Настоящая публикация будет посвящена технологии создания фундамента УШП. Под этой аббревиатурой скрывается название «утепленная шведская плита» – одна из относительных новинок в практике российского частного строительства. Подобные фундаменты отлично вписываются в современную тенденцию максимального энергосбережения, за которой, безусловно, будущее всей строительной отрасли.
Утепленные шведские плиты еще не получили значительного распространения в наших краях, но, по всей видимости, в большей степени просто из-за недостаточности информации о них. Тем не менее, многие строительные компании уже взяли эту технологию на вооружение и применяют в самых разных регионах страны. Несмотря на некоторые различия в нюансах исполнения, общий принцип выдерживается единый – это термоизолированная монолитная железобетонная плита с уже проложенными в ее толще инженерными коммуникациями и системой водяного подогрева пола первого этажа.
Следует сразу сказать, что данную публикацию все же не стоит рассматривать в качестве инструкции для самостоятельного возведения такой плиты. Этот этап строительства обязательно должен базироваться на профессиональных инженерных расчетах, а его исполнение требует применения специальной техники, то есть и соответствующей квалификации мастеров. Поэтому УШП фундамент технология будет дана обзорно, чтобы у читателя смогло сформироваться ясное представление о ней, а также о достоинствах и недостатках подобного основания для собственного дома.
Для чего необходим фундамент по типу утепленной шведской плиты
Тот, кто следит за новинками научно-технического прогресса, может видеть картину, что практически во всех сферах деятельности человечества наблюдается стремление максимально снизить зависимость от невозобновляемых источников энергии – твердого топлива, нефти и природного газа. Вплотную коснулась эта тенденция и строительной отрасли.
Уже в наше время во многих странах на законодательном уровне решается вопрос о возведении зданий со степенью энергоэффективности не ниже категории «пассивного дома». За счет особенностей своей конструкции, рационального расположения на местности, оснащённости современным инженерным оборудованием, подобные здания отличаются крайне низким потреблением внешней энергии, обеспечивая при этом комфортные условия проживания людей.
Цены на цемент
По существующим европейским стандартам, «пассивный дом» должен для создания оптимальных условий проживания потреблять не более 15 кВт-час на квадратный метр площади в год. Если сравнить с домами старой постройки, у которых такой показатель доходил до 300 кВт-час, и даже новыми зданиями, уже относящимися к постройкам низкого уровня потребления (60 кВт-час), то разница – более чем существенная.
Само понятие «пассивности» в данном случае подразумевает, что само здание не вырабатывает необходимой энергии для полного обеспечения жизнедеятельности. То есть основной упор делается не на насыщенность сложным оборудованием, а на планировочные решения, особенности архитектуры. Такой дом должен в максимальной степени поглощать, накапливать поступающую энергию и максимально эффективно ее использовать.
Кстати, дальнейшее развитие этой тенденции подразумевает строительство домов «нулевой энергии», то есть не нуждающихся во внешних источниках, и даже класса «энергия плюс», то есть выработанной энергией здание может даже «поделиться». Однако, вот это развитие уже в большей мере основано на применении передовых новинок высокотехнологичного инженерного оборудования. А архитектура самого здания остается примерно такая же, как и в домах «пассивного» типа.
Несложно понять, что на первый план обязательно выходят проблемы максимальной термоизоляции жилого дома, причем – всех без исключения конструкций, способных хоть в какой-то мере стать проводником холода. А одним из основных путей теплопотерь всегда является фундамент и пол первого этажа. И вот фундамент по типу УШП отлично вписывается в эту концепцию «пассивного дома» с минимальным уровнем потребления энергии.
Интересно, что понятие «шведская» – весьма условное, не отражающее истории возникновения и развития этой технологии. Первые опыты по использованию подобных фундаментов проводились еще в начале XX века, причем, даже не в Европе, а за океаном, в США. С развитием технологий производства прочных и высокоэффективных утеплительных материалов этот метод стал широко практиковаться и в Старом Свете, и на пальму первенства здесь опять же претендуют не шведы, а немцы. Скорее всего, такое название пошло оттого, что подобные фундаменты очень широко практикуются в Северной Европе, в Скандинавии и в Швеции – в частности, что неудивительно, учитывая суровость тамошнего зимнего климата. Кроме того, многие высококачественные термоизоляционные материалы, применяемые в таком типе бетонных оснований для домов, выпускаются именно в Швеции.
