Консультации строителя онлайн.


Зачем дополнительно утеплять дом и как именно: изнутри или снаружи?

Зачем дополнительно утеплять дом и как именно: изнутри или снаружи?

Если загородный или дачный дом строится из бревна, бруса, кирпича, монолитного бетона и различного вида мелких стеновых блоков  (газобетон, пенобетон, керамзитобетон и т.п.) и других видов массивных стеновых материалов, то многие настоящие и будущие домовладельцы рассматривают возможности для дополнительного утепления стен дома.
Чаще всего, думая о дополнительном утеплении массивных стен домовладельцы ставят перед собой лишь два вопроса: какой утеплитель выбрать, и как лучше утеплять дом – изнутри или снаружи?  В настоящей статье мы постараемся показать пути поиска ответов на третий, и главный, на наш взгляд, вопрос:
зачем вообще тратить деньги на дополнительное утепление стен дома?

В самом деле, все выгоды домовладельцам кажутся  очевидными: дополнительное утепление дома сделает его теплее, лучше, комфортнее для жизни и позволит сэкономить много средств на его отоплении. Действительно, все эти утверждения раз за разом повторяются в рекламе теплоизоляционных материалов и принимаются всеми как аксиома – то есть, положение, не требующее доказательств.
Мы попробуем взглянуть на проблему дополнительного утепления домов с точки зрения беспристрастной науки. Для этого мы воспользуемся данными многолетних полевых исследований результатов дополнительного утепления стен домов из массивных материалов, проведенными европейскими учеными в период 1970-х по 2010-е годы и обобщенных в публикациях Британского строительного научно-исследовательского  центра Building Research Establishment Ltd. (BRE, 2014)1 и в докладе Еврокомиссии по экологическим аспектам теплоизоляции зданий (2010).2 

Теплоизоляция используется для сохранения в здании прохлады в теплое время года и снижения  теплопотерь в холодное время через наружные поверхности здания. В теории предполагается, что дополнительная теплоизоляция стен позволит улучшить микроклимат жилых помещений и сэкономить домовладельцу значительные средства за уменьшения расходов на отопление и кондиционирование.

Начнем мы с экономического эффекта дополнительного утепления стен дома. Прежде всего, домовладельцу необходимо осознать тот факт, что для получения экономического эффекта от дополнительного утепления ему необходимо тратить средства на отопление или кондиционирование.  Если таких затрат мало, как, например, в загородном доме для сезонного проживания в теплое время года или на даче для отдыха исключительно по выходным, то и срок окупаемости дополнительного утепления будет очень и очень долгим. Если дом достаточно большой и отапливается относительно недорогим энергоносителем (природный газ, дрова)  то срок окупаемости дополнительного утепления дома может превысить срок жизни домовладельца.  Даже если дом используется для постоянного проживания, то срок окупаемости  вложений в дополнительное утепление будет все равно очень значительным.  Ниже приведена таблица расчетных сроков окупаемости дополнительного  утепления стен и пола сблокированного дома с тремя спальнями с отоплением на магистральном газе по данным Европейской комиссии (2010 г.):

Таблица. Срок окупаемости дополнительного утепления
Вид утепления Годовая экономия Стоимость при монтаже своими руками или с евродотациями Период окупаемости
Внутреннее утепление стен
€438
€6600 - 10200
От 15 до 23 лет
Наружное утепление стен
€462
€12600 - 17400
От 27 до 37 лет
Утепление пола
€60
€120
Около 2-х лет



Как видно, сроки окупаемости инвестиций в дополнительное утепление весьма велики даже с учетом производства работ своими руками и денежных дотаций от Евросоюза (отопление и кондиционирование домов забирает до 50-60% всех энергоресурсов Евросоюза, поэтому правительствами европейских стран частично дотируется дополнительное утепление домов для снижения нагрузки на энергетическую систему). Без дотаций и при заказе работ в строительных фирмах строки окупаемости могут удвоиться. При этом следует помнить, что срок службы теплоизоляционных материалов составляет 20-50 лет. Затем, возможно, понадобится проводить капитальный ремонт системы дополнительного утепления дома. Однако, приведенные выше данные по экономии энергетических ресурсов являются теоретическими. На практике же оказалось, что планируемая экономия энергоресурсов и бюджета на обогрев дома после его дополнительного утепления может оказаться не только существенно ниже прогнозируемого, но и даже отрицательной – за счет эффекта «отскока», обусловленного психологическими причинами, которые не прогнозируются ни физическими, не экономическими расчетами.

