Речь пойдёт об одной из разновидностей монолитного плитного фундамента – опорной конструкции, обозначаемой соответствующей аббревиатурой УШП. От других фундаментов этой группы утеплённая шведская плита отличается многофункциональностью, поскольку в ней заложены инженерные коммуникации и система подогрева пола первого этажа.
Для частного домостроения в РФ основания этого типа являются относительным новшеством, но их преимущества в вопросах энергосбережения — веский аргумент при выборе конструкции, и фактор, стимулирующий быстрый рост востребованности УШП.
Рассмотрим утеплённую шведскую плиту подробнее: конструктивное устройство, достоинства и недостатки, последовательность этапов сооружения.
Следует оговориться, что данная статья не является инструкцией по возведению УШП силами будущего домовладельца. Утеплённая фундаментная плита – конструкция непростая, сооружаемая по результатам инженерных расчётов и с использованием профессиональной техники. Но, прежде чем за дело возьмутся специалисты, заказчик должен обосновать для себя выбор именно такого фундамента, а для этого нужно иметь о нём достаточное представление.
Содержание
Что даёт применение фундамента «утеплённая шведская плита»
Научно-технический прогресс в 21 веке обусловил развитие тенденции минимальной зависимости человека во всех сферах деятельности от невосстанавливаемых источников энергии – нефти, газа, твёрдых видов топлива. Не стала исключением и строительная индустрия.
Научные разработки в области строительства зданий с низким энергопотреблением дали жизнь новому термину «пассивный дом» — комплексной концепции строительства, заключающейся в использовании «попутного» тепла (солнце, бытовое оборудование не отопительного назначения) и пассивных методов энергосбережения.
Особенности конструкции «пассивного дома», оснащённость современным инженерным оборудованием и возведение на местности с хорошим энергетическим потенциалом позволяют минимизировать потребление внешней энергии, но — без ущерба для комфортности проживания там людей.
Согласно европейским стандартам, энергоэффективному дому для комфортных условий проживания в год должно быть потребно энергии до 15 кВт на 1 м кв. жилой площади. Сравнение этого показателя с энергопотреблением домов старых проектов (до 300 кВт) и новых зданий с уже пониженным расходом (60 кВт) убеждает в оправданности затрат на широкое внедрение «пассивных» технологий в домостроение.
Суть «пассивности» заключается в том, что сам дом не производит энергии в полном потребном объёме, и оснащённость его оборудованием умеренна. Но планировочные и конструктивно-технологические решения, применяемые при таком строительстве, позволяют зданию интенсивно поглощать и аккумулировать поступающую энергию, запасы которой затем используются с максимальной эффективностью.
Следуя концепции энергосбережения, без максимальной теплоизоляции дома не обойтись. Следовательно, все ограждающие конструкции, являющиеся проводниками тепла, должны быть теплоизолированы – это касается и малогабаритных элементов, поскольку при разнице температур внутри и снаружи они тоже являются «мостиками холода».
Теплопотери через фундамент и пол нижнего этажа, учитывая расположение и значительную площадь этих элементов строения, всегда велики. И утеплённая шведская плита, как никакое другое опорное основание, соответствует концепции «пассивный» дом.
Определение «шведская» не связано с местом разработки данной технологии и отражает лишь широкую распространённость фундаментов такого типа в европейских регионах с суровыми климатическими условиями зимой – Скандинавии, северной части Европы. При этом именно Швеция в широком ассортименте выпускает эффективные теплоизолянты высокой прочности, но лидером в практическом применении УШП является Германия.
Базовые принципы устройства УШП
Если сравнить ход работ по возведению утеплённой шведской плиты в различных условиях, то подходы к некоторым решениям могут отличаться. Однако возможные различия в технологиях не существенны, и основные принципы сооружения этого энергоэффективного фундамента остаются неизменными.
