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 вентилируемых фасадов не только в высотном строительстве, но и в малоэтажных домах. Высокая паропроницаемость мембран (Sd < 0,05 м) достигается благодаря особой микроструктуре нетканых материалов из синтетических волокон.

Мембраны обладают уникальной комбинацией свойств:

• они прочные, но в тоже время легкие,
• водонепроницаемые,
• стойкие к химическому воздействию,
• одновременно «дышащие»,
• химически инертные и экологически безопасные.

Мембраны в конструкциях фасадов

Основная функция мембран – снижение теплопотерь, вторая – контроль за тепло- и влагопереносом в строительной конструкции, чтобы водяные пары выходили на улицу и вода снаружи не попадала внутрь строительной конструкции. Есть пароизоляция и гидро-ветроизоляция.

В России широко применяются современные эффективные утеплители на основе каменной ваты или стекловаты, которые обеспечивают соблюдение необходимых параметров 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. Для снижения потерь тепла и применяется мембрана, являющаяся своеобразной ветровкой на поверхности утеплителя и позволяющая ему сохранить сопротивление теплопередаче на уровне исходных.

В фасадах зданий, облицованных сайдингом Ханьи (HANYI) либо камнем, непременно должен присутствовать вентилируемый зазор – пространство, по которому воздух может свободно передвигаться внутри самого фасада. В невентилируемых фасадах может образовываться конденсат, как правило, это происходит у внешней поверхности утеплителя. Чтобы конденсат испарялся и высыхал (поскольку теплозащитные свойства намокшего утеплителя резко снижаются), в фасадных конструкциях, возведенные по принципу колодезной кладки, между двумя слоями кирпича или пеноблоков укладывается утеплитель, который защищается снаружи мембраной с организацией вентилируемого зазора. В американском строительстве мембраны уже более 30 лет применяются в качестве обязательного элемента на внешней поверхности здания под облицовкой как материал, разделяющий жилое пространство и строительную конструкцию от улицы. Мембрана в данном случае служит физическим барьером, который защищает каркас дома от воздействия климатических явлений: дождя, снега и ветра.

Кроме того, внутри дома давление водяного пара всегда выше, чем снаружи, особенно зимой. И водяные пары под действием этого давления выходят через стены наружу, конденсируясь на поверхности утеплителя. Теоретически конденсат должен потом выветриваться под действием ветрового давления. Но если в качестве защитного слоя применять рубероид, полиэтилен или пергамин, которые не «дышат», то происходит закупоривание системы фильтрации, и под этими материалами скапливается конденсат, что приводит к образованию грибков и плесени, опасных для здоровья человека. Кроме того, сама строительная конструкция в этом случае разрушается. Мембрана на поверхности утеплителя дает возможность конденсату под действием давления выходить наружу.

В США по заказу департамента энергетики провели исследования энергоэффективности применения качественной ветро- и гидрозащитной мембраны в конструкциях малоэтажных домов различной этажности, в разных климатических условиях, в том числе, и в умеренном климатическом поясе. Исследования показали, что экономия на отоплении, кондиционировании в каркасном доме с применением мембраны может составлять до 40% в год. Для среднестатистической семьи, которая, условно говоря, тратит 1000 у.е. в год на отопление и кондиционирование, экономия составит около 400 у.е., а эта сумма сравнима со стоимостью самой мембраны и ее монтажа. Таким образом, применение высококачественной мембраны окупает себя за один год. 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.

Мембраны в конструкциях кровель

Подкровельная гидроизоляция требуется для защиты утеплителя и всей конструкции кровли от конденсата, который может образовываться на внутренней поверхности кровельного покрытия, а также влаги, которая во время сильного дождя с ветром может попадать под металлочерепицу или любой штучный кровельный материал в местах стыков и переходов.

В России традиционно в качестве подкровельной гидроизоляции применялся рубероид или пергамин, позднее стали использовать всевозможные перфорирование и армированные пленки. Сейчас все активнее стали применяться качественные мембраны.

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. Отсутствуют и стандарты по монтажу. Это ведет к тому, что чаще всего монтаж кровель ведется неквалифицированными бригадами, которые выполняют эти работы исходя из собственных 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 (год или два) и при возникновении каких-либо дефектов устраняются бесплатно.

Такие специалисты работают только с материалами по цене от 1,5 евро за 1 кв. м. Дышащая мембрана в конечном счете обходится в 1,5-2% от стоимости всей утепленной мансарды, но ее применение может исключить или решить множество проблем. Поэтому все профессионалы строительного рынка выбирают только качественные мембраны, с которыми выгодно работать.

В Германии в настоящее время все дышащие мембраны производятся и должны укладываться в соответствии с немецким стандартом Дин 4108 (российские профессионалы широко заимствуют немецкий опыт). Одно из его положений гласит, что сопротивление пару внешней и внутренней пленок должно быть не менее 1:10, т.е. если ставится пароизоляция надлежащего качества и дышащая мембрана за 1.0-1.5 ЕВРО, проблем в эксплуатации такого помещения не будет. Но если поставить мембрану и снаружи, и внутри, то соотношение составит 1:1 и следствиями такого монтажа станет выпадение конденсата, намерзание льда и протечки.

