Эволюция мембран для крыш: что нужно знать про USB и UDB

Что такое ветровлагозащитная мембрана для сплошного и несплошного основания

Unterspannbahnen (USB) — ветровлагозащитная мембрана для несплошного основания
Unterdeckbahnen (UDB) — для сплошного основания

Что у них общего

Ветровлагозащитная мембраны для сплошного основания (UDB) и для несплошного основания (USB) используются для создания второго водоотводящего слоя под кровельным покрытием. В соответствии с ZVDH — Центральным союзом кровельщиков Германии, они выполняют функцию дополнительной меры защиты от дождя, защищают кровельную конструкцию и утеплитель от внешних погодных воздействий на этапе эксплуатации.

Оба типа мембран укладываются поверх стропил, далее идет контробрешетка и кровельное покрытие (например, черепица, шифер или металл).



И USB (для несплошного основания), и UDB (для сплошного основания) служат одной общей цели — обеспечить защиту крыши, её конструкции и утепления от неблагоприятных внешних воздействий. Эти воздействия включают в себя погодные факторы, такие как интенсивные дожди, град, снежные бури и сильные ветры, а также конденсацию (особенно актуальную, например, при металлической кровле).

Откуда пошло разделение исторически

Раньше в Германии строились дома, чердачные помещения и мансарды которых изначально не предназначались для проживания. Крыша служила просто завершающим ограждающим слоем, защитой от осадков.

В старых немецких крышах утеплитель укладывали только между балками перекрытия, а чердак оставался холодным и проветриваемым. Под кровельным покрытием (черепицей или шифером) устанавливали тонкую подкровельную плёнку — Unterspannbahn (USB). Её монтировали исключительно с провисом между стропилами, без контакта с утеплителем. (Unterspannbahn происходит от слова spannen - c немецкого натягивать.)

Задача USB была простой:

• перехватить случайные протечки дождя или снега,

• задержать задуваемый ветер,

• направить воду к желобу.

USB не требовалась высокая прочность, ударостойкость или паропроницаемость — под ней не было утеплителя, а влага просто отводилась через вентканал.
Такая ветровлагозащита изготавливалась в основном из битумированных материалов, полиэтилена и фольги с армирующей сеткой и была паронепроницаемой.

Первые проблемы 

Применение таких паронепроницаемых подкровельных плёнок принесло новые проблемы: они действительно задерживали снег и влагу, но препятствовали выходу водяного пара и он конденсировался на внутренней стороне плёнки.

Причиной был их высокий пароизоляционный эффект, а также то, что отверстия для приточной вентиляции часто делали слишком маленькими или вовсе не предусматривали.

Переход к утеплению стропил

В 70-х начали расти цены на энергию и до этого неиспользуемое пространство между стропилами стали утеплять. Решение было вполне оправданным:

• Из-за нефтяного кризиса ужесточились требования к тепловой защите зданий. 
• Вентиляционный зазор между утеплителем и подкровельной плёнкой становился всё меньше, что приводило к новым повреждениям конструкций. 
• Росла потребность в жилом пространстве, а земля только дорожала. 

Утеплитель между стропилами обычно монтировали с сохранением вентзазора. 

Конструкция выглядела так:

Практика «утепление между стропилами + вентзазор» появилась как промежуточный этап между старым холодным типом крыши (утеплитель — только по перекрытию) и современными тёплыми крышами, где утеплитель полностью заполняет стропила, а мембрана укладывается на сплошное основание.

Новая проблема — Эффект "палатки" 

Вентканал между утеплителем и ветровлагозащитой был важен еще по одной причине — он защищал от возникновения эффекта "палатки".

В старых подкровельных мембранах (USB), натянутых с провисом между стропилами, часто возникал так называемый «эффект палатки» (Zelteffekt).

Этот эффект проявляется, когда мембрана касается расположенных ниже элементов конструкции — утеплителя, настила, плит и т. п. В месте контакта вода, скапливающаяся на поверхности, может пройти сквозь материал в виде капель и увлажнить конструкцию, хотя сама плёнка формально считается водонепроницаемой.

По сути, мембрана работает как ткань палатки: пока она натянута и вода просто скатывается, проблем нет, но если ткань коснуться изнутри, вода начинает просачиваться через точку касания. 

Почему это происходит?

В месте, где плёнка касается опоры снизу, капиллярное натяжение и точечное давление воды позволяют воде «продавиться» сквозь структуру. Это не течь в материале, а локальное продавливание воды под давлением.

В ответ начали разрабатывать новые мембраны с меньшим сопротивлением диффузии водяного пара и без «эффекта палатки» (Zelteffekt).

Появление Unterdeckbahn (UDB) и современные тёплые крыши

С ростом требований к энергосбережению в 1980–1990-х годах в Германии произошёл переход от вентилируемых к невентилируемым утеплённым крышам.
Утеплитель стали укладывать по всей высоте стропил, чтобы исключить теплопотери и максимально повысить эффективность конструкции.

В таких крышах уже нельзя было оставлять вентзазор — поток воздуха под мембраной выдувал тепло, снижая энергоэффективность конструкции, а сама мембрана не могла висеть с провисом, как USB.
Появилась новая конструкция: подкровельную мембрану стали укладывать на сплошное жёсткое основание — настил, древесные плиты или жёсткий утеплитель.

Так возник новый класс материалов — Unterdeckbahnen (UDB).

Эти мембраны:

• прочнее,

• стойкие к ударному воздействию дождя,

• диффузионно-открытые (влага выходит наружу),

• могут применяться как временное покрытие (Behelfsdeckung) на время строительства.