Эффект «отскока» или почему владельцы утепленных  домов начинают тратить больше средств на отопление, чем до утепления дома?
Исследования показали, что психологические установки и поведение домовладельцев значительно изменяются после выполнения дополнительного утепления стен дома. Владельцы утепленных домов начинают чувствовать, что они не должны беспокоиться о сохранении энергии в других областях своей жизни, так как они считают, что уже «все сделали» для экономии и теплосбережения.  Если в плохо утепленных домах хозяева «экономили» тепло, поддерживали минимально комфортную температуру воздуха, реже открывали окна, держали неиспользуемые помещения закрытыми и неотапливаемыми, меньше пользовались энергоемким оборудованием и приборами, то после работ по дополнительному утеплению в большинстве случаев ситуация кардинально изменялась. Домовладельцы, считая, что будут тратить меньше средств на отопление из-за   дополнительного утепления,  устанавливали на термостатах более комфортную температуру, переставали контролировать утечки теплого воздуха через окна, двери и вентиляцию,   начинали отапливать неиспользуемые помещения.  В результате  экономический эффект от дополнительного утепления либо снижался с ожидаемых 25-30% экономии до 15-17%, либо вообще становился отрицательным, когда счета за отопление становились больше, чем до утепления дома.

Инвестиции в дополнительное утепление дома не всегда окупаются, либо окупаются в течение долгого периода, либо приводят к увеличению сопутствующих расходов. Дополнительное утепление стен дома может привести к необходимости произвести дополнительные строительные работы (удлинение свесов кровли, переделка водосточных систем, значительные фасадные работы при наружном утеплении; интерьерные работы, перенос коммуникаций при внутреннем утеплении), стоимость которых может сделать работы по утеплению дома экономически нецелесообразными.  Таким образом, исключительно экономические расчеты не всегда могут служить основанием для принятия положительного решения о необходимости дополнительного утепления дома.
В рекламе материалов для «утепления дома» обычно ничего не говорится и о возможном негативном влиянии утепления на состояние строительных конструкций и микроклимат в доме. Все рекламные заявления сводятся лишь к тому, что в доме «будет тепло».  Посмотрим, что еще может измениться в вашей жизни, после того как вы решите, что дом нужно сделать «еще теплее».

Схема 1. Стандартные варианты утепления стен домов из массивных материалов.
варианты дополнительного утепления стен дома

Первое недооцениваемое последствие дополнительного  утепления дома – это перегрев жилых помещений. Но наиболее значительные негативные последствия дополнительного утепления домов обусловлены нарушениями влагообмена между жилой средой, строительными конструкциями и окружающей средой, возникающие при любом виде утепления любыми материалами.
Перегрев помещений при дополнительном утеплении наиболее характерен для домов с внутренним утеплением в жарком климате или континентальных климатических зонах с большим контрастами летних и зимних, либо дневных и ночных температур. Причиной перегрева помещений при внутреннем утеплении является больший прогрев незащищенных снаружи теплоизоляцией стен и изоляция внутренней среды жилища от значительной инертной термальной массы стен, позволяющей выравнивать суточные колебания температур.3 При исследовании утепленных домов в Англии в среднем наблюдалось превышение летних дневных температур в помещениях с внутренним утеплением на 10% с экстремумами до 25%  по сравнению с неутепленными помещениями. Больше всего перегреваются утепленные изнутри помещения на верхних этажах зданий. В условиях перегрева могут значительно пострадать пожилые люди, постоянно находящиеся в помещении в течение всего дня. Также при перегреве помещений возрастают затраты на кондиционирование воздуха, которые могут нивелировать экономию на отоплении зимой. В качестве наиболее эффективных средств предупреждения перегрева помещений  служат наружные жалюзи на окнах, которые способны уменьшить нагрев помещений на 50%.

