Мембранами принято называть дышащие пленки, которые обеспечивают зданиям защиту от проникновения атмосферной влаги, оставаясь в тоже время практически прозрачными для выхода изнутри водяных паров.
Мембраны применяются в качестве гидроизоляции и ветрозащиты в конструкциях скатных кровель и навесных вентилируемых фасадов, в основном в малоэтажных домах. Высокая паропроницаемость мембран (Sd < 0,05 м) достигается благодаря особой микроструктуре, представляющей собой нетканые материалы из синтетических волокон. Мембраны обладают уникальной комбинацией свойств: они прочные, но в тоже время лёгкие, водонепроницаемые, стойкие к химическому воздействию, одновременно "дышащие", химически инертные и экологически безопасные.
В фасадах зданий, облицованных сайдингом, либо камнем, непременно должен присутствовать вентилируемый зазор - пространство, по которому воздух может свободно передвигаться внутри самого фасада. Если фасад ставится не вентилируемым, то внутри фасада всегда образуется конденсат – так называемая точка росы. Как правило, это происходит на внешней поверхности утеплений. Соответственно, чтобы этот конденсат испарялся и высыхал, требуется вентиляция внутри самого фасада. Именно поэтому в фасады, построенные с применением колодезной кладки - между двумя слоями кирпича или пеноблоков - укладывается утеплитель, и вся эта конструкция защищается снаружи мембраной, сохраняя присутствие вентилируемого зазора. В данном случае мембрана служит неким физическим барьером, который защищает как сам каркас дома, так и то, что находится внутри, от воздействия климатических изменений – дождя, снега и ветра. В России очень широко применяются современные качественные эффективные утеплители на основе тканевой ваты или стекловаты, которые обеспечивают необходимый параметр по теплозащите здания.
Но любой утеплитель (как минимум на 90%, но бывает и до 97%) состоит из открытых пор. Соответственно, под давлением ветра в этих порах происходит замещение холодного воздуха на теплый, и наоборот. Этот эффект, при котором происходит конвективный теплоперенос или конвективная потеря тепла, называется продольной фильтрацией или экс-фильтрацией. Любое здание выхолаживается по трем механизмам, основным можно считать конвективные потери, для снижения которых и применяется мембрана, являющаяся некой ветровкой на поверхности утеплителя и позволяя ему сохранить свои заявленные характеристики: сопротивление теплопередаче на уровне исходных. В США, по заказу департамента энергетики, среди малоэтажных домов различной этажности, в разных климатических условиях, в том числе, и в умеренном климатическом поясе, проводились исследования энергоэффективности применения качественной ветро- и гидрозащитной мембраны.
Эти исследования показали, что экономия на отоплении, кондиционировании в каркасном доме с применением мембраны может составлять до 40% в год, что очень существенно. Для среднестатистической семьи, которая, условно говоря, тратит тысячу у.е. в год на отопление и кондиционирование, экономия составит около 400 у.е. – а эта сумма сравнима со стоимостью самой мембраны и установкой её на этот дом. Таким образом, установка высококачественной мембраны окупает себя за один год ее эксплуатации. А если учесть, что цены на энергоносители в процессе эксплуатации дома могут существенно измениться? Уже при проектировании и строительстве дома нужно задумываться о различных аспектах его эксплуатации – например, об увеличении цен на энергоносители, или об оплате отопления дома при пониженном доходе, например, на пенсии.
В американском строительстве мембраны уже более 30 лет применяются в качестве обязательного элемента на внешней поверхности здания под облицовкой как своеобразный облицовочный материал. Основная функция мембран - снижение теплопотерь, вторая функция - контроль за тепло- и влагопереносом в строительной конструкции, чтобы водяные пары выходили на улицу, и чтобы вода снаружи не попадала внутрь строительной конструкции.
