [6] - 40 кПа.

Один известный производитель МВП для СФТК со ссылкой на ГОСТ Р 56707-2015 уже заявил, что снижение минимальной прочности на сжатие с 40 кПа до 30 кПа, позволить понизить стоимость МВП. 

Два вопроса от системодержателя. Почему в Руководстве по качеству [7] от 19.09.2006 г. прочность на сжатие с 10 кПа была повышена до 40 кПа (см. таблицу 1)? Величина 40 кПа избыточная и проблем не будет или это снижение стоимости МВП в ущерб надежности? 

1.6   В [1] и [2] автор также касался темы паропроницаемости МВП для СФТК. 

В п. 4.3.8 DIN EN 13162 указано, что для МВП следует приводить коэффициент паропроницаемости , а для неоднородных или кашированных плит сопротивление паропроницаемости Z. Если испытания отсутствуют, то производитель должен устанавливать безразмерный коэффициент паропроницаемости МВП  по отношению к паропроводности воздуха равным =1 для однородных МВП и для кашированных МВП с открытопористой структурой минеральной ваты.

Отметим следующий интересный нюанс. Практически во всех технических свидетельствах Минстроя РФ на МВП для СФТК приводится коэффициент паропроницаемости  равный 0,3 мг/(м·ч·Па). Если руководствоваться рис. 1  ГОСТ EN 12086-2011[10], то паропроводность воздуха при температуре 23 С составит  0,7 мг/(м·ч·Па), тогда при m=1 коэффициент паропроницаемости МВП те же 0,7 мг/(м·ч·Па).

А теперь давайте обратимся к п. 10.9.1 ГОСТ Р 55412-2013[11], в котором паропроводность воздуха указана как 1,01 мг/(м·ч·Па), что, между прочим, противоречит, как  действующему ГОСТ 25898-2012[12], так и ГОСТ EN 12086-2011.  Тогда при m=1 коэффициент паропроницаемости МВП формально составит уже 1,01 мг/(м·ч·Па).

Разница между крайними значениями коэффициента паропроницаемости составляет 1,01/0,3=3,7 раза. Учитывая, что сопротивление паропроницаемости МВП обратно пропорционально коэффициенту паропроницаемости, то фактически это будет означать, что в зоне конденсации внутри плиты влаги будет накоплено в 3,7 раза больше. Для районов с низкими зимними температурами наружного воздуха и длительным отопительным сезоном, несомненно, возможны риски в отношении надежности эксплуатации СФТК с МВП. 

Выше в п. 1.4 было сказано, что при переувлажнении МВП возможно падение прочности при растяжении до 50%, кроме того, дополнительным усугубляющим фактором, с точки зрения надежности СФТК, является допустимая возможность приклеивания (метод "валик-точка") только 40% площади МВП. Это может привести к тому, что в отдельных ветровых районах высокая знакопеременная ветровая нагрузка, особенно в краевых зонах и на большой высоте, может превысить прочность при растяжении МВП. В таких случаях поверочный расчет по защите многослойного ограждения с МВП в СФТК от переувлажнения следует признать обязательным.  

1.7  В соответствии с п. 4.3.7.1 [6] кратковременное водопоглощение не должно превышать 1,0 кг/м² за 24 часа, поэтому в последней ячейке строки 12 таблицы 1 поставлено +/+.

1.8   Несколько замечаний по теплопроводности МВП для СФТК.

В п. 6.1 ГОСТ Р 56707-2015 указано, что технические требования, приведенные в таблице 3, соответствуют МВП, выпускаемой по ГОСТ 32314-2012, который гармонизирован с EN 13162. В разделе 8 "Маркировка и этикетирование" ГОСТ 3214-2912 находим, что изделия, соответствующие требованиям настоящего стандарта, должны иметь четкую маркировку, нанесенную на изделие или этикетку, или упаковку и содержащую, в том числе, декларируемые термическое сопротивление и теплопроводность.

Как в стандарте DIN EN 13162,  так и в ГОСТ 32314-2012, указано, что нормы не имеют силы для материалов, значение термического сопротивления которых ниже чем 0,25 (м²·С)/Вт или значение коэффициента теплопроводности которых не более, чем 0,060 Вт/(м·С) при температуре 10 °С.

К сожалению, в ГОСТ Р 56707 по количественной величине показателей теплопроводности МВП как эффективного утеплителя для СФТК нет ни слова.   

Выводы к разделу 1. Требования к МВП для СФТК

• В таблице 3 ГОСТ Р 56707-2015 отсутствуют важные показатели.

• Большинство показателей в таблице 3 занижены по сравнению с аналогичными показатели для WDVS в Германии.

• Большинство количественных показателей по качеству МВП для СФТК в Германии для аналогичной WDVS устарели более, чем на 10 лет. 

2. Требования к ППС для СФТК.

Требования к плитам пенополистирольным (ППС) для СФТК изложены в п.п. 6.1-6.3 ГОСТ Р 56707-2015 со ссылкой на ГОСТ 15588-2014[3]. 

В п. 3.1 ГОСТ 15588-2014 перечислены плиты марок ППС 15Ф, ППС 16Ф, ППС 20Ф, которые предназначены для применения в фасадных теплоизоляционных композиционных системах с наружными штукатурными слоями (СФТК).

Так же, как и для МВП, создадим сводную таблицу 2.1 требований к ППС для СФТК в сравнении  с аналогичными требованиями в Германии. 