Изменение режима влагообмена в утепленных помещениях.
Любой вид дополнительного утепления массивных стен дома изменяет нормальный режим влагообмена между строительными конструкциями и окружающей средой. При неправильном дизайне или ошибок при монтаже дополнительного утепления возрастают риски повреждения стен за счет циклов оттаивания-замораживания, коррозии или  биологического разрушения (в зависимости от основной уязвимости материала стен). Любой вид утепления снижает потенциал высыхания стен. Внутренняя теплоизоляция снижает температуру стен, а наружная – уменьшает паропроницаемость стеновой конструкции. По отечественным строительным нормам (п.8.8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий») в конструкциях многослойных стен каждый более наружный слой должен иметь паропроницаемость большую, чем слой предыдущий.   Экспериментальные данные показывают, что для нормального влагоудаления разница в паропроницаемости между слоями должна быть минимум в 5 раз.  Использование наружных утеплителей с равной или, тем более, меньшей паропроницаемостью ведет к постепенному отсыреванию стен.  В условиях повышенной влажности из-за неправильно спроектированного наружного утепления  стены из ячеистых бетонов могут разрушаться при циклах замерзания, стены из массива дерева – из-за биологического разрушения, а стены с металлическими конструкциями – из-за коррозии. Отсыревание стенового материала увеличивает его теплопроводность, что может свести к нулю или даже сделать отрицательным экономический эффект при неправильном дополнительном утеплении стен.

Риски конденсации влаги сильнее увеличиваются при внутреннем утеплении стен помещений, за счет большей вероятности образования мостиков холода на границах с полом, кровлей и перекрытиями. Увеличивает вероятность конденсатов и изоляция утеплителем и паробарьерами гигроскопичного материала массивных стен дома, которые участвуют в регулировке влажностного режима помещения за счет циклов поглощения-испарения влаги.  Повышения влажности в помещениях приводят к росту плесени и усиленному размножению пылевых клещей, являющихся сильными аллергенами. 
Любой вид утепления уменьшает вентиляцию помещений за счет «случайных» потоков воздуха, поникающих через щели в ограждающих конструкциях. Воздухообмен имеет в 19 раз большее значение в удалении влаги из помещения, чем паропроницаемость стеновых конструкций. Поэтому при утеплении стен (особенно одновременно с установкой стеклопакетов в пластиковых переплетах) и отсутствии адекватной вентиляции уровень влажности в помещении может существенно повыситься.
Использование ветрозащитных мембран для покрытия наружных слоев утеплителя без вентиляционных зазоров может приводить к накоплению влаги и росту плесени на границах раздела сред (при влажности 80-90% и наличии органических материалов). Согласно недавним медицинским исследованиям (1999-2004 гг.) плесень играет одну из ключевых ролей в возникновении бронхиальной астмы, аллергического ринита и атопического дерматита у взрослых людей. Также была обнаружена связь между частотой возникновения у жителей синуситов, тонзиллитов, синдрома хронической усталости с наличием плесени во внутренней среде жилища.

Рациональное утепление домов в зависимости от режима их эксплуатации.
Наиболее эффективной стратегией для утепления стены одной и той же термальной массой является трехслойное расположение утеплителя: слой снаружи стены, слой внутри стены и слой изнутри помещения. В этом случае достаточно делать толщину каждого слоя всего 26 мм.4  Например, помещение с толщиной внутренней изоляции 78 мм остывало в два раза быстрее, чем помещение с трехслойной изоляцией. Возможно исполнение двухслойной изоляции: наружной и слоя внутри стены, так чтобы термальная масса стены не была изолирована от помещения.

Исследование эффективности расположения утеплителя на бетонной стене толщиной 152 мм в шести различных климатических зонах США показало, что оптимальные тепловые характеристики помещений во всех климатических зонах получаются при наружном расположении утеплителя.   Исследовалась также энергоэффективность домов с тремя типами стен: сплошная кирипичная кладка, кирпичные стены с полостями внутри (колодцевая кладка)  и кирпичные полые стены с наружным утеплением толщиной 5 см.  В летнее время наиболее комфортный микроклимат наблюдался в домах с массивными кирпичными стенами и в домах с наружным утеплением. В зимнее время наилучшие результаты показали дома с наружным утеплением.
Для прерывистого характера отопления (например, при периодической протопке помещений) наиболее эффективно одновременное утепление массивных стен (кирпичная кладка) изнутри и снаружи. Такой способ позволяет сберечь на 32% больше энергии по сравнению с размещением утеплителя между слоями кирпичной кладки. Для охлаждения помещений при помощи кондиционеров лучшие результаты наблюдаются в помещениях с утеплителем между слоями кирпичной кладки, и худший – с одновременным наружным и внутренним расположением утеплителя.
Для постоянного режима отопления предпочтительнее конструкция стен с наружным утеплением и открытой внутрь помещения термальной массой.

