водяной теплый пол в плите фундамента
Водяной теплый пол в плите фундамента
Система низкотемпературного водяного напольного отопления — это неотъемлемая часть фундамента УШП. Прежде чем мы опишем особенности монтажа труб теплого пола, следует рассказать о преимуществах этого вида отопления.
Система «теплый пол» представляет собой сеть из труб, уложенных в бетоне («теле» фундаментной плиты или стяжке), по которым циркулирует теплоноситель. При данной системе отопления, температура внизу (у пола) составляет 22-25 °C, а на высоте примерно в 1.5 – 1.7 м от уровня пола — 19-20 °C.
Благодаря этому, температура равномерно распределяется по всей высоте помещения, и создаются наиболее комфортные условия для человека. Также отсутствуют локальные зоны перегрева и конвекционные потоки, при которых, нагретый воздух устремляется вверх и, охладившись, опускается вниз.
Кроме этого: за счёт уменьшения температуры теплоносителя, снижаются затраты на энергоносители и экономятся средства на обогрев дома.
Устройство системы «теплого пола» в фундаменте УШП состоит из трёх последовательных шагов:
Т.к. трубы теплого пола монтируются на неизвлекаемость, и должны служить весь расчётный период эксплуатации дома, к ним предъявляются особенные требования, как по прочности, так и по долговечности. Кроме этого необходимо минимизировать т.н. «человеческий фактор». Т.е. при работе на стройплощадке монтажники, укладывая трубы, не должны их случайно повредить. Это повышает качество работ и увеличивает скорость строительства.
Для устройства системы «теплого пола», мы выбрали многослойные трубы, диаметром 20 мм Uponor Comfort Pipe PLUS из поперечно-сшитого полиэтилена PE-Xa.
Такие трубы выдерживают большие температурные нагрузки (максимальная рабочая температура 95 °C) и нагрузки по давлению (6 бар).
Использовать трубы, рассчитанные на большее давление, — не целесообразно, т.к. такие трубы намного жёстче и их сложно укладывать.
Кроме этого в трубах, которые мы выбрали для системы «теплого пола», есть антидиффузионный слой. Т.н. «кислородный барьер», препятствует попаданию кислорода через стенку трубы в теплоноситель, что может привести к коррозии металлических компонентов системы «теплого пола». Также на трубах есть дополнительный защитный слой. Этот слой защищает внешнюю поверхность трубы от истирания во время её монтажа.
Монтаж труб теплого пола фундамента УШП включает в себя ряд последовательных операций:
На теплоизоляционный слой из экструзионного пенополистирола укладывается технологическая арматурная сетка.
Диаметр арматуры 3-4 мм. Размер ячеи: 150х150 мм или 200х200 мм. Назначение сетки — создание основы для надёжной фиксации труб теплого пола.
Всего в нашем проекте монтируется 6 контуров теплого пола. В доме есть помещения, где укладывается 2-3 контура труб, также есть помещения, где смонтирован только 1 контур.
Длина одного контура обычно не превышает 90 метров. В нашем случае длина контуров системы теплого пола примерно одинакова, и варьируется от 75 до 80 метров. Это необходимо, чтобы система была максимально гидравлически сбалансирована.
Шаг укладываемой трубы, соответствует ширине ячейки арматурной сетки – 200 мм.
Для удобства разматывания трубы использовалось специальное приспособление — разматыватель для труб.
Для фиксации труб к сетке мы использовали пластиковые стягивающие хомуты. Шаг крепления хомутов — 200-300 мм.
На поворотах трубы шаг уменьшается и соответственно увеличивается количество стягивающих хомутов.
В УШП есть рёбра жесткости. Для прокладки труб теплого пола сквозь эти ребра, которые принимают на себя нагрузку, для защиты, трубы укладываются в слое утеплителя.
Коллектор для подключения труб теплого пола использовали сборный модульный.
Т.к. установка коллектора осуществляется без готовых стен, он монтируется на специальную рамку, сделанную из арматуры.
Коллектор фиксируется в проектном положении.
Для подключения труб теплого пола к коллектору нам потребовались: ножницы для резки полипропиленовых труб, угловой пластиковый фиксатор Uponor и фитинги (евроконус) Uponor.
Специальный угловой фиксатор для труб необходим, чтобы при повороте на 90 градусов не сломать трубу.
Также мы использовали специальный утеплитель для труб. Утеплитель нужен чтобы минимизировать теплопотери теплоносителя. Утеплитель входит в тело плиты не менее чем на 5 см.