Впрочем, это все – «лирические отступления», и пора перейти к рассмотрению уже самой структуры этой самой «утеплённой шведской плиты».
Базовое строение «утепленной шведской плиты»
Если просмотреть множество примеров возведения УШП, то можно заметить некоторые различия в подходах. Однако, все они – не столь существенны, и базовый принцип строения этого необычного фундамента всегда сохраняется единым.
По сути, как видно и из названия, такой фундамент в большей мере относится к плитным, то есть нагрузка от здания распределяется по всей его площади. Правда, прослеживается своеобразный «симбиоз» с ленточной конструкцией – подо всеми стенами, как внешними, так и внутренними, обязательно имеются усиливающие утолщения по типу стандартной «ленты» – строители называют их ребрами жесткости.
Главная «изюминка» все же в другом – вся эта монолитная конструкция обязательно базируется на качественно утепленном основании. Мало того, сама плита исполняет активную функцию обеспечения оптимального микроклимата в помещениях, так как в ее толще вмурован контур водяного подогрева.
На иллюстрации ниже показан один из вариантов «утепленной» шведской плиты – по этой схеме будет проще разобраться с ее базовым устройством.
Итак, начинаем разбираться.
Для УШП не требуется глубокого заложения. С грунта (поз. 1) снимается верхний плодородный слой, вкапывается и тщательно выравнивается котлован, глубина которого зависят от типа и состояния грунта на пятне застройки. Характерная особенность – эта выкопанная площадка под сам фундамент непременно должно распространяться и на пояс отмостков по периметру будущего дома. Утеплённые отмостки – одна из обязательных особенностей данной схемы.
Выкопанная площадка всплошную застилается слоем геотекстиля (поз. 2) – это создаст дополнительное «армирование» основания, что особо важно на сложных, не вполне устойчивых грунтах.
Еще одно обязательное условие стабильности и надежности УШП – это наличие системы кольцевого дренажа по периметру фундамента. Необходимо полностью исключить вероятность морозного пучения грунта под плитой, учитывая, что ее заложение – неглубокое, практически всегда – выше уровня промерзания. Дренажная система включает совокупность траншей, в которые уложены дренажные трубы (поз. 4), засыпанные слоем гравия (поз. 3), сходящиеся к расположенным по углам или в иных местах, в соответствии с проектом, колодцам.
Система дренажа участка – то, о чем многие просто забывают!
Легкомысленное отношение к мерам по отводу лишней влаги с участка зачастую приводит к очень печальным последствиям. Чтобы избежать этого, необходимо продумать и реализовать на практике систему дренажа. Подобная задача – весьма непростая и трудоёмкая. Но надеемся, что специальная публикация нашего портала «Как сделать дренаж участка своими руками» поможет читателю разобраться во всех тонкостях этой проблемы.
Стабильность плиты УШП обеспечивается еще и тем, что она «базируется» на мощной и очень тщательно утрамбованной «подушке» из песка и гравия (щебенки). Этот слой (поз. 5), по сути, замещает неустойчивый грунт и создает надёжное основание, не склонное к вспучиванию, проседанию и к другим деформационным явлениям. Толщина этой «подушки», а также последовательность песчаных и гравийных слоев должны определяться на этапе проектирования УШП и напрямую зависят от особенностей участка местности и от специфики планируемого к возведению на этом фундаменте здания.
Еще на этапе выкапывания котлована и создания песчаной «подушки» сразу прокладываются необходимые инженерные коммуникации. На данной иллюстрации показана канализационная труба (поз. 6) с входными патрубками в нужных точках будущего дома (поз. 7), а затем отходящая к септику, системе центральной канализации или локальным очистным сооружениям.
Надо сказать, что заранее прокладываемая система инженерных коммуникаций может не ограничиваться только канализацией. Нередко на этом же этапе работ сразу предусматривается ввод и распределение кабелей электроснабжения дома, трубы подачи воды из автономного источника и даже их разводка по будущим помещениям.