Достоинства и недостатки наружного и внутреннего утепления стен дома.

Схема 2. Сравнение основных достоинств и недостатков наружного и внутреннего утепления.
наружное и внутреннее утепление
Таблица. Наружное утепление
Преимущества

Недостатки

Использование преимуществ термальной массы стен внутри помещений: стены медленнее остывают и медленнее нагреваются.

Высокая тоимость. Необходимость проведения сопутствующих строительно-отделочных работ.

Дополнительная защита фасада от воздействия атмосферных факторов и нагрева.

Может потребоваться разрешение на производство фасадных работ и их согласование.

Возможность исправления дефектов фасадов.

Не применимо в многоквартирных домах при утеплении только одной из квартир.

Шумоизоляция.

Повышенные риски увлажнения теплоизоляции от осадков.

Низкая вероятность образования тепловых мостиков.

 

Работы по установке не вторгаются в жизнь обитателей дома и интерьеры.

 

Не снижает площадь внутренних помещений: нет ограничений по толщине теплоизоляционного слоя.

 

Таблица. Внутреннее утепление

Преимущества

Недостатки

Быстрый прогрев помещения.

Создание тепловых мостиков.

Отсутствие воздействия на экстерьер здания.

Повышенная возможность для перегрева помещений.

Работы чаще всего могут быть выполнены своими руками.

Повышение влажности помещений.

Работы могут выполняться поэтапно (по комнатам).

Изоляция тепловой массы стен

 

Отсутствие внешней защиты стен от воздействия осадков

 

Сокращение внутренних объемов помещений.

 

Необходимость переноса коммуникаций.

 

Необходимость переделки интерьеров.

 

Необходимость аккуратной эксплуатации и ограничения в работе со стенами в дальнейшем.

Таким образом, можно сделать краткие выводы о дополнительном утеплении дома:

  1. Несмотря на рекламные призывы, не во всех случаях целесообразно тратить деньги на дополнительное утепление стен дома. Дополнительное утепление выгодно, прежде всего, производителям теплоизоляционных материалов и поставщикам энергетических ресурсов, из-за снижения нагрузки на энергетические сети. Затраты домовладельца на дополнительное утепление дома могут окупаться очень долго,  вообще не окупаться или приводить к росту расходов.
  2. Окупаемость затрат на дополнительное утепление дома зависит не только от климатических условий, теплотехнических параметров дома, но и от психологических особенностей и стиля поведения домовладельцев.   
  3. Влияние дополнительного утепления на сохранность и долговечность стен и микроклимат в доме неоднозначно. Ошибки при проектировании и монтаже могут привести к значительному росту влажности, как в ограждающих конструкциях, так и внутри помещений.
  4. В большинстве стандартных случаев наружное утепление дома имеет больше преимуществ по сравнению с внутренним утеплением. Чтобы снизить расходы на монтаж наружного утепления лучше его осуществить на стадии строительства дома.
  5. Для домов с нерегулярным или неравномерным режимом отопления (большинство дачных домов временного пребывания) рекомендуется внутреннее утепление, либо комбинация внутреннего и наружного утепления стен.
  6. Для домов с постоянным режимом отопления рекомендуется наружное утепление стен, либо комбинация наружного и межслойного утепления стен с толщиной  неизолированной термальной массы, обращенной в помещение, минимум 100 мм. 

Kossecka, E. and Kosny, J. Influence of insulation configuration on heating and cooling loads in a continuously used building. Energy and Buildings.- 2002. - Vol.34.- pp. 321–331.

1  Milsom E. Solid wall heat losses and the potential for energy saving Literature review / Building Research Establishment Ltd. (BRE) - www.bre.co.uk - 2014 - May, 29.

2 Green Public Procurement Thermal Insulation Technical Background Report Report for the European Commission – DG Environment by AEA, Harwell, -2010. – June.

3 В поглощении избыточной тепловой энергии из помещения участвуют внутренние первые 100 мм материала массивной стены (English Heritage. Energy Efficiency and Historic Buildings. Application of Part L of the Building Regulations to historic and traditionally constructed buildings. London: English Heritage – 2011).

4 Al-Sanea, S. A. and Zedan, M. F. Improving thermal performance of building walls by optimizing insulation layer distribution and thickness for same thermal mass. Applied Energy,- 2011. - 88(9).- pp. 3113–3124.