Утепленный мелкозаглубленный ленточный или плитный фундамент для холодных регионов

Утепление ленточного фундамента и грунта вокруг фундамента имеет две стратегические цели:
На пучинистых грунтах: утепление ленточного фундамента и прилежащего грунта с целью «отодвинуть» в сторону от фундамента промерзание грунта, уменьшить глубину промерзания грунта и сократить тем самым величину зимнего подъема уровня грунта.
На непучинистых грунтах: уменьшить теплопотери отапливаемого дома через фундамент в холодный период года.
Заложение ленточного фундамента на глубину менее глубины сезонного промерзания грунтов возможно только при проведении "специальных теплотехнических мероприятия, исключающие промерзание грунтов" пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83, пункт 12.2.5 СП 50-101-2004. В территориальных строительных нормах ТСН МФ-97 Московской области указывается, что при проектировании и устройстве мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных зданий рекомендуется “применение утеплителей, укладываемых под отмостку” с обязательной защитой их гидроизоляцией.
Рекомендации по утеплению фундамента и грунта имеют ограничения: стандарты утепления не распространяется на строительство на вечномерзлых грунтах и в районах со средней годовой температурой наружного воздуха (СГТВ) ниже 0 °С или с величиной индекса мороза (ИМ) более 90000 градусо-часов. Например, описываемые ниже меры по утеплению грунтов и фундаментов могут применяться в Мурманске (СГТВ= +0,6°С) или Иркутске (СГТВ= +0,9°С), но не могут использоваться в Сургуте, Туре, Ухте, Воркуте, Ханты-Мансийске, Магадане, Вилюйске, Норильске, Якутске или Верхоянске (СГТВ
Морозное пучение – подъем уровня грунта в результате расширения замерзающей в толще грунта воды может иметь место только при сложении трех обязательных условий:
В грунте должен быть постоянный источник воды
Грунт должен быть достаточно мелкозернистым, чтобы смачиваться и удерживать воду.
Грунт имел возможность промерзать.
При замораживании водонасыщенного грунта в нем образуются линзы льда на границе раздела температур, и выше от него к промерзающей поверхности. При замерзании вода расширяется примерно на 9%. Сила давления поднимающейся при замерзании почвы может варьироваться от 0,2 кгс/см 2 для песчаных грунтов до 3 кгс/см 2 , что вполне может уравновесить или превысить нагрузку от здания и вызвать деформацию ленточного фундамента. Ил (органический или неорганический грунт с особо мелкими частицами) способен расширяться при замерзании и при отсутствии постоянного притока воды (высокого уровня грунтовых вод). Величина морозного подъема илистых почв может составлять до 20% от толщины промерзшего слоя. Неотапливаемые подвалы и подполы подвергаются высокому риску разрушения вследствие подъема грунтов, сопряженного с примораживанием грунта к поверхностям стен подвалов и подполов. Вследствие примораживания образуется достаточно широкий слой плотной связи между грунтом и материалом стен.
При морозном подъеме грунт способен разорвать непорочную кладку кирпича или фундаментных блоков. Поэтому на пучинистых грунтах, во-первых, рекомендуется устраивать монолитные заглубленные конструкции, а во-вторых, изолировать стеновой материал от промораживаемых пучинистых грунтов дренажным грунтом, дренажной пристеночной гидроизоляцией, утеплителем или слоем скольжения из пленочных материалов. Также наружное утепление подземных стен подвалов играет важную роль в предупреждении образования конденсата на внутренних поверхностях стен, и как следствия, образования плесени.
Вертикальное утепление наружных поверхностей фундамента 5 см слоем экструдированного пенополистирола приводит к сокращению теплопотерь здания через грунт примерно на 20%. Хотя горизонтальное подземное утепление основания фундамента и прилежащего грунта незначительно влияют на теплопотери здания, и потому может быть расценено как малоэффективное с точки зрения энергосбережения, такой вид утепления играет значительную роль в предупреждении промерзания подлежащих под фундаментом грунтов.
Методика утепления фундаментов на пучинистых грунтах
Схемы утепления фундаментов зданий отличаются в зависимости от режима их эксплуатации (отопления в холодное время года).
Для отапливаемых в холодное время года зданий (зданий в которых поддерживается круглогодично температура не ниже +17°С) схема утепления сочетает наружное вертикальное и горизонтальное утепление фундамента с предупреждением образования мостиков холода и отсутствием утепления полов по грунту. Неизолированные от грунта плавющие полы позволяют, с одной стороны лучше прогревать грунт под зданием, предупреждая его промерзание, а с другой стороны позволяют пользоваться накопленным теплом в массе грунтовой подсыпки и получать 1-2 «даровых» градуса геотепла.
Пояс горизонтального утепления на углах здания (из-за больших теплопотерь по сравнению со срединной частью фундамента) должен быть либо большей ширины, либо, что практичней при строительстве – большей толщины.
Ширина и толщина широко распространенного отечественного утеплителя Пеноплекс для утепления грунта и фундамента определяется по таблицам, приведенным в стандарте организации СТО 36554501-012-2008, исходя из индекса мороза (ИМ), характеризующего количество дней на данной территории с отрицательной температурой и величину отрицательных температур в градусо-днях.
Схема утепления постоянно отапливаемого в холодный период здания без теплоизоляции плавающего пола от подлежащего грунта
Параметры утеплителя ЭППС для постоянно отапливаемых зданий
без теплоизоляции пола на пучинистых грунтах ( по Таблице №2 СТО 36554501-012-2008 )
Расчетные параметры плит ЭППС (Пеноплекс) для постоянно отапливаемых зданий без теплоизоляции пола
ИМ, град.-ч
толщина вертикальной теплоизоляции, достаточная (обусловленная толщиной материала ) см
Горизонтальная теплоизоляция вдоль стен
Горизонтальная теплоизоляция на углах
ширина, м
Толщина вертикальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала ), см
длина утолщенных участков по углам здания, м
толщина горизонтальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала ), см
20000
2,8 (3)
0,0
0,0
6
0,0
30000
3,9 (4)
0,3
0,9 (2)
0,0
2,5 (3)
40000
4,8 (5)
0,3
4,0
1,2
5,3 (6)
50000
6,0
0,6
6,1 (8)
1,2
7,5 (8)
60000
7,4 (8)
0,9
7,6 (8)
1,5
9,2 (10)
70000
8,6 (10)
1,2
9,1 (10)
2,0
10,7 (12)
80000
10,2 (12)
1,5
10,5 (12)
2,5
12,1 (13)
90000
11,6 (12)
1,8
11,9 (12)
3,0
13,5 (14)
Схема климатических зон европейской части России разделенных по Индексу Мороза (ИМ)