Внутри дома давление всегда выше, чем снаружи, особенно зимой. И водяные пары под действием этого давления выходят через стены наружу, конденсируясь внутри и на поверхности утеплителя. Теоретически, они должны потом выветриваться под действием ветрового давления. Но если в качестве защитного слоя применять рубероид или полиэтиленпергамин, которые не "дышат", то в этом случае происходит закупоривание всей системы фильтрации, и под этими материалами будет скапливаться конденсат, а это приведет к образованию грибков, плесени, опасных для здоровья человека. Кроме того, сама строительная конструкция в этом случае будет ржаветь и гнить. В этом случае и требуется применение мембраны на поверхности утеплителя, который выпускает водяные пары – мембрана дает возможность и способствует, под действием давления, выходить наружу конденсату, не застревая на поверхности утеплителя. Поэтому сейчас материалы типа рубероида и пергаминполиэтилена практически не применяются.
Исходя из функциональных особенностей, мембраны в малоэтажном строительстве очень востребованы и применяются очень широко – как в каркасных домах, так и в домах с наружной облицовкой кирпичом, при которой в любом случае требуется применение утеплителя, и, соответственно, поверх него требуется применение мембраны.
Функции подкровельной мембраны, которая лежит на поверхности утеплителя, несколько расширяются, по-сравнению с мембраной в стенах. В этом случае мембрана служит еще и в качестве гидроизоляции. Сама по себе подкровельная гидроизоляция требуется для защиты от падения капель конденсата, который может образовываться на внутренней поверхности металлочерепицы: во время сильного дождя с ветром или грозы под металлочерепицу может попадать вода. Кроме того, места стыков и переходов не всегда обеспечивают полную герметичность и, для защиты от этих протечек основного кровельного покрытия, и применяется подкровельная гидроизоляция. Мембраны в качестве подкровельной гидроизоляции начали применять в мире с 1989 года, то есть опыт такого применения мембран насчитывает уже 20 лет. В России традиционно в качестве подкровельной гидроизоляции применялся рубероид пергамин, позднее стали применять всевозможные перфорирование и армированные плёнки. Сейчас мембраны начали все активнее применяться в строительстве – как на стенах домов, но так и на поверхности утеплителя в скатных кровлях.
Мембраны относятся к классу пленок, которые делятся на 2 класса: те, которые можно применять в контакте с утеплителем, как в кровле, так и в стенах (мембраны), и те, которые нельзя (они не обладают достаточными свойствами по паропроницаемости). В Германии и в остальной Европе, и во всех развитых странах применяются только дышащие пленки – мембраны. В России мембранами часто называют не только дышащие пленки, но и перфорированные, что абсолютно не правильно. К сожалению, сейчас в России, за счет своей низкой стоимости, очень широко применяются именно пленки, которые нельзя применять в контакте с утеплителем. Первый класс пленок можно назвать премиум, он обеспечивает технологию монтажа в развитых цивилизованных странах - в США, Канаде, Германии, Европе и находится в контакте с утеплителем. К этому классу относятся все мембраны, или супердиффузионные пленки. Второй класс - все остальные пленки, которые нельзя устанавливать в контакте с утеплителем: они бывают как перфорированные, так и неперфорированные, могут быть армированными и не армированными.
Эти пленки сейчас широко поставляются на рынки стран СНГ – России, Украины, Беларуси, Казахстана. И они востребованы, потому что в России существует как бы подмена понятий. Издавна на Руси строили холодный чердак (или мансарду) – подкровельное нежилое холодное помещение. И в этом помещении не важно было, какая пленка будет использована в качестве утеплителя - дышащая или не дышащая, будет ли она применяться вообще, или не будет ее. Здесь могла применяться абсолютно любая пленка. Но, когда стали строить малоэтажные дома по европейской технологии, как в Германии например, то почему-то решили, что и в этом случае пленка тоже может применяться любая. Разница заключается в том, что между пленкой и утеплителем в российском опыте современного малоэтажного домостроения в любом случае должен присутствовать зазор. Таким образом, в современной России стали строить кровли с двойным зазором. А эта технология типична только для рынков развивающихся стран - ни в Германии, ни в Америке так не строят. Так не строят нигде, кроме России.