Использовать будем следующие немецкие документы. Руководство "Qualitätsrichtlinie für Dämmstoffe aus Polystyrol-Hartschaum zur Verwendung in Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS)[13] - Руководство по качеству плит из вспененного пенополистирола для применения в теплозащитных связанных системах (WDVS)", которые были опубликованы 04.08.2016 г. немецким профессиональным союзом разработчиков и поставщиков теплоизоляционных систем WDVsysteme и индустриальным союзом производителей вспененных материалов IVH при одобрении трех профессиональных союзов, имеющих отношение в Германии  к производству строительных   растворов,  красок,  защите  и отделки   фасадов   зданий.

В разделе "Общий" Руководства по качеству[13] указано, что ППС должны соответствовать стандарту DIN EN 13163 [14] и общeму эксплуатационному допуску строительного надзора (abZ - allgemeine bauaufsichtliche Zulassung). Руководство по качеству определяет повышенные требования к ППС для WDVS.

В таблицу 3, так же, как и в разделе 1 в таблице 1,  дополнительно, для лучшего понимания эволюции требований к ППС для WDVS в Германии, внесем показатели более ранней версии Руководства по качеству ППС[15] от 19.09.2006 г. для WDVS, которое было опубликовано индустриальным союзом производителей вспененных материалов IVH и профессиональным  союзом разработчиков и поставщиков теплоизоляционных систем FV WDVS (позднее переименован в WDVsysteme). 

Анализ таблицы 3 приводит к следующим соображениям и замечаниям.

2.1 В ГОСТ Р 56707-2015 и ГОСТ 15588-2014 для ППС по сравнению [13] отсутствуют следующие показатели: стабильность размеров при заданных температуре (С)/относительной влажности (%) и в нормальном климате,   прочность при растяжении параллельно плоскости плиты, прочность на сдвиг и модуль сдвига, коэффициент паропроницаемости.

Прочность на сдвиг и модуль сдвига определяют совместную работу МВП и общего наружного штукатурного слоя.

Стабильность размеров плит ППС также важный показатель. Косвенно он учтен в п. 4.2 ГОСТ 15588-2014, где требуется ППС, предназначенные для теплоизоляции в фасадных теплоизоляционных композиционных системах с наружными штукатурными слоями, изготавливать из пенополистирольных блоков, выдержанных в условиях хранения  не менее 14 сут. 

В ГОСТ Р 56707-2015 и ГОСТ 15588-2014 отсутствует показатель коэффициента паропроницаемости для ППС являющийся важный системным показателем, влияющим на надежность эксплуатации СФТК[2], хотя его влияние на влагоперенос СФТК с ППС значительно меньше, чем в СФТК с МВП. 

В [2] было отмечено, что для оценки теплозащиты для ППС согласно СП 50.13330.2012[16] необходимо оперировать коэффициентом теплопроводности при условиях эксплуатации конструкции А и Б в отличие от коэффициента теплопроводности в сухом состоянии. Для ППС разной плотности этот расчетный коэффициент можно найти в Приложении Т СП 50.13330.2012 или, например, в протоколах НИИСФ на конкретные марки ППС отдельных производителей.

2.2  Все допуски [13] на геометрические размеры ППС (п.п. 2-6  таблицы 2) превышают требования п.п. ГОСТ 15588-2014. Например, для типовой длины 1000 мм ППС для СФТК допуск составляет  ± 5 мм, тогда как аналогичное требование для ППС для WDVS в Германии только ± 2 мм.

Требования к геометрии плит в случае ППС даже более важны, чем к МВП, о чем упоминалось выше, т.к. последние более жесткие.

2.3 Большой заслугой ГОСТ 15588-2014 является введение такой важнейшего показателя как прочность при растяжении в направлении перпендикулярном лицевой поверхности плиты. В ГОСТ 15588-86 этот показатель отсутствовал. Его введение позволяет обосновать надежность эксплуатации только приклеенной СФТК. 

В [1] и [2] уже отмечалось, что при нормировании показатель можно определять по минимальной величине, уровню или классу. Как для ППС в WDVS в Германии и в Европе, так и в ГОСТ 15588-2014, минимальная прочность при растяжении ППС равна 100 кПа. 

2.4  Интересно, в Руководстве по качеству [12], в отличии от ГОСТ 15588, нет требований по прочности на сжатие при 10% деформации и влажности по массе в %.

2.5 Показатели в строчках 15 и 18 таблицы 3, как в Руководстве по качеству [13], так и в ГОСТ 15588-2014, отличаются по трактовке и количественным значениям.

Выводы к разделу 2. Требования к ППС для СФТК

• В ГОСТ Р 56707-2015 и отсутствует ряд показателей.

• Часть показателей занижена по сравнению с аналогичными показатели для WDVS в Германии.

• Отдельные показатели, в первую очередь, по геометрии ППС в Германии для аналогичной WDVS устарели более, чем на 10 лет. 

В конце статьи автор, исходя и из своего личного опыта, считает необходимым остановиться на весьма актуальной и важной теме возможных рисков нарушения целостности наружного штукатурного слоя вследствие недооценки влагопереноса в СФТК с МВП по сравнению с ППС.

В [2] кратко были представлены положения  эмпирической теории защиты штукатурных фасадов, разработанной в прошлом веке известным и  авторитетным  немецким  специалистом доктором Хельмутом  Кюнцелем.  

Обратимся к главе 7.1.2 "Паропроницаемость"  книги Dr.-Ing. Helmut Künzel, Assenputz Untersuchungen  Erfahrungen  Überlegungen. Fraunhofer IRB Verlag[17], название которой можно перевести так: "Наружные штукатурки Исследования Опыт Соображения".  

Таблица 3. Сводная сравнительная таблица по показателям ППС для СФТК и WDVS