Чтобы одеть утеплитель на уголок с установленной трубой, его необходимо чуть надрезать с одной стороны, надвинуть утеплитель, а затем замотать надрез армированным скотчем.
При затягивании фитинга, из-за ограниченного пространства для работы, необходим специальный «узкий» ключ, позволяющий увеличить ход для закручивания резьбы.
Также можно самостоятельно сделать такой ключ. Для этого нужно срезать боковые грани у обычного рожкового ключа.
По окончании работ по укладке труб теплого пола, необходимо провести гидравлическое испытание системы под избыточным давлением, превышающим рабочий режим в 1.5 раза. Система должна быть полностью герметична, а протечки не допустимы.
Водяной теплый пол по грунту: своими руками. Часть первая
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Темы, посвящённые переделке старых домов в комфортабельное жильё, традиционно привлекают повышенное внимание пользователей FORUMHOUSE. Например, наш портал уже рассказывал, как переделать дачу в дом под ПМЖ. В связи с этим интересен опыт участника с ником Rebbytw, решившего сделать своими руками водяной тёплый пол по грунту в купленном им старом доме.
Прежде чем мы приступим к описанию основных нюансов этого процесса, интересна следующая таблица, где приводятся данные опроса по теме: «Водяной теплый пол по грунту. Что это?».
Как видно из результатов опроса, большинство – за теплый водяной пол, устроенный по грунту. С чем это связано? Помимо теплового комфорта, которое благоприятно воспринимается человеком и которое обеспечивает низкотемпературное отопление, мы решаем ещё одну проблему. Дело в том, что сделав подполье, например, устроив пол по деревянным лагам, мы приходим к необходимости его вентилирования. Для этого устраиваются продухи. Как показывает практика, сечение продухов, например сделанных в ленточном фундаменте, обычно недостаточно. В результате, из-за плохой вентиляции и избытка влаги, дерево начинает гнить. Кроме этого постоянно ведётся спор: надо ли закрывать на зиму продухи. Сделав пол по грунту или фундамент типа УШП, мы автоматически избавляемся от всех этих проблем.
В этой статье даётся ответ на вопрос, нужны ли в цоколе продухи, и рассказывается о достоинствах закрытого подпольного пространства.
Возвращаемся к опыту Rebbytw. Его ситуация знакома многим самостоятельным застройщикам — куплен старый дом, который нуждается в масштабной реконструкции. С чего начать?
Я купил двухэтажный каменный дом, построенный в 1978 году. Площадь дома – 130 кв. м. Стены сложены из силикатного кирпича. Кладка колодезного типа. Фундамент – лента высотой в 2 м. Подполье непроветриваемое. Деревянные лаги просто уложены на столбики из кирпича, стоящие на грунте. Настил по лагам деревянный. Пол не утеплённый, кое-где уже начал гнить. Высота подполья примерно 0.2-0.5 м.
УШП: развод на деньги или экономия средств?
Один из трендов в малоэтажном домостроении последних лет – фундамент в виде утеплённой шведской плиты (УШП). Чем обусловлен высокий спрос на такой фундамент? Какие у него плюсы и минусы? Какие требования к его конструктиву и к материалам, которые используют для его создания?
Формально УШП – это разновидность утеплённой монолитной бетонной плиты, которая дополнена утеплённой отмосткой. Однако в отличие от обычных плитных фундаментов в УШП встроены основные инженерные системы:
■ Отопление – водяной тёплый пол
■ Водоснабжение
■ Канализация
■ Электроснабжение
Также в большинстве случаев при строительстве УШП предусматривают систему дренажа по периметру фундамента.
Каковы плюсы УШП?
[1] Высокая скорость возведения конструкции за 2-3 недели. Срок выполнения работ зависит от площади и геометрии плиты: чем больше по размеру и сложнее по форме фундамент, тем дольше его будут сооружать. Играют роль и погодные условия: во время сильного дождя бетон лучше не заливать.
[2] Возможность устройства почти на любых грунтах, в том числе с высоким уровнем грунтовых вод и пучинистых – глинах, суглинках. Благодаря утеплителю земля не промерзает, а значит, фундамент защищён от деформаций из-за морозного пучения грунта. Однако УШП нельзя делать на грунтах с очень низкой несущей способностью, например, торфяниках. В этом случае возможна осадка фундамента.