Следующий обязательный элемент системы – это не менее, чем 100-миллиметровый слой утеплителя – экструзивного пенополистирола повышенной прочности (поз. 8). Он может укладываться непосредственно на песчано-гравийную «подушку», либо под ним простилается еще один слой геотекстиля – лишнее армирование никогда не повредит. Таким образом, плита получает надежную сплошную защиту от проникновения холода снизу.
Но такая термоизоляция не была бы действенной, если не учитывать еще несколько важнейших нюансов. Первый из них – защита торцевой части УШП таким же слоем ЭППС (поз. 9). Для этого могут использоваться те же блоки пенополистирола, но некоторые производители выпускают специальные L-образные модули, предназначенные именно для этих целей.
Цены на геотекстиль
Многие из таких модулей сразу же имеют и внешнее покрытие из стекломагнезитовых или асбестоцементных листов, которые становятся отличной основой для будущей отделки цоколя здания (поз. 10).
Следующий нюанс – безо всякого разрыва с общим термоизоляционным слоем застилается и утеплительный пояс на всю ширину будущих отмостков (поз. 11). Это – чрезвычайно важное условие: ввиду неглубокого залегания плиты нельзя оставлять никаких путей проникновения холода под нее, во избежание морозных деформаций снования. Единственное отличие от общего слоя утепления только в том, что этот пояс делается с небольшим уклоном наружу, во избежание скапливания дождевой или талой воды. А в дальнейшем хозяева вольны выполнить отмостки (поз. 12) по своему усмотрению.
Правильно выполненные отмостки – залог долговечности дома
Этот элемент конструкции здания выполняет отнюдь не только и не столько декоративную роль. Главная его задача – предотвратить деструктивные процессы по внешнему контуру фундамента строения. Какие бывают отмостки вокруг дома, и как их сделать самостоятельно – читайте в специальной публикации нашего портала.
Для того чтобы при заливке плиты не происходило утечки воды из раствора, а также для дополнительной гидроизоляции ее снизу, первый сплошной слой утепления рекомендуется застелить гидроизоляционным материалом (поз. 13). В этом качестве может выступать пленка или рубероид с «холодным» проклеиванием перехлеста соседних полос.
Далее, выкладывается очередной слой утеплителя — ЭППС (поз. 14). Но теперь его монтируют только на площади планируемых помещений дома. Таким образом, в местах расположения будущих внешних стен и внутренних перегородок формируются своеобразные «каналы» которые после заливки бетона станут теми самыми «лентами» — ребрами жесткости, на которых будет вестись возведение здания.
Толщина этого слоя утепления может различаться – от 100 до 200 и даже более миллиметров. Это зависит от нескольких факторов. Здесь имеют значение и климатические особенности региона, и необходимая толщина создаваемых ребер жесткости, которая, в свою очередь, зависит от материала возведения стен здания. Всё это определяется на стадии проектирования УШП.
Поверх уложенного утеплителя укладывается армирующая решетка (поз. 15). А в местах расположения ребер жесткости увязывается более сложная объемная армирующая конструкция (поз. 16), сходная по строению и принципам монтажа с армирующим поясом ленточного фундамента.
А вот теперь «изюминка» УШП – выложенная армирующая сетка становится основой для укладки контуров водяного обогрева бетонной плиты (поз. 17). Здесь, безусловно, сохраняются основные принципы монтажа теплого водяного пола, но расчетные показатели такой системы отопления все же могут отличаться от обычной. Укладка контуров проводится сразу во всех будущих помещениях первого этажа, в соответствии с разработанным проектом. Естественно, необходимо сразу, еще на этапе проектирования, определиться с местом размещения коллектора – он также должен быть установлен именно на этом этапе работ.
Далее, следует сама монолитная плита (поз. 18) толщиной, как правило, в 100 мм. Таким образом, при выдерживании общего уровня заливки, толщина «лент» ребер жесткости становиться от 200 до 300 мм.
При необходимой обработке поверхности залитая плита – это полностью готовое термоизолированное и подогреваемое основание для укладки практически любого типа финишного покрытия пола (поз. 19).