Двойной зазор представляет собой технологию укладки, при которой между пленкой и утеплителем есть зазор, то есть пленка лежит непосредственно не на самом утеплителе. По такой технологии один зазор должен быть между черепицей и пленкой, а второй (в случае только с не дышащая пленкой), расположен между утеплителем и пленкой. В этом случае снизу под пленку набивается реечный каркас, и пленка укладывается на эти рейки.
Сейчас в России идет борьба технологий – все хотят понять, как правильно строить. И, почему-то, широко распространено мнение, что лучше использовать пленку второго класса, которая в 3 раза дешевле, чем мембрана, и сделать двойной зазор. Но если грамотно подсчитать, то в конечном итоге оказывается, что двойной зазор дороже, чем покупка более дорогой мембраны: усложняются эксплуатация и монтаж. И в эксплуатации такие кровли с двойным зазором не совершенны, потому что нижний зазор тоже должен быть вентилируемым, иначе будет возникать конденсат. Если говорить о стоимости, то, условно говоря, пленка для 2 зазоров стоит 0,5 евро за квадрат, а мембрана для одного зазора стоит от 1 до 1,5 евро. Дышащая пленка всегда в 2-3 раза дороже, чем не дышащая.
Основной проблемой квалифицированного применения мембран в России является отсутствие стандарта по кровлям – в настоящее время ни ГОСТа, ни СНиПа, даже свода правил по кровлям не утверждено. Также, отсутствуют и стандарты по монтажу. Это ведет к тому, что, чаще всего, монтаж кровель ведется неквалифицированными бригадами, которые выполняют эти работы исходя из своих собственных понятий и представлений о технологии, по старым правилам. Услугами профессиональных компаний, которые специализируются именно на поставке кровли под ключ, застройщики пользуются довольно редко. Хотя, такой способ монтажа в конечном итоге получается более простым и цивилизованным – компания дает гарантию на свои работы (на год или два) и при возникновении каких-либо проблем специалисты устраняют все бесплатно. Такие специалисты работают только с материалами по цене от 1,5 евро за квадратный метр. И исходя из того, что стоимость мембраны составляет 1,5 -2 процента от стоимости всей утепленной мансарды, на выходе получается абсолютно незначительная сумма. Но те проблемы, которые может исключить или решить применение именно дышащей мембраны, намного дороже чем эти 1,5 -2%. Поэтому все профессионалы строительного рынка выбирают только качественные мембраны, с которыми выгодно работать.
В настоящее время все дышащие мембраны производятся и должны укладываться исходя из немецкого стандарта, который называется Дин 4108. Одно из его положений гласит, что сопротивление пару внешней пленки и внутренней должно быть не менее 10:1 т.е. если ставится пароизоляция надлежащего качества – дышащая мембрана за 1-1,5 евро, то никаких проблем в эксплуатации такого помещения не возникает. Но если поставить мембрану и снаружи, и внутри, то соотношение составит 1:1 и следствием такого монтажа станет выпадение конденсата, что приведет к намерзанию льда и протечке.
Также, введение этого Дина 4108, способствовало популярности и распространению мембран, потому что обязывало укладывать 150 мм утеплителя в кровлю, тогда как раньше всегда укладывалось 100 мм. И, чтобы не менять стропильную систему, которая составляла 150 миллиметров, немцы стали укладывать утеплитель на всю толщину стропил и сверху накрывать мембраной.
Рынок мембран с уверенностью можно назвать перспективным: он растет на 20% в год. И будущее конечно за качественными дышащими мембранами - они окончательно вытеснят низкокачественную продукцию после того, как будет собран достаточно обширный банк данных по технологии монтажа и экономической целесообразности применения более дорогих пленок. В Германии сейчас 95% всех пленок, которые устанавливаются на утеплитель без зазора - это дышащие мембраны.