[3] Не требуется глубокий котлован: экономия на земляных работах.
[4] Готовность всех коммуникаций ещё на этапе устройства фундамента. Это существенно ускоряет строительство дома.
[5] Высокая энергоэффективность благодаря слою теплоизоляции. А значит, низкие затраты на отопление здания. УШП с утеплителем толщиной 200 мм имеет коэффициент теплопроводности 0,17 Вт/(м•°С). Для сравнения: коэффициент теплопроводности обычной монолитной бетонной плиты, как правило, превышает 0,40 Вт/(м•°С)
[6] Нет мостиков холода в конструкции плиты и промерзания нижних углов здания благодаря сплошному слою теплоизоляции под фундаментом и утеплённой отмостке.
[7] Отопление с помощью водяного тёплого пола на 20-30% экономичнее радиаторного, поскольку в радиаторы подаётся теплоноситель с температурой около 70°С, а в тёплые полы – с температурой около 40°С. Кроме того, тёплый пол прогревает помещение равномерно, создавая очень комфортные температурные условия для обитателей дома. Наконец, отсутствие радиаторов улучшает внешний вид помещений.
[8] Поверх плиты не нужно устраивать стяжку: поверхность фундамента выровнена и отшлифована, служит готовым основанием для укладки напольного покрытия. А значит, при отделке помещений можно отказаться от дополнительных влажных работ.
[9] В плите нет швов (в стяжке компенсационные зазоры – обязательны), что упрощает монтаж напольного покрытия.
Каковы минусы УШП?
При всех своих достоинствах у этой конструкции есть и недостатки:
[1] Проблематично устраивать УШП на участках с уклоном. В принципе это возможно, но потребуется выравнивание участка за счёт подсыпки песка, а это весьма затратное мероприятие.
[2] Невозможно или неоправданно дорого создать в доме, стоящем на УШП, подвал или погреб.
[3] Коммуникации проложены внутри плиты, и потому их ремонт в случае аварийной ситуации либо неосуществим, либо затруднён.
Дмитрий Андриади, руководитель компании BAUHAUS:
«Если в систему тёплого пола, интегрированного в УШП, залита вода, и зимой она замёрзла при отключении электричества, то трубы разорвёт, и отремонтировать их будет нельзя. Придётся демонтировать напольное покрытие, установить новый тёплый пол поверх существующего, выполнить стяжку, уложить новое напольное покрытие. Поэтому лучше изначально заливать в систему отопления антифриз. Но если тёплый пол повредили, например, при бурении перфоратором, то локальный ремонт вполне возможен. Что же касается труб систем водоснабжения и канализации, то аварии, способные полностью вывести их из строя, маловероятны»
УШП: дорого или нет?
Сколько прослужит?
Заказчиков всегда волнует вопрос: насколько надёжен и долговечен «шведский» фундамент? Он надёжен и долговечен при соблюдении трёх условий: продуманного проекта, использования качественных материалов и привлечения высококвалифицированной рабочей силы для его устройства. В этом случае он прослужит много лет.
Александр Плешкин, инженер компании LAFARGEHOLCIM:
«Важное условие надёжности и долговечности УШП – наличие проекта, в который входит план с подробным расположением стен, разводкой теплого пола и точным указанием ввода и вывода коммуникаций. Проект должен учитывать различные нагрузки (от собственного веса, эксплуатационные и снеговые), грунтовые условия, особенно уровень грунтовых вод. В нём должны быть подробная спецификация с прописанными марками материалов и рекомендации по выполнению работ»
Чем утеплять?
Рассмотрим основные материалы, применяемые при сооружении УШП. Начнём с теплоизоляции. Толщина её слоя, как правило, 200-300 мм. Точнее, 100 мм под рёбрами плиты (их устраивают под несущими стенами) и 200-300 мм (в зависимости от высоты рёбер) под её подошвой. Плюс 50 мм – под отмосткой. В качестве утеплителя применяют в основном плиты из экструдированного пенополистирола (ЭППС, XPS).
Этот материал оптимален для подземных конструкций. Среди его достоинств:
■ Высокая прочность на сжатие – от 250 до 500 кПа при 10% линейной деформации (в зависимости от марки изделия). Высокопрочные плиты без проблем выдерживают нагрузку даже от тяжёлого здания (порядка 10 тонн/м2)
■ Коэффициент водопоглощения – всего 0,3-0,4% по объёму. То есть материалу не грозит намокание из-за грунтовых или поверхностных вод.
