Описание и характеристики утепленных шведских плит

Плюсы и минусы конструкции

Решение о типе фундамента основывается на анализе преимуществ и недостатков.

К преимуществам УШП относятся:

• такой фундамент подходит для любого типа грунта, выдерживает строительство домов с тяжелыми стенами из кирпича или бетонных конструкций;
• интеграция теплого пола позволяет уменьшить расходы на монтаж полноценной системы отопления, а при должном утеплении строения, в зонах с умеренным климатом и вовсе отказаться от нее;
• использование изоляторов на основе пенополистирола высокой плотности предотвращает пучение глинистых, слабых грунтов и подвижку плиты.

Кроме того, конструкция этого фундамента такова, что при одинаковой прочности с обычной бетонной стяжкой, на устройство УШП требуется меньшее количество бетона, что снижает общие расходы. А после шлифовки плита сразу представляет собой черновой пол первого этажа, который не требуется дополнительно выравнивания или утепления.

Минусы

Имеются и недостатки. Во-первых, для устройства необходимо значительно детальней разрабатывать проект будущего дома. Особенно в части инженерных коммуникаций, так как после заливки плиты доступ к интегрированным трубам водоснабжения, отопления и канализации будет невозможен.

Во-вторых, относительная сложность самой конструкции требует использования более квалифицированного персонала и качественных материалов.

В-третьих, при строительстве домов на склонах, придется дополнительно потратиться на полное горизонтальное выравнивание площадки под плиту. В домах, построенных на УШП, невозможно устройство подвалов и погребов.

Плюсы УШП фундамента

Ранее, мы уже поговорили о минусах этого вида фундамента. Несмотря на некоторые недостатками, он обладает и рядом положительных особенностей.

• Возводить основание этого фундамента, можно на довольно большом количестве грунтов. Безусловно, существует ряд грунтов, на которых монтаж этого грунта не возможен, но и тут есть положительный момент. Если вы собрались строить дом с фундаментом УШП, но знаете, что на этом грунте, проводить его монтаж, ну ни как нельзя, обратитесь к специалисту и он вам подскажет, что делать. Решение есть. Для того, чтобы возводить фундамент, на тех грунтах, где этого делать нельзя, нужно просто, территорию под фундамент, засыпать средней зернистостью песка и разравнять.
• Этот утеплитель, обладает уникальными свойствами, которые предотвращают потерю тепла, а это позволяет с экономить значительную часть денежных средств, на отоплении жилого помещения.
• По большому счету, основания самого фундамента, уже является черновым полом, на который, можно без особых проблем, постелить абсолютно любое напольное покрытие.
• Для того, чтобы провести монтаж, фундамента УШП, не нужно применение тяжелой строительной техники, а подойдет и бригада до четырех человек, которая в течении двух недель проведет монтаж фундамента.

Обращая внимание на все о чем мы говорили, очень важно, как говориться, сто раз подумать перед выбором фундамента, а лучше всего обратиться к специалисту и вместе, учесть все за и против, того или иного вида фундамента

УШП своими руками

Фундаменты из теплой шведской плиты – новая технология, поэтому действующие в РФ СНиП и СП не регламентируют этапы строительства. При этом инженеры должны учитывать общие требования к конструктивным элементам и формулы расчета нагрузок.

Проектно-изыскательские работы

Перед началом проектирования необходимо собрать данные, отражающие гидрогеологические особенности участка.

Таким образом инженеры узнают:

• химические и физико-механический свойства грунта;
• степень пучения почвы;
• уровень подземных источников;
• климатические условия в регионе и т.д.

Полученные сведения служат для расчета оптимальных характеристик для конструктивных элементов основания относительно проектных условий.

Разметка и рытье котлована

Перед закладкой фундамента необходимо снять плодородный слой почвы с последующим применением для окультуривания территории. Размечают поле по контуру сооружения. Затем вырабатывают котлован на проектную глубину.

Ширина котлована должна быть больше площади основания дома. После этого делают дополнительные углубления под основными и внутренними стенами, чтобы заложить ребра жесткости для силовой конструкции. Почву на дне выравнивают и утрамбовывают.

Защита от воды и прокладка коммуникаций

На дно котлована высыпают ровный слой крупнозернистого песка. Подсыпку утрамбовывают, формируя плотный пласт высотой 10–15 см. Под песком в большинстве случаев укладывают геотекстиль, чтобы предотвратить заиливание материала в процессе эксплуатации.

Сверху песка выкладывают трубы, из которых состоит дренажная система, а также закладывают инженерные коммуникации. При этом все линии должны выводиться с запасом.