Конструктивно УШП представляет собой плиту, что и отражено в названии. Такие опорные основания передают грунту вес строения равномерно — всей площадью фундамента. Для обеспечения этой равномерности плита в любом сечении должна быть достаточно прочной и жёсткой, ведь под стенами и каркасными колоннами она испытывает более высокие вертикальные нагрузки. Чтобы нейтрализовать эту разницу в силе воздействия, плитный фундамент по контуру будущих стен усиливают рёбрами жёсткости, обращёнными вниз. В такой конструкции просматривается гибрид плиты и «ленты» — эффективное решение, к которому плюсуется основное ноу-хау, заключающееся в оснащённости УШП системой водяного обогрева «тёплый пол» и качественном утеплении снаружи.
Читайте также: Свайный фундамент: технология, плюсы и минусы, стоимость
Назначение УШП, и где оправдано её применение
Утеплённая шведская плита предназначена для решения следующих задач:
- минимизация потерь тепла зданием – снижение затрат на электроэнергию и энергоносители;
- создание в доме комфортного для жильцов микроклимата;
- формирование неблагоприятных для вредных биологических образований – грибка, плесени условий.
УШП – конструкция дорогостоящая, и её возведение оправдано не везде. В регионах с умеренным климатом вопросы энергосбережения и комфортности жилья можно решить менее затратными способами. Кроме того, для устройства шведской плиты подойдёт не всякая площадка и не любой грунт.
Применение УШП экономически оправдано и технически возможно в следующих случаях:
- Частное домостроение в зонах с суровыми климатическими условиями (кроме регионов на вечной мерзлоте) и высоким залеганием грунтовых вод.
На заметку: использование в средней полосе не является противопоказанием. - Строительство на грунтах с низкой несущей способностью. Но пучинистые грунты требуют применения в фундаменте усиленного арматурного каркаса и бетона марки М350, М400, а в некоторых случаях даже М500.
- Кроме «тёплого пола» в плите, дом оборудован и другими системами отопления.
- Стены здания из нетяжёлых материалов – дерево (брус, оцилиндрованные брёвна), сэндвич-панели, пенобетон. Газобетон приемлем для одноэтажных домов.
При многих достоинствах есть у шведской плиты и «минусы»:
- Возведение УШП рекомендовано лишь на горизонтальных площадках естественного происхождения, поскольку затраты по обустройству такого участка на склоне значительны, а гарантий необходимой для УШП прочности насыпное основание не даёт.
- Прокладка коммуникаций в самой плите и под ней усложняет проектирование.
- Утеплённый шведский фундамент не соорудить своими руками – технология требует профессиональных навыков и точного соответствия исполнения проекту.
- Скрытость коммуникаций обуславливает потребность в резервных линиях.
Возведение утеплённой шведской плиты
Рассмотрим вкратце этапы сооружения УШП – от проектных разработок до завершающей операции.
Проектно-изыскательские работы
На участке застройки выполняют комплекс операций по определению характеристик грунта, высоты залегания грунтовых вод, отклонения площадки от горизонта и др.
Точность результатов имеет большое значение, поскольку на их основе рассчитываются:
- глубина котлована;
- потенциал дренажной системы и мощность инженерных сетей;
- толщИны песчано-щебневой подсыпки, утеплителя и плиты;
- геометрия арматурного каркаса – 1 или 2 яруса, диаметр стержней, размер ячей в каркасе;
- параметры оборудования для системы «тёплый пол».
Земляные работы
УШП не требует глубокого заложения. Для грунтов с хорошей несущей способностью это обычно 40-50 см, как правило – выше отметки промерзания.
Площадку очищают от крупной растительности и, ориентируясь на проектные точки привязки, размечают на ней котлован – его размеры в плане должны быть на 1-1,5 м больше контура фундамента. Эта добавочная полоса по периметру будет использована для устройства дренажа и отмостки. Глубина котлована выполняется согласно проекту, но слой плодородной почвы должен быть удалён полностью.
Дно котлована выравнивается – бугры срезаются, ямы засыпаются песком (не вынутым грунтом). Выровненные основания трамбуются виброплитой, засыпаются слоем глины в 10 см и опять уплотняются.
По утрамбованному дну с напуском на стенки в 0,7-1,0 м стелют геотекстиль – этот материал свободно пропускает воду, но предотвратит взаимное проникновение песка устраиваемой сверху «подушки» и грунта.