■ Низкий коэффициент теплопроводности – 0,032-0,034 Вт/(м•°С). Иными словами, пенополистирол очень хорошо сберегает тепло.
■ Плиты не подвержены гниению и воздействию микроорганизмов.
■ Заявляемый производителем срок службы в грунте – не менее 50 лет.
Александр Керник, руководитель группы тех.поддержки продаж «УРСА Евразия»:
«Для чего нужно утеплять плиту фундамента и отмостку? Во-первых, для защиты подземной конструкции от морозного пучения грунта. Грунт не должен замерзать, расширяться и сдвигать фундамент. Благодаря утеплителю мы сохраняем геотермальное тепло в грунте под плитой и отмосткой. Во-вторых, утеплитель препятствует передаче тепла от системы тёплого пола в грунт. Всё тепло устремляется вверх, в помещения дома. Тем самым мы экономим на отоплении. Третий момент конструктивный: в УШП для усиления предусматривают железобетонные рёбра под несущими стенами здания. Пространство под плитой между рёбрами не должно быть пустым, поэтому его также заполняют утеплителем, но обычно меньшей марки (с прочностью на сжатие не 500 кПа, а 250 кПа) – для снижения затрат на УШП»
Какие трубы использовать?
Для системы водоснабжения и водяного тёплого пола применяют трубы из сшитого полиэтилена марок PEX-A, PEX-B, PEX-C, полиэтилена повышенной термостойкости PE-RT, а также металлопласта. Все они обладают высокими показателями по механической прочности, теплопроводности, долговечности.
Дмитрий Андриади, руководитель компании BAUHAUS:
«Для тёплого пола в УШП мы рекомендуем трубы из сшитого полиэтилена марки PEX-A или металлопласта. Они относятся к одной ценовой категории. Однако у труб PEX намного больше удлинение при нагреве, и в теории из-за изменений в размерах трубы этого типа, находящиеся в монолитной бетонной плите, спустя годы могут истончиться, вплоть до появления разрывов. На практике мы не сталкивались с подобными проблемами. В любом случае металлопласт не имеет такого линейного удлинения, и его проще укладывать. Мы не советуем использовать трубы PEX-B и PEX-C, потому что их сравнительно легко переломить при монтаже. И форму они не восстанавливают. Так что есть риск загубить их».
Для тёплого пола и системы водоснабжения применяют трубы, как правило, двух диаметров – 16 или 20 мм. Притом 20-ую трубу выбирают лишь тогда, когда длина контура тёплого пола свыше 80 м, а также когда в системе водоснабжения есть потребители с очень большим расходом воды.
Канализацию выполняют обычно с помощью «рыжих» труб из поливинилхлорида (ПВХ), стандартный диаметр 110 мм. Если в доме много сантехнических приборов, большая длина канализационной магистрали, мало или вообще нет ревизионных колодцев, то используют трубу диаметром 160 мм
Как устроена плита?
Поверх слоя теплоизоляции сооружают армированную бетонную плиту. Все инженерные коммуникации должны быть интегрированы в УШП до заливки бетона. Притом система тёплого пола обязательно должна быть опрессована.
Александр Плешкин,инженер компании LAFARGEHOLCIM:
«Бетонная плита в конструкции УШП состоит из двух принципиальных элементов. Первый – рёбра жёсткости, которые несут и распределяют нагрузки от стен, перекрытий, крыши, оборудования, мебели. Также они должны выдерживать эксплуатационные нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые зависят от региона строительства. Исходя из всех этих нагрузок, подбираются марка бетона и сечение арматуры. Обычно применяют бетон марок М300 (класс B22,5) или М350 (класс B25), а также 4 арматурных стержня диаметром 10-12 мм A-III (A-400), которые располагают в продольном направлении. Дополнительно устраивают поперечные хомуты из стержней с шагом, как правило, 300 мм. Высота рёбер – от 200 до 300 мм.
Второй элемент – остальная часть фундамента. Её толщина обычно составляет 100 мм, марка бетона – та же. Сечение и схему раскладки арматуры подбирают, исходя из нагрузок, но чаще всего это один ряд стержней диаметром 6-10 мм A-III (A-400), связанных в сетку с ячейками 150 х 150 мм. Арматуру устанавливают на фиксаторы из ПВХ, строго следя за тем, чтобы она не лежала на утеплителе. Высота фиксаторов должна быть такой, чтобы арматура находилась внутри защитного слоя из бетона толщиной не менее 40 мм».