После полной готовности УШП можно переходить к возведению стен здания (поз. 20). Как правило, для этих целей не применяются тяжеловесные материалы – чаще используются деревянные, каркасные конструкции либо стены из легких газосиликатных блоков (как показано на иллюстрации). Наверно, излишним будет говорить, что для достижения энергоэффективности здания его внешние стены также должны иметь надежную термоизоляцию (поз. 21), которая затем скрывается той или иной внешней отделкой фасада (поз. 22).
Это была общая типовая схема 2 утепленной шведской плиты». А теперь давайте оценим все ее «pro» и «contra».
Основные достоинства и недостатки УШП
Чем привлекает «утепленная шведская плита»?
Чисто сторонников фундамента УШП – постоянно растет. Это легко объясняется целым рядом преимуществ, которые дает использование такой инновационной основы здания.
- Конструкция УШП может быть установлена практически на любом грунте, где вообще возможно строительство. Неглубокое залегание плиты полностью компенсируется замещением грунта мощной, плотно утрамбованной песчано-гравийной подушкой, армированием слоев посыпки с помощью геотекстиля, наличием кольцевой дренажной системы и качественно утеплённых отмостков. Если проект рассчитан и составлен правильно, то вероятность проявления признаков морозного вспучивания сведено практически к нулю.
Прямое подтверждение тому – активное использование УШП в скандинавских странах, где совокупность повышенной влажности грунтов с суровыми зимними условиями делают возведение надежных фундаментов – весьма непростой задачей.
- Мало того что надежное утепление практически исключает теплопотери через пол. Сама плита становится мощным аккумулятором тепла, получаемого от продолженных труб «теплого пола», что отлично вписывается в уже упомянутую выше концепцию «пассивного дома». Даже при достаточно длительном перерыве в работе системы отопления в помещениях здания будет поддерживаться комфортная температура. А при стабильно работающем отоплении энергозатраты сокращаются почти на треть.
Особую важность это имеет для каркасных домов. Такие постройки, хотя и обладают качественной термоизоляцией, все же не имеют должного уровня теплоемкости, просто в силу особенностей своей конструкции, то есть неспособны эффективно накапливать и отдавать тепло. Этот недостаток в полной мере возместит УШП.
- Качественно выполненная «шведская плита» — это готовый пол для жилых и подсобных помещений дома, который остаётся только лишь застелить (облицевать) тем или иных финишным покрытием.
- При полноценной постройке УШП домовладелец, помимо готового теплого пола, сразу получает системы необходимых инженерных коммуникаций, кольцевого дренажа вокруг своего дома, утепленные отмостки.
Если оценить суммарно все эти работы и по срокам выполнения, и по их общей стоимости, то налицо весьма значительная выгода. В целом возведение УШП для дома примерно в 100 квадратных метров силами опытной, слаженной бригады оценивается в 7?10 дней. Понятно, что в такой срок просто невозможно вложиться, если создавать все указанные выше элементы конструкции здания и обеспечивающие системы по отдельности.
Что говорят о недостатках УШП?
Не лишен такой фундамент и некоторых недостатков. Впрочем, как будет далее понятно по тексту, некоторые из них можно отнести, скорее, не к «минусам», а к специфическим особенностям УШП, с некоторыми из которых придется смириться, довольствуясь за это преимуществами фундамента.
- Первое – УШП нельзя рассматривать как «поле для экспериментов» или как объект для неквалифицированной самодеятельности. Уже сама конструкция говорит о том, что все работы должны проводиться в соответствии с заранее разработанным проектом, в котором точно, буквально до миллиметров, определены линейные параметры как самого здания, так и всех необходимых систем и коммуникаций.
Но даже и это, наверное, не главное. Самостоятельно проанализировать состояние грунта на участке, оценить состав и толщину замещающей песчано-гравийной подсыпки, спланировать толщину утепления, самой плиты и ребер жесткости, теплотехнические характеристики контуров водяного подогрева – без специальных знаний и необходимого опыта попросту невозможно. Требуется привлечение высококвалифицированных проектировщиков, да и для проведения строительно-монтажных работ лучше пригласить слаженную бригаду, имеющую соответствующий опыт работы.