Если холст полосового исполнения, покрытие из него выполняют укладкой полос с напуском друг на друга в 10-15 см, после чего шов проклеивают поверху строительным скотчем.
Устройство песчано-щебневой подушки
На прочных грунтах назначение подушки – нивелирование дна котлована, так как хорошо выровнять его без подсыпки сложно. В таких ситуациях ровняющий слой выполняется минимальным, поскольку песок – накопитель влаги. А на слабом, пучинистом грунте подушкой заменяют ненадёжное основание.
Поверх геотекстиля насыпается речной крупнозернистый песок без глинистых включений и органических примесей. Общая толщина песчаной засыпки может варьироваться от 10 до 30-40 см – это зависит от величины слоя вынутой плодородной почвы и несущих характеристик грунта под ней. При значительном объёме песка его вносят послойно по 10-15 см с промежуточным смачиванием и уплотнением виброплитой в 4-5 прохода. Песчаное покрытие – это компенсационный слой, который будет принимать нагрузки от пучения.
На этом этапе монтируют дренажную систему и коммуникации. Траншеи под дренаж роются в песчаной засыпке по периметру, а под линии коммуникаций – согласно проектного расположения систем электро- и водоснабжения, канализации. Под приёмные дренажные колодцы можно использовать куски гофрированных ПВХ-труб Ø300-400 мм.
После прокладки входных линий нередко выполняют сразу и их разводку для будущих помещений, выводя оконечности выше уровня будущего фундамента.
Траншеи с дренажными трубами простилают геотекстилем и засыпают щебнем, с коммуникациями – просто заполняют песком.
Засыпанные линии трамбуют лёгкой плитой – это зафиксирует их по месту укладки и исключит возможность подвижки, чреватой разрушением.
На песок укладывают гравий фракции 20-40 слоем 15-20 см и тоже трамбуют. Трамбовка на данном этапе повысит плотность не только гравийного покрытия, но и песка под ним, в который от такого воздействия будет вогнана часть камешков.
После уплотнения гравия площадка почти готова к установке опалубки — в зависимости от вида утеплителя УШП, поверх гравийного покрытия может понадобиться гидроизоляция.
Читайте также: Свайно-плитный фундамент
Разметка и устройство опалубки
Утеплённая шведская плита возводится с системой дренажа и двумя гидробарьерами – утрамбованный слой глины под геотекстилем и несъёмная опалубка из пенополистирола повышенной плотности толщиной не менее 20 см. Под такой пенопласт по утрамбованному щебню выполняется ещё и подбетонка – тонкая выравнивающая стяжка для защиты изолянта от острых камешков, по которой затем делают гидроизоляцию из полиэтиленовой плёнки толщиной от 150 мк с нахлёстом листов друг на друга в 10 см.
Если опалубочными щитами служит экструдированный пенополистирол (ЭППС), то его толщина должна быть не менее 10 см. В гидрозащите полиэтиленом этот материал не нуждается.
Независимо от вида фундаментного утеплителя, между стеновой кладкой и плитой стелют техническую плёнку толщиной 150 мк.
По утрамбованному щебневому слою делают разметку под установку опалубки. Для этого используют обноску: Т- или П-образные стойки, чаще самодельные, на которые натягиваются разметочные шнуры.
Шнуры должны обозначить внешний контур утеплителя. В зависимости от материала и вида исполнения, теплозащита может крепиться к опалубочным щитам изнутри или сама выполнять роль несъёмной опалубки.
Три технологии сооружения опалубки:
- Из деревянных опалубочных щитов с временным креплением к ним листов утеплителя повышенной плотности.
- С использованием специального углового крепежа, заменяющего деревянную опалубку.
- Из теплоизоляционных блоков L-образного сечения для УШП.
Наименее затратным по времени является 3-й способ. Кроме того, наружная поверхность L-блоков – это цементно-стружечная плита, готовая к защитной облицовке любым материалом наружного использования (кирпич, камень, керамика).