В следующей статье мы подробно расскажем обо всех этапах сооружения УШП. Если же вам нужна полная информация о строительстве дома из газобетона, приглашаем на курс от YTONG
1. Тёплый фундамент
Сама идея обогрева плитного фундамента, а иногда и потолка между первым и вторым этажами не нова. Уже много лет успешно применяется технология, заключающаяся в «погружении» металлических труб большого диаметра в железобетонный фундамент или плиту перекрытия, по которым протекает горячий воздух. Он нагревается электронагревателями, а его движение по трубам осуществляется небольшими вентиляторами.
Казалось бы, аналогичного эффекта можно добиться, разместив пластиковые водопроводные трубы системы отопления в фундаментной плите. Однако по многим причинам это не так.
2. Аргументы против тёплого пола в фундаменте
Делать конструктивные элементы дома, в которых размещаются монтажные провода — не лучшая идея.
Конечно, в первую очередь это касается кирпичных домов с железобетонными фундаментами и перекрытиями. В сборных деревянных домах довольно распространены различные типы инсталляций в стеновых и потолочных элементах, но в случае выхода из строя также можно без особых проблем добраться до поврежденных кабелей или разъемов.
Это невозможно сделать с такой же легкостью в железобетонных элементах, а иногда их разрушение для ремонта установленных в них установок может быть связано с серьезным снижением их несущей способности и даже с риском разрушения конструкции.
Существует ряд причин, чтобы отказаться от идеи прокладки труб водяного теплого пола в железобетонной фундаментной плите до начала её бетонирования:
Соображения производительности. Будет трудно найти монтажника, который бы согласился организовать нагревательные кабели между нижней и верхней арматурой плиты основания. И не имеет значения, будут ли они вниз, вверху плиты, или в середине её толщины.
Потому что очень сложно расположить нагревательные контуры соответствующей формы, а также стабилизировать их положение в плите в ситуации, когда их практически не к чему прикрепить. Также нагревательные кабели в плите могут быть повреждены при уплотнении бетона с помощью механических вибраторов.
При прокладке труб отопления в фундаментной плите невозможно использовать светоотражающую пленку, которая обычно используется при устройстве теплых полов на бетонном основании или железобетонном потолке. Эта пленка имеет не только нанесенную на неё сетку, которая способствует правильному расположению контуров обогрева, но также отражает тепловое излучение, направляя его внутрь дома.
Размещение отопительных труб в нижнем или верхнем слое фундаментной плиты может повлиять на её несущую способность. Это воздействие будет не очень большим и фундамент дома в результате не сильно ослабеет.
Финансовые соображения. Вопреки внешнему виду, размещение нагревательных кабелей в фундаментной плите не является финансово выгодным по сравнению с традиционным решением, при котором установка отопления выполняется на слое полистирольных плит, размещенных на нем и заделанных в 7-сантиметровую бетонную стяжку.
В первом варианте необходимо подложить под фундаментную плиту около 20 см дорогостоящего экструдированного пенополистирола, чтобы в землю уходило как можно меньше тепла. Во втором — достаточно, чтобы это были плиты экструдированного пенополистирола толщиной всего 10 см, при этом стяжка с греющими кабелями будет дополнительно отделена от фундамента 10-15 см слоем гораздо более дешевого пенополистирола.
Эксплуатационные расходы также будут выше, если 25 см фундаментной плиты (вместо 7 см стяжки) необходимо будет нагревать каждый раз перед тем, как в доме станет теплее.
Энергетические соображения. Немаловажно и то, что классическое решение — установка отопления на фундаментной плите, а не в ней — обеспечивает жильцам больший тепловой комфорт.
При всех своих достоинствах теплый пол имеет одну особенность, которая иногда может быть недостатком. Речь идет о его высокой тепловой инерции, из-за которой температура в доме не повышается сразу, даже если котел или тепловой насос уже начали работать.
Точно так же, когда наружная температура быстро повышается, в доме может стать очень жарко, по крайней мере, на некоторое время из-за массивной плиты с подогревом.
Конечно, это явление можно в значительной степени уменьшить, установив погодный регулятор, который отключит питание системы отопления до того, как — из-за улучшения погоды — в доме станет слишком тепло, но будет проще, при традиционном устройстве теплых полов.