- Фундамент в любом случае получается невысоким. Так что любителям домов с высоким цоколем придётся подыскивать иное решение. Эта же причина накладывает определенные ограничения по возведению УШП на пересеченной местности, с большими уклоном участка. Создание подобной плиты на таком «пятне застройки» может привести к неоправданным завышениям общей сметы.
- Дом на УШП не предполагает подвала или цокольного этажа – это следует учесть заранее.
- Существуют ограничения и по самой конструкции дома, возводимого на базе УШП. Так, это чаще всего одноэтажное здание, максимум – с мансардным помещением. Для поднятия стен обычно используются лёгкие материалы – древесина или газосиликатные блоки. Широко применяются уже упомянутые каркасные конструкции. А вот для кирпичных или каменных стен такой фундамент может оказаться и слабоват – опять же, это все решатся еще на стадии всестороннего проектирования будущей постройки.
- Все основные коммуникации и системы оказываются вмурованными в бетонную плиту. Это означает, что в случае каких-либо аварийных ситуаций доступ к проведению ремонтно-восстановительных работ будет чрезвычайно затруднен. Значит, необходимо сразу, еще при монтаже, выполнять его так качественно, и из таких надежных материалов, чтобы свести к минимуму вероятность возникновения подобных моментов.
- Вообще, к качеству всех материалов, применяемых для УШП, предъявляются повышенные требования. Особо в этом плане необходимо отметить утеплитель – плиты экструзионнного пенополистирола. Применять абы что, только из соображений ложной экономии – совершенно не допустимо. Мало того что плитам ЭППС предстоит выдерживать весьма значительную статическую нагрузку от массы всего здания. Качественный утеплитель не должен деформироваться и уж тем более – разлагаться под действием факторов внешней среды. Есть и еще одна опасность – в пенополистироле с легкостью прогрызают ходы грызуны, что может привести к появлению участков ослабления всей УШП в целом. Поэтому рекомендуется применять специальные типы ЭППС, разработанные и выпускаемые именно для таких конструкций.
Подобные плиты выпускает ряд зарубежных производителей, но есть чем похвастать и российским. Специально для фундаментов, в том числе и для «утепленной шведской плиты» технологами компании «ТЕХНОНИКОЛЬ» разработаны пенополистирольные блоки «CARBON ECO SP».
Такие утеплительные панели, за счет введения в состав микрочастиц наноуглерода (он, кстати, придает блокам характерный серебристый оттенок), получили целый ряд дополнительных достоинств. Они, без потери своих термоизоляционных качеств, способны противостоять повышенной нагрузке без деформации, и УШП, залитая поверх такого слоя гарантировано справляется с распределенным давлением, доходящим до 20 т/м?. Такой утеплитель обходят стороной мыши, то есть и с этой точки зрения он полностью защищен. А четкие геометрические формы и наличие специальных соединительных ламелей предельно упрощают укладку утеплительного слоя. Материал инертен к возможным химическим воздействиям, обладает завидной долговечностью, оцениваемой не менее, чем в 50 лет, и совершенно безвреден с точки зрения экологии.
Цены на панели из пенополистирола
Примерная последовательность работ при возведении «утепленной шведской плиты»
По ходу публикации уже не раз говорилось, и еще раз особо подчёркивается, что УШП требует высокопрофессионального подхода как на стадии проектирования всего дома в целом, так и на этапах возведения фундамента. Поэтому размещенную ниже таблицу не стоит рассматривать как «руководство к действию». Это – всего лишь иллюстрированный обзор общей последовательности действий при строительстве такой плиты. Тем не менее, и он будет полезен, хотя бы с той точки зрения, что заинтересованный читатель получит представление, как и в каком порядке должны выполняться основные операции по созданию УШП.
Итак, результат работы – набравшая прочность утепленная шведская плита – в полной готовности к дальнейшим этапам строительства. И при этом хозяева уже имеют надежное основание для дома с системой дренажа, подогреваемые полы первого этажа, полностью пригодные для любой финишной отделки, проложенные инженерные коммуникации.
Нет никаких сомнений, что подобная система фундаментов обязательно получит дальнейшее распространение и развитие, а число сторонников «утепленной шведской плиты» будет постоянно расти. За энергосберегающими технологиями в строительстве – наверняка широкое будущее.