При использовании углового крепежа «ТехноНиколь» понадобится клеящая пена для работы с ППС (пенополистирол). Эта методика позволяет отказаться от боковых распорок, что экономит время на их установку и материал.
Утепляя основание, первый слой ППС (или 2 первых) укладывается на всю площадь. Следующие два слоя кладутся так, чтобы двуслойное они располагались под полами помещений, а образовавшиеся при этом канавки после заливки бетона сформируют рёбра жёсткости – под несущими стенами и перегородками.
Листы утеплителя в слоях компонуют с перевязкой швов и склеивают между собой специальным клеем или монтажной пеной.
Армирование УШП
Работу начинают с вязки каркасов для рёбер жёсткости. Для этих элементов используется стальная арматура переменного профиля Ø12 мм и 8 мм. Из более толстой изготавливают продольные прутья, которые с помощью вязальной проволоки крепятся между собой поперечными 8-миллиметровыми скобами-хомутами с шагом в 300 мм.
Каркасы для рёбер вяжут поблизости на кОзлах и по готовности устанавливают на проектное место, приподнимая над основанием с помощью ПВХ-фиксаторов на 3-5 см. Сварку для этого не используют – она нагревом отпускает металл, плюс делает его уязвимым для коррозии.
Горизонтальная часть УШП армируется в один ярус — сеткой с ячеей 15х15 см из арматуры переменного профиля Ø10 мм. Для создания сплошного армирования прутья наращивают, связывая их продольно с накладкой друг на друга в 250 мм.
Арматурная сетка основания должна быть связана с каркасами рёбер жёсткости, образуя общий армирующий пояс.
Монтаж нагревательных контуров
Для водяных «тёплых» полов в УШП используют трубки Ø16-20 мм. Минимальный диаметр применяют при линейной протяжённости нагревательного контура не более 70 м. При большей длине применяют трубу потолще, но она не должна быть более 100 пог. м.
Лучшие трубки для «тёплых» полов – из сшитого полиэтилена. Финский бренд Uponor уже давно ассоциируется в РФ с высоким качеством, но есть и надёжные аналоги (Тece, Valtek, Stout, Rehau).
Лучшей конфигурацией контура считается «улитка», поскольку она распределяет тепло наиболее равномерно. При такой компоновке трубки и шаге между витками в 150 мм перекрывается около 1 м кв. напольной площади.
Места прохода труб под стенами оборудуют защитными гильзами длиной в толщину стены.
Трубы водяных контуров крепят одним из двух способов:
- Привязкой к арматурной сетке нейлоновыми стяжками.
- К утеплителю с помощью гарпун-скоб – пистолетом для «тёплого» пола.
Второй способ проще в исполнении, быстрее и не менее надёжен.
После окончания монтажа контуров производят их опрессовку.
Заливка бетона
Чтобы плита была монолитной, она должна быть залита за один раз, за один день. При этом промежуток времени между укладываемыми порциями не должен превышать полчаса. Если готовить бетон вручную, в это время можно не уложиться, да и однородность смеси не гарантирована. Вывод: бетон лучше заказать готовым с доставкой непосредственно к месту укладки, а для этого автомиксеру должны быть обеспечены подъездные пути к стройплощадке.
При заливке бетон распределяют по основанию вручную, лучше — самодельными деревянными «гладилками», одновременно уплотняя смесь вибратором.
Распределённый и уплотнённый бетон ровняют правиИлом, выводя его уровень на проектную толщину УШП.
Залитую плиту покрывают по всей площади плёнкой, которую снимают через 2 недели, в течение которых занимаются сооружением утеплённой отмостки – обязательного элемента УШП, предназначенного для отвода воды от фундамента сверху.
После этого можно приступать к следующему этапу строительства здания.
Заключение
В том, что технология утеплённых таким способом фундаментов будет набирать популярность, нет никаких сомнений. Но УШП – не поле для экспериментов, и самостоятельное её возведение под силу лишь компетентным в строительстве домовладельцам. Однако в силу значительного снижения теплопотерь затраты по привлечению профессионалов – «минус» краткосрочный, окупающийся за 3-5 лет.