Акустические соображения. В классическом решении стяжка с греющими кабелями изолирована от фундаментной плиты пенополистирольной изоляцией, которая также выполняет роль звукоизоляции. Бетонная стяжка, являющаяся основанием первого этажа, в которую заделаны трубы теплого пола, акустически отделена от всех стен дома.
Такое решение, называемое плавающим полом, нельзя использовать, если нагревательные кабели находятся в фундаментной плите. В таком доме полы на первом этаже, как и стены дома, опираются на такой же железобетонный фундамент. Все звуки из них будут без проблем переходить из одной комнаты в другую — не только по горизонтали, но и по вертикали.
Строительно-архитектурные особенности. Немаловажно и то, что при традиционном исполнении теплого пола первый этаж выше по отношению к местности, чем если бы установка была размещена в плите. Это может быть очень полезно, если, например, участок залит водой, из-за продолжительных и сильных дождей. Делая теплый пол на плите, автоматически поднимается уровень первого этажа на 20-25 см. Такое решение также может благотворно повлиять на внешний вид здания.
Устройство утеплённой монолитной плиты с подогревом пола
Узнаем, насколько целесообразно строить дом на УШП или УФП и поговорим о самом строительстве монолитного плитного фундамента с утеплением.
Все больше качественных современных домов возводят на плитном фундаменте УШП или УФП. Сегодня рассмотрим, насколько целесообразно такое решение, в каких случаях имеет смысл ставить дом на плиту, а также приведём базовую инструкцию по строительству монолитного плитного фундамента с утеплением.
Плитный фундамент УШП или УФП
Выгода от плитного фундамента
В индивидуальном строительстве закладка здания на плитном фундаменте практикуется в двух случаях:
Во втором случае однозначный плюс — избавление от отопительных приборов и трубопроводов. Кроме того, после правильной обработки плитный фундамент представляет отличную основу для чистовых напольных покрытий. Выдаваемая за преимущество возможность прокладки в плите коммуникаций таковой не является: при ленточном фундаменте с обратной засыпкой проложить трубы водоснабжения и канализации значительно проще.
Плитный фундамент хорошо справляется с перемещением грунта как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Монолитная основа может устраиваться на участках, где производилось террасирование или планирование с насыпкой, время на усадку почвы при этом не требуется.
Опасность для монолитной плиты представляет только неравномерное сдавливание грунта при условии, что участок с мягкой или подвижной почвой занимает более 40% площади плиты. Ввиду этого проведение гидрогеологических изысканий для разработки строительного проекта строго обязательно.
Конструкция плитного фундамента
Плита повторяет контуры наружных стен здания с выступом от 50 до 80 мм. Такой допуск необходим, чтобы компенсировать кручение опалубки и кривизну стен так, чтобы ни в одном месте они не нависали над фундаментом.
Толщина плиты избирается в соответствии с требуемой способностью выдерживать нагрузку на изгиб. Серьезные расчёты следует вести только при строительстве зданий свыше двух этажей, включая бейсмент. Стандартной толщины плиты в 35 см вполне достаточно даже для кирпичных строений, особенно если фундамент выполняется по финской технологии и имеет ребра жёсткости по краям.
Толщина в 35 см считается стандартной по простой причине. Защитные слои бетона для верхнего и нижнего пояса арматуры составляют соответственно 50 и 70 мм. Оставшиеся 230 мм — оптимальный отступ между арматурными сетками, необходимый для правильного восприятия растягивающих и изгибающих нагрузок.
В большинстве случаев прочность такой плиты является избыточной. Если есть желание сэкономить на бетоне и арматуре, либо ослабить давление на грунт из-за его высокой просадочности, можно провести тщательный расчёт. Единого норматива для утеплённых монолитных плит нет, но можно пользоваться следующими документами при разработке:
При расчёте нагрузок нужно учитывать конфигурацию несущих стен. Если все они расположены по периметру, плита будет испытывать сочетанное скручивающее воздействие по линзообразной эпюре. Если же дом имеет внутренние несущие стены, нагрузка будет распределена более равномерно, и при достаточной толщине фундамента моментом скручивания можно пренебречь. Облегчить вес плиты без потери прочности можно путем устройства перекрёстной системы рёбер жёсткости. Их делают высотой до 40–50 см, ширина равна толщине плиты.