Классификация мембран

Гидрозащитные пленки делятся на два класса: те, которые можно применять в контакте с утеплителем, как в кровле, так и в стенах, и те, которые нельзя (они не обладают достаточными свойствами по паропроницаемости). Первый класс пленок можно назвать «премиум», его используют в развитых странах: США, Канаде, Германии, по всей Европе. К этому классу относятся все мембраны, или супердиффузионные пленки.

Второй класс – это все остальные пленки: как перфорированные, так и неперфорированные, как армированные, так и не армированные.

В странах СНГ мембранами часто называют не только дышащие пленки, но и перфорированные, что абсолютно не правильно. К сожалению, сейчас в России, Украине, Беларуси, Казахстане широко применяются именно пленки, которые нельзя использовать в контакте с утеплителем. Во-первых, благодаря низкой стоимости, во-вторых, потому что сохранилась определенная подмена понятий.

Издавна на Руси строили холодный чердак – подкровельное нежилое холодное помещение. В этом помещении было не важно, какая пленка будет использована в качестве гидрозащиты и будет ли она использована вообще. Когда стали строить по европейской технологии, почему-то решили, что и в этом случае пленка тоже может применяться любая.

Однако в случае применения недыщащей пленки необходимо выполнять так называемый двойной зазор. Двойной зазор представляет собой технологию укладки, при которой между пленкой и утеплителем есть зазор, т.е. один зазор должен быть между черепицей и пленкой, а второй расположен между утеплителем и пленкой, для чего под пленку набивается реечный каркас.

Широко распространено мнение, что лучше использовать пленку второго класса, которая втрое дешевле, чем мембрана, и сделать двойной зазор. Но в конечном итоге оказывается, что двойной зазор дороже, чем покупка более дорогой мембраны: усложняются эксплуатация и монтаж. К тому же нижний зазор тоже должен быть вентилируемым, иначе будет возникать конденсат. При этом обеспечить его вентиляцию в сложных кровлях представляется невыполнимой задачей. Технология двойного зазора типична только для рынков развивающихся стран.

Прогнозы рынка

Рынок мембран с уверенностью можно назвать перспективным: он растет на 20% в год. Дышащие мембраны окончательно вытеснят низкокачественную продукцию, когда будет собран достаточно обширный банк данных по технологии монтажа и экономической целесообразности применения более дорогих пленок. В Германии сейчас 95% пленок, которые устанавливаются в скатных кровлях, – 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 микроперфорированые пленки, либо нетканый полипропилен. Однако доля качественных материалов на российском рынке может увеличиться до 50%. Причем, в ближайшее время: в Германии к этому пришли за 10 лет, в России в связи с бурным развитием технологий малоэтажного строительства процесс будет идти быстрее.

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.

Преимущества мембран

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 нижнего вентиляционного зазора, который занимает до 30% пространства, предназначенного для утепления крыши.

Дышащие мембраны обладают следующими характеристиками:

• долговечность;
• ветронепроницаемость;
• циркуляция: дышащие мембраны свободно пропускают диффундирующие изнутри здания водяные пары и таким образом способствуют сохранению благоприятного микроклимата в помещениях;
• водонепроницаемость;
• простота монтажа;
• плотность и прочность на разрыв;
• экологическая безопасность: материал химически инертен и полностью пригоден к вторичной переработке.

Известные мировые производители мембран

На российском рынке присутствуют несколько видов дышащих мембран. Среди них:

• TYVEK Soft - DuPont (Люксембург), цвет белый;
• DIVOROLL - BRAAS (Германия), цвет с одной стороны темно-серый, с другой - белый;
• JUTAWEB - JUTA (Чехия), цвет с одной стороны красный, с другой - белый;
• MONAPERM - MONARFLEX (Дания), цвет серый.
• DIVOROLL и JUTAWEB - мембраны одностороннего применения, укладываются можно только определенной стороной вниз. TYVEK Soft и MONAPERM - мембраны двустороннего применения, можно укладывать их на утеплитель любой стороной.

История

Своим появлением мембраны обязаны резкому ужесточению норм по теплосбережению в строительных конструкциях в западных странах. В связи с принятием аналогичных норм по теплосбережению в России (СНиП 23-022003, 2003 г. Тепловая защита зданий) и западному опыту «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, с 1989 г. в Германии начали применять мембраны в качестве подкровельной гидроизоляции. Дело в том, что примерно в это время подкровельное пространство – мансарду – начали использовать для проживания. При этом для защиты утеплителя традиционная изоляция не подходила, потому что образовывался конденсат: надо было либо применять дышащие мембраны, либо делать двойной зазор. И немцы решили, что рациональнее со всех точек зрения укладывать гидро- ветрозащиту на утеплитель.

Еще через 10 лет мембраны начали применяться в России.