Утепленный мелкозаглубленный ленточный фундамент
Основание частного дома должно быть надежным, долговечным и по возможности экономичным. Всем этим требованиям отвечает мелкозаглубленный ленточный фундамент. В этой статье мы расскажем о его утепленной разновидности — МФУП
При устройстве обычного мелкозаглубленного фундамента под лентой устраивают песчаную подушку. Она работает как амортизатор и защищает подошву от промерзания. Если же фундамент еще и утеплен пенополистиролом, толщину засыпки можно свести к минимуму, не боясь морозного пучения.
Еще одним плюсом МФУП (мелкозаглубленный фундамент с утепленной плитой) является особая форма ленты. Она имеет переменное сечение и в разрезе напоминает перевернутую букву «Т». При такой конструкции основание становится куда более легким, чем в случае с обычным мелкозаглубленным фундаментом, но устойчивость к подвижкам грунта сохраняется в полной мере.
И наконец, третье преимущество – наличие утепленных отмостки и плиты пола, которые позволяют заметно снизить теплопотери.
На мелкозаглубленном утепленном фундаменте можно строить не только легкие деревянные и каркасные дома, но и каменные, высотой до трех этажей
Схема мелкозаглубленного фундамента
Рассмотрим технологию заложения МФУП. Прежде всего, нужно снять верхний слой грунта и вырыть траншею глубиной 450 мм и шириной 1 м. Далее на дно следует засыпать 100–150 мм песка и тщательно утрамбовать его. Затем — смонтировать опалубку, связать арматурный каркас и залить бетоном.
Геометрические параметры ленты таковы: ширина нижней части 600 мм, высота — 150–300 мм (определяется расчетом). Ширина верхней части — 300 мм. Над землей основание возвышается на 500 мм.
Следующий этап работ — утепление. Снаружи производят засыпку песком (с обязательной трамбовкой), чтобы выровнять основание. Укладывают под отмостку экструдированный пенополистирол (плиты толщиной 70–100 мм). При этом нужно образовать небольшой уклон отвода воды. Утепляют и внешнюю сторону ленты фундамента.
С внутренней стороны МФУП делают обратную засыпку пазух тем грунтом, который был вынут при рытье траншеи, и тщательно утрамбовывают. Поверхность ячеек, образованных лентами фундамента, выравнивают песком, кладут по всей площади утеплитель, поверх него армируют плиту толщиной 100–120 мм, и наконец, заливают бетоном. В итоге получается монолитная жесткая конструкция.
И вертикальные, и горизонтальные поверхности мелкозаглубленного ленточного фундамента необходимо утеплять полностью, без пропусков и зазоров
МФУП — энергоэффективный тип фундамента. Его преимущества очевидны: во-первых, такая конструкция совместно с плитой пола заставляет всю ленту работать как единое целое и участвовать в силовой схеме фундамента. Во-вторых, получается уже утепленный монолитный пол. Тем, кто стремится снизить затраты на отопление здания в холодный период года, стоит обратить на МФУП внимание.
В идеале строительные работы нужно проводить в теплое время года. Но на практике так получается не всегда.
Если не удалось возвести стены до холодов и стройку приходится заморозить, готовый фундамент ни в коем случае нельзя предоставлять самому себе. Без нагрузки он не сможет противостоять пучению грунта. Чтобы основание дома пережило зиму, его нужно защитить. Для этого периметр застройки (фундамент и 1 м грунта вокруг него) застилают двумя слоями водонепроницаемой полимерной пленки. Конструкцию засыпают утеплителем, например, керамзитом или соломой. И наконец, укладывают сверху фанерные щиты, чтобы защитить фундамент от осадков.
Утепление мелкозаглубленного фундамента пенополистиролом. Утеплитель Пеноплэкс® Фундамент
Технология обустройства
Ленточный фундамент малого заложения (ЛФМЗ) — распространенных тип фундаментов во всех климатических регионах России.
Ленточный фундамент из монолитного железобетона прост в исполнении, в нем нет швов, его структура однородна, что очень важно для заглубленных конструкций.
Ленточный фундамент малого заложения располагается на глубине 30-40 см. Чтобы основание под фундаментом находилось в неизменном состоянии, пучинистый грунт заменяется на непучинистый: щебень с песком.
Для всех типов ленточных фундаментов: с вентилируемым подпольем и с полами по грунту применяется эффективная теплоизоляция из высококачественного экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ®. Ленточные фундаменты в случае исполнения с полами по грунту, имеют вертикальную изоляцию, расположенную с внешней стороны от подошвы до отметки окончания цоколя и являются теплоизолятором. Утепление отмостки ленточного фундамента располагают горизонтально на уровне основания фундамента. Чем холоднее климат, тем шире должна быть отмостка и тем толще должен быть ее слой.