Подготовка основания
Плитный фундамент обязательно должен опираться на подушку из песка и гравия, защищающую от морозного пучения и эрозионного действия грунтовых вод. После геодезии и разметки с участка нужно снять дерновый слой или провести выемку грунта на глубину залегания достаточно плотных осадочных пород. Размеры котлована превышают проектные размеры плиты на 50–70 см с каждой стороны. Дно уплотняется вибрационным методом и планируется с допуском до 3–5 см.
Дренажная подсыпка выполняется на высоту 30–35 см. Это достаточно большой объём гравия, но он необходим для распределения нагрузок при неравномерном сжатии грунта. Без этого утеплитель будет испытывать сосредоточенные нагрузки, превышающие предел обратимой деформации. Верхний слой подсыпки на толщину 40–60 см выполняется чистым песком без глинистых включений и отделяется от гравия иглопробивным геотекстилем. Песчаная подушка обеспечит максимально равномерное распределение нагрузки и защитит от продавливания гидроизоляцию.
Гравийную подушку следует насыпать поэтапно, слоями по 8–10 см с промежуточным трамбованием. Оптимально для этого использовать щебень фракции 20–40, но подойдёт и смешанный дорожный гравий. Достаточно часто отсыпку песком заменяют подбетонкой. Такое решение особенно выгодно при неблагоприятной гидрогеологической обстановке и строительстве плиты на просадочных грунтах.
Конструктивные решения
Есть два варианта устройства фундаментной плиты, пригодной для организации пола с подогревом. Один тип принято именовать финским, другой — шведским, о чем RMNT уже неоднократно писал. Главное отличие в том, что первый вариант подразумевает расположение теплоизоляции поверх несущей основы, в то время как шведская плита лежит на слое пенополистирола, обладающего достаточно высокой прочностью на сжатие.
Финская плита сложнее в устройстве: основа достаточно тонкая — до 15 см с одним поясом армирования. Для усиления плиту снабжают рёбрами жёсткости 20х15 см, расположенными с шагом 130–150 см. После возведения коробки здания на плите крепят плитный утеплитель и производят заливку армированной стяжки толщиной 80 мм, внутри которой располагаются каналы коммуникаций и нагревательные элементы пола. Один из главных плюсов такой системы фундамента в том, что практически полностью исключается тепловой мост по контуру примыкания стен к плите.
Последняя проблема в шведском варианте фундамента решается комплексным утеплением цокольной части здания. В качестве теплоизоляции используется пенополистирол промышленного класса, способный выдерживать повышенные нагрузки. Поскольку основной пояс теплозащиты размещается полностью под фундаментом, сама плита относится к тёплому контуру здания и обеспечивает повышенную тепловую инерционность.
Одна из особенностей шведской плиты — защитные отбортовки по контуру с нижней стороны фундамента. Они выполняют две функции: изолируют и защищают утеплитель от бокового давления грунта и укрепляют периметр плиты, куда приходится основная нагрузка от стен. Отбортовку рекомендуется делать вне зависимости от наличия у плиты рёбер жёсткости.
Ширина выступов составляет 30–35 см, глубина — до 50 см в зависимости от типа грунта и годового объёма осадков. В целом можно сказать, что именно шведский вариант плиты с отбортовкой наиболее пригоден для эксплуатации в условиях климата Сибири и восточной Европы.
Монтаж опалубки
Опалубка для заливки плиты состоит из двух частей: нижней и боковой.
Боковую опалубку выполняют щитами, сбитыми на основе каркаса из соснового бруса квадратного сечения со стороной 60–80 мм в зависимости от массивности плиты. Из бруса сбивают рамку длиной до 2 м и высотой, равной фактической высоте фундамента. Рамку необходимо усиливать перемычками из такого же бруса через каждые 40–50 см. С одной стороны каждую палубу обшивают ОСП или влагостойкой фанерой толщиной 10–12 мм.
Установка опалубки выполняется при сопровождении нивелированием. Верхние борта выставляют в общий горизонт, для регулировки палуб по высоте их прикручивают к деревянным кольям, вбитым в грунт на глубину 50 см. В оптимальном варианте колья устанавливаются напротив каждой перегородки каркаса опалубки. Между собой щиты скручивают напрямую сквозь брус, причём в обоих направлениях.
Укрепление опалубки для противодействия массе бетона выполняется её опиранием на прилегающий грунт. С шагом в 1 метр и отступом от щитов в 50–70 см в землю вбивают колья из бруса 100х100 мм на глубину 30–40 см. В эти брусья упирают отрезки досок 50х100 мм, поставленные вертикально на ребро.