Именно UDB сейчас являются стандартом в современных энергоэффективных крышах Германии.

Ветровлагозащитные мембраны в современной Германии

С 90-х годов оба типа мембран подверглись сильным изменениям. Но принцип остается прежним - к мембране по сплошному основанию предъявляются значительно больше требований. 

Использовать ли для крыши ветролагозащитную мембрану USB или UDB зависит от следующих вопросов, взаимно влияющих друг на друга:

1. Будет ли мембрана уложена поверх ровного прочного основания или с провисом и креплением только на стропилах?
2. Будет ли конструкция крыши вентилируемой или не вентилируемой?
3. Есть ли дополнительные требования согласно ZVDH?

Современные производители (например, pro clima с линейкой SOLITEX MENTO) выпускают мембраны, которые можно применять и как USB, и как UDB. Но они всё равно проходят как UDB, потому что именно к ним предъявляются более строгие требования (водоупорность, отсутствие «эффекта палатки», устойчивость к нагрузкам). 

Подведем итог

Подкровельные мембраны UDB укладываются на ровные основания (например, сплошной настил), древесные конструкционные плиты или на теплоизоляционные материалы с достаточной стабильностью по форме. Такая утепленная конструкция называется невентилируемой (прим. так как между утеплителем и мембраной нет вентканала). Таким образом, мембрана обеспечивает защиту от движения воздуха внутри утеплителя и оптимальную работу изоляции в целом. Это самый распространенный вариант конструкции.

На фото монтаж ветровлагозащитной мембраны производится по сплошному основанию. Мембраны серии SOLITEX MENTO универсальные и могут монтироваться как по сплошному, так и несплошному основанию.

Мембраны для несплошного основания USB нельзя укладывать на сплошное основание. Они монтируется с провисом («внатяг") и крепятся в зоне стропил. Вентканал с наружным воздухом также проходит под мембраной. Такую утепленную конструкцию из-за наличия вентканала между утеплителем и мембраной называют вентилируемой.

Если в неутепленной конструкции кровли используется USB мембрана, то последующее утепление возможно только с частичным заполнением стропил изнутри, при этом изоляционный материал не должен соприкасаться с мембраной. Этот канал должен продуваться наружным воздухом.

Таким образом, влага от диффузии быстро выводится, но из-за постоянного потока воздуха эффективность работы изоляции снижается. Это процесс характерен и для лета, и для зимы. Полная изоляция возможна только в том случае, если мембрана для несплошного основания USB отвечает требованиям к мембране для сплошного основания UDB, как в случае ветролвагозащитных мембран pro clima.

На фото монтаж ветровлагозащитной мембраны производится по несплошному основанию. Мембраны серии SOLITEX MENTO универсальные и могут монтироваться как по сплошному, так и несплошному основанию.

В старых зданиях, которые еще не проводили реконструкцию, часто можно обнаружить между USB мембраной и утеплителем вентканал. Воздушное пространство, соединенное с наружным воздухом, между изоляционным слоем и мембраной, предназначено для защиты от образования конденсата и других повреждений, вызываемых влагой. Из-за повышенных требований к качеству утепления, в современных конструкциях кровли стропила полностью заполняют утеплителем и используют мембраны для сплошного основания UDB.

Защита от ударного воздействия дождя

Сейчас к мембранам для сплошного и несплошного основания предъявляют одинаковые требования в отношении стойкости к ударному воздействия дождя. Непроницаемость для проливного дождя, определенная при испытании материала, должна быть указана ​​соответствующим образом. Чем выше водяной столб, тем выше защитный эффект. Кроме того, в процессе строительства может возникнуть необходимость в использовании мембраны как временного покрытия. Поэтому важно, чтобы она обладала антискользящими свойствами, высокой стойкостью к истиранию и эластичностью.

Паропроницаемость мембран: диффузно-открытые или притормаживающие диффузию?

В случае кровельных мембран для несплошного основания USB влага часто выводится наружу воздушным потоком через поры в мембране, поэтому основной материал может быть сдерживающим диффузию или диффузионно-закрытым. Однако поры всегда должны быть открыты. Если вдруг они окажутся закрытыми, крыша становится сдерживающей диффузию или даже закрытой для диффузии, и защита от влаги становится невозможной. Ветровлагозащитные мембраны для сплошного основания, укладывающиеся непосредственно на утеплитель, должны быть диффузно-открытыми и активно и надежно выводить влагу.

Это особенно важно в зимние месяцы. В это время процесс диффузии идет изнутри (теплая сторона) наружу (холодная сторона). Если в конструкции присутствует влага, например, из-за влажных строительных материалов или негерметичных мест в пароизоляционном, и этой влаги больше чем предусмотрено расчетами, существует риск образования конденсата на нижней стороне мембраны. 

Монолитные TEEE-мембраны pro clima с активным переносом влаги обеспечивают особую защиту, поскольку перенос влаги наружу происходит активно по молекулярным цепям мембраны. Кроме того, чем ниже паропроницаемость мембраны, тем быстрее проходит влага.

USB или UDB?

USB и UDB мембраны имеют разные требования и области применения. Выбор зависит не только от типа основания, но и от всей конструкции крыши: угла наклона, наличия вентзазоров, назначения чердака или мансарды.

Мембраны pro clima SOLITEX MENTO универсальны: они могут применяться и как USB, и как UDB, что упрощает проектирование и монтаж по стандартам ZVDH (Центрального союза кровельщиков Германии).

Если вы сомневаетесь в выборе, лучше обсудить проект с профессионалами: именно правильно подобранная мембрана определяет долговечность и надёжность кровли.