Правила расчета и проектирования
Проектирование ленточного фундамента малого заложения должны выполнять проектировщики, имеющие соответствующие знания и квалификацию.
За основу принимают решение, которое удовлетворит по надежности, обеспечит долговечность и экономичность конструкции на всех стадиях строительства и эксплуатации.
Фундаменты проектируются на основе нормативных документов и с учетом:
Результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий для площадки строительства;
Климатических условий района строительства;
Нагрузок, действующих на фундаменты;
Техническое решение по ленточному фундаменту малого заложения от ПЕНОПЛЭКС®
ПЕНОПЛЭКС® — для ленточных фундаментов малого заложения (ЛФМЗ)
На большей части России зимой грунт промерзает на глубину до 2,5 метров.
Жители загородных домов часто сталкиваются с явлением морозного пучения.
Морозное пучение – это увеличение объема влажного грунта вследствие его промерзания.
При отрицательных температурах атмосферного воздуха объем влажного грунта при замерзании увеличивается в объеме. Например, глина может подниматься на 10-15%. Силы морозного пучения действуют на конструкцию неравномерно — подъем грунта под разными частями фундамента может осуществляться на различную высоту.
Вероятность морозного пучения зависит от типа грунта, его физических и механических характеристик, климатических особенностях, уровня грунтовых вод, типа фундамента.
Под действием больших нагрузок от грунта фундамент может подниматься, деформироваться с образованием трещин и возможным последующим разрушением основания. Минимизировать воздействие пучения грунтов на фундамент можно расположив по периметру дома дренаж и утепленную отмостку. Она не даст промерзнуть грунту в зоне расположения фундаментной ленты. Защитить от промерзания и морозного пучения подземные конструкции поможет ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ®.
Почему ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ® — лучшее решение по сравнению с другими материалами?
На долю фундаментов и цокольных этажей приходится около 10% всех теплопотерь здания. Утепление заглубленной части здания в случае устройства ленточного фундамента с полами по грунту, сокращает утечку тепла и защищает конструкцию фундамента от промерзания. Важно: конструкция пола по грунту также должна быть утеплена для защиты от потерь тепла.
Высокоэффективная теплоизоляция из экструзионного пенополистирола обладает высокой прочностью на сжатие при 10% линейной деформации и составляет для ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ® не менее 0,3 МПа (30 т/м2).
Теплоизоляционные плиты из экструзионного пенополистирола абсолютно стабильны с точки зрения геометрических размеров и физических свойств.
Важной характеристикой плит ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ® является практически нулевое водопоглощение.
Это значит, что конструкция фундамента и будущего дома надежно защищена от влаги из земли и воздуха. Эффективный утеплитель предотвратит трещины, деформации и разрушения.
Утеплитель ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ® обладает высокими теплозащитными характеристиками — коэффициент теплопроводности материала составляет не более 0,034 Вт/ м∙°С.
Теплотехнические свойства неизменны на протяжении всего срока эксплуатации, который составляет более 50 лет.
Construction Design-Frost Protected Shallow Foundation (FPSF) – построенный на севере
Этот пост впервые появился на веб-сайте Green Building Advisor.
Одной из самых популярных систем фундамента, используемых на моем рынке, которую я использую уже более десяти лет, является мелкозаглубленный фундамент с защитой от мороза. Мой очень холодный климат требует глубины фундамента в пять футов. Рытье, строительство и изоляция фундамента и системы фундамента такой глубины требует много времени и денег.
Неглубокая система фундамента может стать существенной экономией для новой постройки.
Строительные нормы и правила, касающиеся защищенных от мороза систем мелкозаглубленного фундамента (FPSF), приведены в разделе R403.3 Международного жилищного кодекса. Существует много информации, характерной для этого типа фундамента, которая отличается от других систем. Например, при использовании FPSF средняя средняя температура здания должна поддерживаться на уровне не менее 64 ° F (существуют способы проектирования защищенного от замерзания фундамента для неотапливаемых и полуотапливаемых зданий, но в этой статье основное внимание будет уделено постоянно кондиционируемые жилища). Существуют также требования к снижению R-значения жесткой изоляции и защите скрытой изоляции.
Что такое FPSF?
Система мелкозаглубленного фундамента с защитой от промерзания обычно представляет собой монолитную бетонную заливку, иногда называемую перевернутой плитой, в которой основание и плита выполнены как единое целое.
Изоляция укладывается на край плиты, а также «крыло» изоляции, выступающее за утолщенный край, чтобы предотвратить проникновение инея под плиту в зимние месяцы.
Необходимое количество теплоизоляции на краю плиты и на горизонтальном или «крыльевом» уровне, а также минимальная глубина фундамента определяется индексом замерзания воздуха для вашего местоположения. Рисунок R403.3(2) в IRC (показан ниже) показывает индексы замерзания воздуха по всей стране. Карта подкреплена кодом с таблицами, показывающими индекс замерзания воздуха для отдельных округов в каждом штате. Итак, что такое индекс замораживания воздуха ?
Согласно IRC R403.3(2), «индекс замерзания воздуха определяется как совокупное количество градусо-дней ниже 32°F. Он используется в качестве меры совокупной величины и продолжительности отрицательных температур воздуха. Индекс был рассчитан за 12-месячный период (июль-июнь) для каждой из 3044 станций, использованных в приведенном выше анализе».
Основываясь на среднем значении за 100 лет.
Индекс замерзания воздуха аналогичен картам климатических зон (климатические зоны 1–8, где 1 — самая теплая, а 8 — самая холодная), но вместо использования 65°F в качестве начальной температуры для расчета -воздушный индекс использует 32°F. Шкала начинается с 1500 или меньше и имеет максимум 4500. В моем районе Северной Миннесоты индекс замерзания воздуха составляет 3500, в северо-западной Миннесоте и северо-восточной части Северной Дакоты индекс замерзания воздуха составляет 4000. В более теплых регионах, например, в Джорджии, во всех округах указано 1500 или меньше.
Глубина фундамента и уровни изоляции
Как я уже говорил ранее, индекс промерзания воздуха определяет глубину фундамента и уровни изоляции для FPSF. (См. таблицу R403.3(1) в IRC). Начиная с фундамента, минимальная глубина фундамента или часть фундамента ниже уровня земли будет составлять от 12 до 16 дюймов в зависимости от индекса промерзания воздуха в этом районе.
В моем районе требуется минимальная глубина фундамента 16 дюймов. Любая часть фундамента выше уровня земли увеличивает общую толщину фундамента. Так, например, если у меня была открытая кромка плиты, которая была на 6 дюймов выше уровня земли, моя общая толщина основания будет 22 дюйма. (6-дюймовая открытая кромка плиты + 16 минимальная глубина заглубленного фундамента = 22-дюймовая общая толщина фундамента.)
Далее следует край плиты или вертикальный уровень изоляции, изоляция должна простираться от верхней части готовой бетонной плиты до нижней части фундамента. Опять же, в зависимости от вашего индекса морозостойкости минимальное значение R необходимой изоляции будет варьироваться. В моем районе требуется минимум R-9. Вот в чем фишка, все изоляционные материалы, используемые ниже класса в FPSF, имеют пониженные характеристики, другими словами, вам не разрешается использовать указанное R-значение продукта. Причина в том, что подземная изоляция впитывает некоторое количество влаги.
Влажная и мокрая изоляция не будет иметь такого же сопротивления тепловому потоку, как сухая изоляция. По этой причине вам нужно больше одного и того же продукта для достижения требуемого минимального значения R. Уменьшение значения R зависит как от типа изоляции (XPS или EPS — единственные два варианта, разрешенных для нормативных систем FPSF), так и от плотности изоляции. Экструдированный полистирол (XPS) типов IV, V, VI, VII и X имеет пониженную стоимость R-4,5 за дюйм для вертикальной установки и R-4 за дюйм для горизонтальной установки. EPS R-значения еще ниже, в зависимости от плотности. (См. примечание мелким шрифтом под таблицей IRC R403.3(1) для всех сниженных значений.)
Номинальные характеристики горизонтальной или «крыльевой» изоляции будут снижены до значений, указанных в R403.3(1). Расстояние от края фундамента и требования к коэффициенту теплопередачи будут различаться в зависимости от того, находится ли изоляция в углу или вдоль стены.
На приведенном выше рисунке, на примере моей климатической зоны, изоляция в углах должна выступать от края плиты минимум на 30 дюймов (B) на расстояние 60 дюймов (C) от угла фундамента. . R-значение угловой изоляции составляет не менее R-11,2. Если изоляция представляет собой любую из вышеперечисленных плотностей XPS, снижение номинальных характеристик по горизонтали составляет R-4 на дюйм, поэтому мы в конечном итоге используем 3 дюйма (R-12) на углах. Горизонтальная изоляция вдоль стены обозначена как R-8 и должна отходить от края плиты минимум на 24 дюйма (A).
Что я обычно вижу на своем рынке, так это использование XPS в качестве горизонтальной и вертикальной изоляции. Обычно изоляция не разрезается по горизонтали или «крылу», она используется на полную ширину 4 фута. Мне еще предстоит увидеть изоляцию с более высоким значением R, используемую в углах, как того требует код. Это всегда 2 дюйма или R-10 (R-8 после снижения номинальных характеристик).
Защита изоляции
Требуется защита как горизонтальной, так и вертикальной изоляции.
Любая открытая вертикальная изоляция начнет разрушаться под воздействием солнечного света и атмосферных загрязнителей. Я обычно покрываю любую открытую изоляцию изогнутым металлическим фартуком.
Горизонтальная изоляция или «крыловидная» изоляция ниже уровня земли также должна быть защищена от повреждений, если она заглублена менее чем на 12 дюймов или простирается более чем на 24 дюйма от края плиты (R403.3.2 Защита горизонтальной изоляции под землей) . Кодекс разрешает укладывать бетонную плиту или асфальтовое покрытие на поверхность или цементную плиту, низкосортную фанеру или другие утвержденные материалы, размещаемые непосредственно над поверхностью изоляции, когда она заглублена.
Промышленные системы
Мне известно о паре изготовленных мелкозаглубленных фундаментов с защитой от мороза. Я лично использовал систему Mono Slab EZ Form. Формы состоят из внутренней и внешней клиновидной формы из пенополистирола. Опалубка устанавливается на место, и армирующая 2-кратная опалубочная плита вставляется в сборный паз, встроенный в опалубку.
Внешняя форма становится как кромкой плиты, так и горизонтальным морозным крылом. Внутренняя форма становится задней или внутренней частью утолщенного края плиты. Внутренняя форма необязательна, мы решили не использовать ее в приведенном выше проекте. Существует несколько различных версий Mono Slab EZ Form, стандартная форма размером 16 x 16 дюймов используется для мест с более умеренной температурой. Другая версия называется Arctic Form и имеет размеры 18 x 30 дюймов. Мы использовали эту версию для наших сборок для очень холодного климата. Существует также коммерческая форма размером 24 x 24 дюйма.
Дизайн другой компании WarmFörm основан в Европе, хотя формы производятся в США. Еще одна форма с изоляцией из пенополистирола; этот продукт больше похож на утепленную плиту-плот, чем на мелкозаглубленный фундамент с защитой от мороза. Вы можете прочитать больше об этом типе мелкозаглубленного фундамента с защитой от мороза в статье Скотта Гибсона о Fine HomeBuilding. Сборные пенопластовые опалубки для плитного фундамента – Мелкое жилищное строительство
Другие соображения
При использовании систем FPSF может возникнуть несколько проблем проектирования.
Во-первых, негде укрыться в непогоду. Я был в нескольких домах, где домовладелец построил бетонное укрытие либо внутри дома, либо в пристроенном гараже для защиты от непогоды.
Системы отопления и охлаждения также могут быть более сложными. На моем рынке в домах FPSF используется в основном система водяного отопления в полах. Эти системы очень популярны, но весной и осенью могут возникнуть некоторые проблемы, когда ночные температуры достаточно низкие, чтобы обеспечить отопление, а дневные температуры теплые. Плитное отопление, как правило, очень медленно реагирует на изменения температуры, в это время года часто бывает перегрев жилых помещений. То, что я проектировал в плитах на проектах класса, в которых я участвую, представляет собой комбинацию мини-сплит-систем с водяным подогревом и воздушным тепловым насосом. Охлаждение в летнее время и обогрев весной/осенью обеспечиваются системой теплового насоса, а отопление в зимнее время обеспечивается электрическими или газовыми котлами, питающими излучающие трубы в полу.
Существуют также некоторые ограничения для напольных покрытий. Деревянные полы, прибитые гвоздями, не вариант. Я вижу, что все чаще используются клеевые изделия из дерева, и, конечно, плитка, винил и ковер являются обычным выбором. Имейте в виду, что для использования ковра на полу с подогревом потребуется специальная ковровая подкладка.