С обратной стороны доски прикручивают к каркасу щитов. Все распорки должны быть связаны между собой общей поперечной жердью. Иногда для дополнительного укрепления ставят также и горизонтальные распорки, которыми колья связывают с низом опалубки, однако такой ход обязателен только при высоте плиты свыше 40 см.
Нижняя часть опалубки представляет собой правильно подготовленное дно котлована. Поскольку масса бетона высока, а сам он не обладает прочностью до застывания, даже малейшее продавливание грунта может стать серьезной проблемой. Именно поэтому требуется так много усилий на подготовку гравийной подушки.
Поверх подготовительного слоя или подбетонки укладывают плиты пенополистирола, при этом гидроизоляцию по периметру будущей плиты подворачивают внутрь бортов и прибивают к ним скобами. Желательно закупать утеплитель такой толщины, чтобы его можно было разместить в два слоя, смещая стыки для перевязки.
Существует два вида конфигурации нижней опалубки. В первом случае поверх плит укладывают квадратные короба со стороной 130–150 см, которые формируют опалубку рёбер жёсткости. После набора прочности в течение 3 суток короба снимают и засыпают промежутки между рёбрами гравием фракции 20 или керамзитом. После этого к выступающим из рёбер анкеровкам привязывают арматурную сетку и заливают верхнюю плиту толщиной 100–120 мм.
Во втором варианте рёбра жёсткости отсутствуют, но есть нижняя отбортовка. Западные строители формируют её путём использования изделий из пенополистирола специальной формы: в центральной части укладывают обычные плоские плиты, а по краям — пенопластовые лотки.
На отечественной стройке чаще поступают иным образом: снимают верхний слой гравийной подушки по периметру, а в центр укладывают утеплитель толщиной 150–200 мм. При этом по периметру образуется траншея, в которой монтируется армирование в виде квадратного каркаса 200х200 мм.
Армирование и заливка бетона
Основная проблема заливки плиты с утеплением заключается в высоком риске того, что пенополистирол может всплыть, либо из-за негерметичной опалубки произойдёт утечка массы и расчётного количества бетона окажется недостаточно. Заказывать бетон нужно с запасом: от 0,3 до 0,5 м3 на потери в миксере и насосе, плюс 3% от общего объёма.
Бетонные работы проводят в два этапа. На первом готовится бетон марки М100 по месту, которым с наружной стороны опалубки подливают все имеющиеся бреши. Смесь при этом готовят как можно более густой консистенции.
После герметизации опалубки собирают арматурный каркас. Первый ряд сетки укладывают на дистанционных пробках, обеспечивающих нижний защитный слой в 30 мм. Первый ряд армирования предназначен для восприятия второстепенных нагрузок, поэтому его выполняют из тонкой арматуры, но сетка при этом имеет более частый шаг. К нижнему армированию привязывают П-образные хомуты, регулирующие зазор между сетками.
Его выбирают таким образом, чтобы верхний защитный слой бетона не был меньше 40 мм. Арматуру используют толщиной от 14 мм, при этом шаг укладки может составлять от 160 до 300 мм. Содержание, толщина и расположение арматуры определяются в зависимости от массы здания и гидрогеологических условий, с этой задачей поможет справиться практически любой онлайн-калькулятор.
Чтобы упредить выдавливание пенополистирола бетоном, плиту заливают, начиная от центра. Заливка ведётся тем же способом, что и для монолитного перекрытия — подачей насосом через стрелу. Высота сброса должна составлять 60–80 см, разгонный участок стрелы — не более 5 метров. Если масса наберёт слишком большую скорость, она может нарушить арматурный каркас. В то же время слишком медленная подача послужит причиной образования пустот в нижнем слое.
Заливку плиты выполняют в один этап, но при этом перерыв между порциями бетона позволяет ему отверждаться до окончательного заполнения формы, что используется как основной способ предупредить всплытие утеплителя. Когда центральная часть плиты полностью заполнена, с краев массу начинают сбрасывать в отбортовку. После окончательного заполнения формы бетон уплотняют погружными вибраторами, при необходимости добавляя смесь в местах образования ям.
Выравнивание поверхности плиты производится в два этапа. Сразу после заливки и усадки смеси поверхность протягивают широкими скребками, убирая следы от ног и разравнивая крупные наплывы. После 21 дня выдержки бетон шлифуют мокрым методом, формируя практически идеальную горизонтальную плоскость, которая служит готовым черновым полом. опубликовано econet.ru
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ: