Энергоэффективный фундамент: преимущества и особенности УШП
Общие сведения о фундаменте Утеплённая Шведская Плита: плюсы, минусы, какие материалы использовать при возведении, основные этапы строительства
Технологии строительства малоэтажных загородных домов совершенствуются с каждым годом. Основа дома — фундамент. В европейских странах популярен утеплённый плитный фундамент мелкого заложения — УШП. В чём его преимущества? Об этом, мы, с помощью специалистов компаний ТехноНИКОЛЬ и REHAU, расскажем в данной части учебного курса Утепленная Шведская Плита: инструкция по реализации плитного фундамента с инженерными системами.
Что из себя представляет фундамент УШП
УШП – это плитный фундамент мелкого заложения с системой дренажа, утеплённый под всей подошвой и по периметру основания. Ключевая особенность УШП — в плиту интегрированы все необходимые инженерные коммуникации:
Кроме этого поверхность УШП представляет собой, за счёт выравнивания, готовый черновой пол первого этажа, на который можно сразу укладывать финишное напольное покрытие. Например, керамическую плитку.
Таким образом УШП — не просто фундамент, а высокоэффективная система со всеми встроенными коммуникациями для загородного дома.
Фундамент УШП пришёл в Россию из Европы. Считается, что впервые его разработала шведская компания Dorocell. Затем он распространился по странам Скандинавии и в Германии. За последние годы этот фундамент приобрёл большую популярность в РФ. На УШП ставят каркасные и деревянные дома, монолитные коттеджи, дома из газобетона, арболита и тёплой керамики. Т. к. УШП хорошо теплоизолирован, его часто применяют для строительства энергоэффективных зданий с замкнутым тепловым контуром без мостиков холода.
Через неутеплённый фундамент теряется часть тепловой энергии, которую выработала система отопления.
Несмотря на достоинства УШП и хорошо отработанную технологию строительства, у отечественных застройщиков есть немало вопросов, связанных с нюансами его возведения и эксплуатации.
Какие материалы использовать при возведении УШП
Среди застройщиков популярны «мифы» о том, что УШП слишком дорог. Сложен при возведении. Но самые главные страхи связаны с тем, что утеплитель находится в грунте, под фундаментом, а все коммуникации замурованы в плиту. Возникают сомнения из серии а что, если:
Оправданны ли эти опасения?
Руководитель технической службы направления «Теплоизоляционные материалы XPS» Корпорации ТехноНИКОЛЬ
Для устройства фундамента УШП оптимально подходит экструзионный пенополистирол (XPS), марки ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP. Благодаря своим физико-механическим свойствам, материал имеет низкий коэффициент теплопроводности (0.034 Вт/(м*°С) в условиях эксплуатации «А и «Б»). Среди технических характеристик теплоизоляции отмечу:
Добавим, что экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP практически не впитывает влагу, биопассивен, т. е. не привлекает грызунов, и не подвержен отрицательному воздействию насекомых-вредителей.
Небольшой вес и простота обработки утеплителя, упрощают все работы по возведению фундамента УШП. Плиты CARBON ECO SP имеют увеличенный размер – 2360 мм (обычные плиты XPS – 1180 мм), что также позволяет сократить сроки монтажа. Экструзионный пенополистирол легко режется ножом или ручной ножовкой, а на основе плит быстро собирается боковые элементы (L-блоки), с помощью которых формируется контур будущего строения.
Благодаря особенностям XPS CARBON SP скорость возведения фундамента увеличивается на 30% в сравнении, к примеру, с ленточным фундаментом глубокого заложения.
L-блоки формируются из плит XPS, используя клей-пену и крепёжные элементы — угловой крепеж XPS ТЕХНОНИКОЛЬ, и винтовые крепежи.
Ключевое преимущество технологии УШП — после укладки бетона и набора им необходимой прочности, L-блоки из экструзионного пенополистирола не нужно демонтировать, и они уже являются готовым теплоизолирующим элементом фундамента.
Теперь остановимся подробнее на инженерных коммуникациях для УШП. Как уже говорилось выше, в плиту замоноличиваются трубы теплого пола, которые являются частью низкотемпературной системы отопления.
Водяной теплый пол, за счет оптимального распределения температур по высоте помещения и лучистого теплообмена, обеспечивает человеку повышенный тепловой комфорт.
Руководитель технического отдела направления «Внутренние инженерные системы» компании REHAU
Для устройства теплого пола в УШП можно использовать трубы из сшитого полиэтилена РЕ-Ха RAUTHERM S. Эти трубопроводы обладают наилучшей теплопроводностью, пропускной способностью, механической прочностью, надежностью и долговечностью. Трубопроводы сертифицированы по ГОСТ 32415-2013 по 4-му классу эксплуатации (низкотемпературное отопление). Диаметр трубопровода выбирается в ходе гидравлического расчета, из типоразмерного ряда: 14, 17, 20 мм (наружный диаметр трубопровода) исходя из условия, чтобы гидравлические потери самого неблагоприятного контура в системе (наиболее протяженного и наиболее нагруженного) не превышали 30 кПа.