Самыми крупными производителями высококачественных пленок (мембран) являются Германия и Люксембург. На сегодняшний день мембраны занимают около 20% всего российского рынка пленок, остальные 80% - это дешевые микроперфарированые пленки, либо нетканый полипропилен, которые должны применяться либо с двойным зазором, либо вообще не должны применяться в строительной конструкции. Но, благодаря свой цене, пользуются большим спросом. Говоря о прогнозах роста рынка мембран, можно с уверенностью сказать, что доля качественных материалов на российском рынке может увеличиться до 50%. Причем, в России, с развитием технологий малоэтажного домостроения гораздо быстрее – в Германии к этому пришли за 10 лет. На сегодняшний день в России не развито производство мембранных пленок и материалов, нет ни одного западного завода. Некоторые заводы лишь используют компоненты, произведенные в Китае, и из них склеивают ламинаты в России.
Своим появлением мембраны обязаны резкому ужесточению норм по теплосбережению в строительных конструкциях в западных странах. Сегодня, в связи с принятием аналогичных норм по теплосбережению в нашей стране (СНиП II-3-79*, 96 г. Строительная теплотехника) "дышащие" мембраны стали широко применяться и в России.
Впервые мембраны были разработаны и начали применяться в стенах каркасных домов более 30 лет назад на территории северной Америки – в США и Канаде. Спустя 10 лет они перешагнули океан начали применяться в Западной Германии уже в качестве подкровельной гидроизоляции. Именно немцы начали применять мембраны в качестве подкровельной гидроизоляции, примерно с 1989 года – профессиональному опыту использования мембран около 20 лет. На эту идею немцев натолкнула известная экономичность - они решили, что в подкровельном пространстве – мансарде - тоже можно жить, и это выгодно. Но, чтобы там жить, её надо утеплить. А если при использовании утеплителя нужна дышащая подкровельная изоляция, традиционная не подходит, потому что будет образовываться конденсат, то есть влага. Либо, как другой вариант, нужен двойной зазор. А поскольку немцы народ прагматичный, то они подсчитали, что рациональнее со всех точек зрения укладывать гидро- ветрозащиту на утеплитель.
Ещё через 10 лет мембраны перешагнули не только океан, но и границы бывшего Советского Союза - впервые в России они начали применяться где-то с 1997 года, по немецкой технологии в качестве подкровельной гидроизоляции на Рублёвке.
Неоспоримым преимуществом дышащих мембран является то, что только они позволяют наиболее рационально использовать для теплоизоляции все пространство между стропил. Дышащие мембраны, в отличие от всех других видов пленок, укладывают непосредственно на теплоизоляционный материал, поэтому их применение позволяет отказаться от вентиляционного зазора, который занимает до 50% пространства, предназначенного для утепления крыши.
Дышащие мембраны обладают следующими характеристиками:
На российском рынке присутствуют несколько видов подкровельных дышащих мембран. Среди них:
К вспомогательным аксессуарам для монтажа мембран можно отнести клеящие ленты. Клеящие ленты на основе акрилата предназначены для заклеивания механических повреждений, оклеивания проёмов (например, вентиляционных элементов, слуховых окон и т. д.) на кровле и фасаде.
Клеящие ленты на основе бутила используются в основном для монтажа водонепроницаемых подкровельных пленок, для герметизации поверхностей и соединений, для изоляции выступающих элементов конструкций (например, дымовые трубы).
Для подкровельной гидроизоляции с помощью мембран вспомогательные аксессуары не столь востребованы, как на рынке пароизоляции - для пароизоляции установлено требование к проклейке мест примыканий, перехлеста полотен, и т.д. При пароизоляции требуется создать непрерывный барьер для попадания пара в утеплитель При монтаже подкровельной гидроизоляции такие жесткие требования по проклейке всех перехлестов отсутствуют.