Мелкозаглубленный фундамент с защитой от мороза в последнее десятилетие был моим любимым плитным фундаментом. Хотя с системой есть несколько проблем, при правильной сборке я еще не видел ни одной ошибки. Худшее, что я видел, — случайные трещины в бетоне. Самым большим преимуществом является снижение стоимости по сравнению с другими системами фундамента. Доступность в новом строительстве за последние пару лет была проблемой, экономия средств при предоставлении надежного конечного продукта может сделать эту систему хорошим выбором. Отличный ресурс для получения дополнительной информации о системах FPSF можно найти в пересмотренном Руководстве строителя по мелководным фундаментам с защитой от мороза (homeinnovation.
com).
Высокопроизводительная плотная плита — Высококачественное домостроение
Руководства по проектам изысканного домостроения
Изоляция
How-To
Этот универсальный мелкозаглубленный фундамент с защитой от мороза адаптируется к различным системам стен и климату.
Джош Эдмондс
Выпуск 297 — февраль/март 2021 г.
Краткое описание: Этот тип защищенного от мороза мелкозаглубленного фундамента (FPSF) использует геотермальную энергию для защиты почвы вокруг и под зданием от промерзания и вздутия. В этой статье подробно описывается сборка плота из пенополистирола, окруженного изоляционной юбкой, выходящей за пределы здания, от укладки несущих стен и противоморозной юбки до черновой механической обработки, заполнения пеной и отделки бетонные стволовые стены.
В течение многих лет моя компания строила обычные заливные бетонные фундаменты, всегда стараясь, чтобы они были ниже глубины промерзания (4 фута в нашем районе).
Но когда мы занялись высокопроизводительным строительством и изменили способ возведения стен, наша система фундамента должна была измениться. Мы начали с стен с двойными стойками около шести лет назад и смогли соединить стены с 4-футовыми стенами. морозостойкие стены и поддерживать термический разрыв между внутренней плитой и внешней морозостойкой стеной. Но поскольку мы стремились к еще более высокому уровню производительности, мы начали рассматривать внешнюю изоляцию и Ферма Ларсена сборки, требующие другого типа фундамента. Продолжая эту эволюцию, многие из наших клиентов стали запрашивать дома без подвалов.
В нашем стандартном высокоэффективном доме используется несущая стена 2×6 с обшивкой Zip System и 12-дюймовой внешней изоляцией, поддерживаемая вертикально установленными двутавровыми балками. Для оптимальной работы изоляционный слой должен быть непрерывным от стен до нижней части плиты и над зданием (отдельное обсуждение).
Фундамент мелкозаглубленный с защитой от мороза (FPSF) является эффективным способом справиться с подплитной частью этого. Этот подход существует уже много лет, и есть несколько готовых систем, которые могут хорошо работать.
Проблема, с которой мы столкнулись, заключалась в том, чтобы найти систему FPSF, которая работала бы с нашими различными настенными сборками. Нет двух клиентов, которые хотят одного и того же, поэтому нам нужна возможность варьировать уровень производительности системы фундамента вместе со стенами. Мы просмотрели все, поговорили с рядом поставщиков готовых систем. У некоторых были некоторые функции, которые мы хотели, но ни одна из них не затрагивала каждую базу. Мы можем быть придирчивыми, но мне приходится стоять лицом к лицу с нашими клиентами и отвечать на трудные вопросы, когда что-то не так. Принятие фундаментальной системы, которая не отвечает всем требованиям, не является вариантом.
Чтобы распилить блоки по длине, сначала используйте циркулярную пилу, настроенную на полную глубину, чтобы прорезать как можно глубже по всему периметру, затем закончите с помощью сабельной пилы с длинным лезвием для лесопилки или ручной пилой, используя пропилы для направления лезвия.
Это привело нас к разработке собственной системы. Мы узнали, что можем заказать пенополистирол разных размеров, толщины и плотности через наш местный центр снабжения зданий и получить его на месте примерно через неделю. После этого нужно было спроектировать простую, но эффективную систему, которую мы можем собрать на месте и настроить для различных проектов. Пять домов спустя нам нравится то, что мы придумали — и нашему экскаватору, и нашему субподрядчику по бетону, и нашим домовладельцам.
From Fine Homebuilding #297
Чтобы просмотреть всю статью, нажмите кнопку View PDF ниже.
Посмотреть PDF
Предыдущий:
Строительство пассивного дома, часть 3: суперизолированная плита
Следующий:
Пространства для сканирования, которые работают
Изоляция
Изоляция
Надежное комплексное руководство от профессионалов для создания здорового, комфортного и энергоэффективного дома
Посмотреть руководство по проекту
Просмотреть все руководства по проектам »
Станьте участником и получите неограниченный доступ к сайту, включая
Руководство по теплоизоляции.