Среди преимуществ труб RAUTHERM S выделим:
Для водопроводного ввода в УШП можно использовать предизолированные трубы с внутренним самонесущим слоем из сшитого полиэтилена РЕ-Ха RAUTHERMEX UNO, с внутренним диаметром трубы 25, 32 и 40 мм.
Водопроводный ввод следует прокладывать безканально, в траншее на глубине на 0,5 м ниже глубины промерзания. На дно траншеи должен быть насыпан слой песка фракции 0/8 толщиной не менее 100 мм.
Присоединение системы водоотведения под плитой монолитного утепленного фундамента УШП рекомендую сделать трубами шумопоглощающей канализации RAUPIANO plus, диаметром 110, 125, 160 или 200 мм. Необходимый диаметр труб определяется в ходе гидравлического расчета. Трубы прокладываются в траншеях под песчаной подушкой. Трубы соединяются между собой и с фасонными частями с помощью раструбного соединения. Раструбы с предустановленным уплотнением должны быть направлены навстречу потоку.
Основные этапы возведения УШП
Утеплённая шведская плита: как построить обогреваемый фундамент своими руками
Добавил(а): Виктор Каплоухий 23 августа
Совсем недавно при выборе фундамента под жилой дом основными критериями являлись надёжность, прочность и долговечность конструкции. С возникновением новых технологий появилась возможность учитывать ещё и стоимость, а также функциональность основания. Сегодня для малоэтажного строительства на участках со слабыми грунтами можно выбрать не только столбчатый или свайный фундамент, но и более технологичную утеплённую шведскую плиту (УШП). Простота и доступность технологии позволяет получить монолитное, подогреваемое основание своими руками и при этом не выйти за рамки бюджета.
Особенности утеплённой шведской плиты
Монолитное фундаментное основание УШП впервые было опробовано на Скандинавском полуострове и длительное время использовалось преимущественно на северо-западе Европы. Сегодня ситуация изменилась и география использования шведского фундамента значительно расширилась, распространяясь ещё и на бескрайних просторах России.
При строительстве утеплённой шведской плиты одним лишь бетоном не обойтись — понадобятся современные теплоизоляционные материалы
Как понятно из названия, опорное сооружение этого типа представляет собой железобетонную фундаментную плиту, уложенную на слой утеплителя. Конструкция не требует большого заглубления, поэтому прекрасно подходит для строительства на участках:
Ключевой особенностью технологии УШП является жёсткая, монолитная конструкция, которая отлично справляется с сезонными подвижками грунта. Кроме того, расположенный под шведской плитой утеплитель предотвращает замерзание грунта, вследствие чего снижаются риски, связанные с его вспучиванием и осадкой. При эксплуатации основания можно не волноваться, что оно будет деформироваться и трескаться в холодные зимние месяцы.
Преимущества и недостатки УШП
Технология постройки утеплённой шведской плиты позволяет соорудить фундамент своими руками и имеет сходство с процессом строительства более распространённых ленточных оснований. В то же время монолитная опорная конструкция обладает конструктивными и функциональными отличиями, которые наделяют её массой достоинств:
Идеально ровную поверхность УШП используют как черновой пол
Несмотря на все сильные стороны фундамента УШП, находится немало людей, которые относятся к технологии с изрядной долей недоверия. В качестве аргументов против строительства тёплого железобетонного основания они приводят следующие доводы:
Следует сказать, что некоторые из этих доводов не лишены рационального зерна. Что же касается утверждений о больших материальных затратах, то сегодня с полной уверенностью можно сказать об их преувеличении. Так, при строительстве УШП можно обойтись без использования строительной техники, проделав львиную долю работы своими руками. Кроме того, удастся сэкономить на обустройстве чернового пола и технологического подполья. Часть расходов и вовсе будет возвращаться косвенным путём, за счёт уменьшения затрат на отопление во время эксплуатации здания.
Конструкция плитного шведского фундамента
Основу утеплённого шведского фундамента составляет обычная монолитная железобетонная плита, которая в частном строительстве используется ещё с середины прошлого века. Что же касается выдающихся показателей устойчивости и энергетической эффективности, то их обеспечивает множество конструктивных особенностей.
Основу фундамента УШП составляет обычная монолитная железобетонная плита
Итак, УШП состоит из таких элементов:
Как известно, бетон отлично противостоит сжимающим нагрузкам, но слабо сопротивляется сгибающим и растягивающим воздействиям. Устранить подобные недостатки и призван армирующий пояс, который прекрасно справляется с упругими деформациями любого типа.
Армирующий каркас делает шведскую плиту устойчивой к любым знакопеременным нагрузкам
Конечно, столь простая конструкция не может нести нагрузку в виде многоквартирных домов высокой этажности, но в сфере частного строительства она обеспечит должную надёжность и долговечность. Только за счёт монтажа утеплённой шведской плиты затраты на отопление будут снижены на 15–20%, не говоря уже о возможности строительства в сложных условиях без привлечения дорогостоящей техники и оборудования.
Технология строительства утеплённой шведской плиты
Утеплённая шведская плита может выдерживать вес здания до трёх этажей
Методика расчёта толщины железобетонного основания
Определение толщины фундаментной плиты является важнейшим этапом проектирования. Неточный расчёт или выбор параметров УШП «как у знакомого» может закончиться плачевно. Слишком слабое основание дома может треснуть после первой же зимы либо будет чрезмерно массивным, вызывая напрасные финансовые траты.
Оригинальный чертёж известной шведской компании Dorocell определяет основные параметры УШП
Отметим, что сделать полноценный расчёт утеплённой шведской плиты, основываясь на нормах СНиП и ГОСТ, сегодня невозможно. Это связано с тем, что в российском конструкторском сообществе нет какой-либо признанной регламентирующей документации или фундаментальных выкладок. Да что там говорить — в отмеченных выше нормативных актах нет такого понятия, как УШП.
Тем не менее, не надо думать, что все плитные фундаменты скандинавского типа построены «на глазок». Методика расчёта, хоть и не столь детальная, как хотелось бы, существует. Дело в том, что ещё в начале эры плитостроения в российский сегмент интернета попала документация шведской компании Dorocell, благодаря которой, хоть и в несколько урезанном виде, стало возможным определение конструктивных параметров УШП.
Конечно, приведённый ниже подход к проектированию монолитных фундаментных плит является упрощённым и не идёт ни в какое сравнение с расчётом, который составляют инженеры зарубежных проектных и строительных организаций. Однако его с полной уверенностью можно использовать для частного строительства.
Таблица: оптимальное удельное давление, которое фундаментная плита должна оказывать на грунт
| Тип грунта | Оптимальное удельное давление, кг/см2 |
| Песчаный. Преобладают пески высокой плотности пылевидной или мелкой фракции | 0.35 |
| Песчаный. Средней плотности с мелкой фракцией | 0.25 |
| Супесь с твёрдой или пластичной структурой | 0.5 |
| Суглинок твёрдый или пластичный | 0.35 |
| Глинистый с пластичной структурой | 0.25 |
| Глинистый с твёрдой структурой | 0.5 |
Перед тем, как приступить к вычислениям, определяют преобладающий тип почвы и по приведённой выше таблице определяют её несущую способность. Если есть необходимость в строительстве на грунтах, выделенных жирным шрифтом, то рекомендуется проконсультироваться с профессионалами. Как видно из таблицы, пластичные супеси и твёрдые глины имеют самые высокие показатели удельного давления, поэтому требуют установки массивного основания. Основной расчёт ведут по следующей схеме:
Если угол ската кровли составляет больше 60 градусов, то для любого региона России климатической нагрузкой можно пренебречь.
Рассчитанное значение округляют до 5 см в ближайшую сторону, после чего вес фундамента пересчитывают. Сложив его с весом здания, вновь определяют удельное давление на грунт. Отклонение от оптимального значения не должно превышать 25%.
Таблица: эксплуатационная нагрузка и удельный вес стен, перекрытий и крыш
| Несущие стены, простенки и колонны | Удельная масса, кг/м 2 |
| В полкирпича (толщина 12 см) | от 200 до 250 |
| Из газо- и пенобетона (толщина до 30 см) | 180 |
| Из брёвен (диаметр до 24 см) | 135 |
| Из клееного бруса (сечение 15 см) | 120 |
| Каркас с внутренней теплоизоляцией (толщина 15 см) | 50 |
| Элементы перекрытий и эксплуатационная нагрузка | |
| Из монолитного железобетона | 500 |
| Из ячеистого бетона | 350 |
| Основная эксплуатационная нагрузка | 210 |
| Перекрытие чердака с деревянными балками и теплоизоляцией с плотностью не более 200 кг/м 3 | 150 |
| Перекрытия межэтажные и цокольные с деревянными балками и теплоизоляцией с плотностью не более 200 кг/м 3 | 100 |
| Эксплуатационная нагрузка чердаков | 105 |
| Тип кровли и климатическая нагрузка | |
| Снеговая нагрузка (северные регионы России) | 190 |
| Снеговая нагрузка в средней полосе России | 100 |
| Снеговая нагрузка для южных областей России | 50 |
| Натуральная керамическая черепица | 80 |
| Шифер | 50 |
| Рубероид в два слоя | 40 |
| Листовой металл, профнастил, металлочерепица | 30 |
Если в результате расчёта толщина фундамента выходит за пределы 15–35 см, то его монтаж считают нецелесообразным. Если плита будет менее 15 см, то это говорит о чрезмерной массе здания для грунта этого типа. В этих условиях самостоятельное строительство связано с рисками, поэтому понадобятся тщательные геолого-разведочные работы и профессиональные расчёты. При толщине плиты более 35 см можно отказаться от фундамента УШП и установить дом на ленточном основании или столбчатых опорах.
При возведении шведской плиты своими руками есть возможность подобрать наиболее удобную схему строительства самостоятельно
Что понадобится для постройки УШП своими руками
Перед тем как приступать к строительству, следует подготовить такие материалы:
Кроме этого, понадобятся полимерные трубы, фитинги и другие детали для обустройства системы напольного обогрева, а также всё необходимое для монтажа инженерных коммуникаций.
Для УШП используют специальные пенополистирольные блоки высокой твёрдости. Их конфигурация позволяет вести укладку без щелей
Список инструментов, которые будут нужны в работе:
Использование виброплиты позволяет облегчить работу при уплотнении песчано-щебневой подушки
Если бетон будет приготавливаться самостоятельно, то, кроме всего прочего, понадобится бетономешалка и материалы для приготовления рабочего раствора.
Пошаговая инструкция с рекомендациями специалистов
При строительстве мелкозаглубленного фундамента УШП можно обойтись и без землеройной техники, но когда появляется такая возможность, то почему бы ей не воспользоваться
Для уплотнения песчано-щебневой отсыпки лучшим инструментом является виброплита
Подушку из щебня обязательно отделяют от песка слоем геотекстиля
Инженерные коммуникации прокладывают внутри щебневой отсыпки
Для монтажа ограждающей конструкции применяют экструдированный пенополистирол
Нижний слой теплоизоляции укладывается всплошную, с вырезами под коммуникации
Верхний слой теплоизоляции укладывается в соответствии с проектной документацией
При укладке пенополистирольной теплоизоляции важно исключить щели, поскольку при заливке бетона в этих местах будут образовываться так называемые мостики холода. Для временной фиксации плит второго слоя можно использовать полиуретановый клей или саморезы длиной не менее 120 мм.
Для армирования ростверков используют предварительно изготовленные объёмные каркасы
Для усиления зон с эксплуатационной нагрузкой собирают однослойную сетку из арматурных стержней
Если возникает необходимость продольной стыковки стержней, то необходимо обеспечить перехлёст прутьев длиной не менее 20d. Так, для арматуры Ø12 мм соединительная часть должна равняться 240 мм.
Контуры напольного обогрева удобно крепить прямо к армирующему каркасу
Для крепления коллекторной доски используют вбитые в грунт металлические пруты
Заливать бетон в опалубку начинают с углов, разравнивая его к центру фундамента
Бетон приобретёт требуемую прочность только в том случае, если будет обеспечен правильный режим температуры и влажности. Нельзя допускать слишком быстрое высыхание раствора — в этом случае замедляются реакции дегидратации (схватывания) и возникают температурные и усадочные деформации.
Если фундамент заливается в жаркие, летние месяцы, то поливать его поверхность водой следует уже через 2–3 часа после заливки, а в другую пору — не позднее 10–12 часов. После увлажнения форму обязательно укрывают, повторяя процедуру всю первую неделю, по несколько раз в день. Так, при температуре 15 °С в первые 2–3 суток необходимо поливать бетон через каждые 3 часа, а последующие дни — не менее 3 раз в день, с наиболее обильным увлажнением на ночь.
Через сутки после начала схватывания поверхность фундамента можно покрыть слоем влажного песка или опилок. Благодаря тому, что эти материалы хорошо удерживают влагу, интервал между поливами можно увеличить в 1.5–2 раза.
Если строительство ведётся в соответствии с технологией, то фундамент будет иметь не только высокую прочность, но и прекрасные эксплуатационные свойства
Возможные проблемы и способы их предотвращения
Видео: как построить утеплённую шведскую плиту за 2 дня
При сооружении утеплённого фундамента следует проявить максимальную скрупулёзность и аккуратность — скандинавская технология не потерпит российского «на авось». Если вы привлечёте к проекту ещё несколько человек из числа своих родственников и друзей, то работу можно будет закончить за 2–4 дня в зависимости от сложности и трудоёмкости конструкции.