Подготовка подушки

Конструкцию засыпают ровным слоем щебня с последующей утрамбовкой. В результате должна получиться плотная поверхность в одной горизонтальной плоскости. В процессе допускается подсыпка материала и орошение водой для того, чтобы слой можно было качественно утрамбовать.

Монтаж утеплителя

Пласт утеплителя состоит из двух слоев пенопласта или пенополистирола с прокладкой из гидроизоляционного материала, в качестве которой можно использовать полимерную пленку. Толщина утеплителя – 200 мм, но в местах ребер жесткости это значение может составлять 100 мм.

Обустройство опалубки

Эксперты советуют для плитного фундамента по шведской технологии использовать несъемную опалубку, собранную из заводских заготовок экстрагированного пенопласта.

С целью экономии в частном строительстве можно устанавливать щитовую опалубку из сколоченных досок, при этом не забывая закреплять конструкцию по периметру и в углах клиньями и упорами. Высота опалубки должна превышать уровень поверхности монолитной плиты на 200 мм.

Создание армокаркаса и «теплого пола»

На дно опалубки выкладывают трубы для обогрева пола, руководствуясь такими принципами:

1. По периметру трубы выкладывают плотнее (но не чаще, чем с шагом в 100 мм), чем в центре основания, чтобы получить максимальную тепловую мощность системы.
2. Минимальное расстояние между внешними стенами и тепловым контуром должно составлять 150 мм.
3. На стыке монолитных плит трубы не выкладывают, либо помещают их в металлические гильзы длиной 300 мм.
4. Перед заливкой бетона систему отопления накачивают воздухом, чтобы исключить риск деформации материала под большими нагрузками.

Затем на систему труб для обогрева пола выкладывают силовую конструкцию из арматурных прутьев и сетки. Для изготовления каркаса используют рифленые пруты с диаметром сечения от 12 мм. Сторона готовой ячейки может быть в пределах 100–200 мм. Арматурный каркас устанавливают на пластиковые подпорки высотой 70 мм.

Заливка бетона

Для плит УШП используют бетон марок В20–В25 заводского приготовления или замешанный своими руками. Прочность раствора выбирают, исходя из проектных нагрузок. Заливка монолитной плиты происходит за один раз с помощью предварительно смонтированных рукавов.

Гидроизоляция

По технологии УШП гидроизоляция фундамента представляет собой прослойку между песчаной подушкой и утеплителем. В качестве гидроизоляционного материала в большинстве случаев используют пленку из поливинилхлорида. Закрепление слоев пленки можно проводить с помощью жидких гвоздей.

Конструкция УШП плиты

Поскольку технология пришла из Европы, отечественных СНиП для нее не существует. Однако ведущие производители теплоизоляционных материалов разработали альбомы техрешений на фундамент УШП, в которых учтены стандарты ГОСТ:

• 7076 – изделия, материалы для строительства;
• 25898 – паропроницаемость стройматериалов;
• 17177 – строительная теплоизоляция;
• 30244 – горючесть стройматериалов;
• 15588 – пенополистирол.

Проектируя шведский «пирог» основания дома, конструкторы так же учитывают СП:

• нагрузки, воздействия – СП 20.13330.2011;
• фундаменты, основания – СП 45.13330.2012, СП 22.13330.2011;
• основные положения для ж/б конструкций – СП 63.13330.2012;
• ограждающие, несущие конструкции – СП 70.13330.2012;

Теплорасчет аналогичен системам МЗЛФ для неотапливаемых зданий. Некоторые производители пенополистирола допускают ошибки в своих технических решениях для шведской плиты.

Конструкция УШП имеет вид:

Схема утепленной шведской плиты

• ребристая плита толщиной 10 см – классический «пол по грунту», толщина которого выбрана с учетом минимизации теплопотерь, обеспечения нормального прочностного запаса, ребра по периметру обеспечивают устойчивость фундамента при возможных подвижках грунта;
• контуры теплого пола – дополнительный обогрев помещений, экономящий энергоноситель для основных контуров обогрева;
• армопояс – две сетки из связанных прутков арматуры, предотвращающие растрескивание при воздействии изгибающих нагрузок;
• инженерные системы – заглубляются ниже отметки промерзания, дублируются для обеспечения максимального ресурса;
• гидроизоляция — защищает бетон от влаги, должна обладать пароизолирующими свойствами;
• утеплитель – сохраняет тепло внутри здания, аккумулирует тепло недр, предотвращая промерзание грунта под подошвой коттеджа;
• песчаная подушка – обладает дренирующими свойствами (вода не может подняться выше того слоя), полностью исключает возникновение сил пучения;
• геотекстиль – необходим исключительно на илистом грунте, предотвращает перемешивание дренирующего слоя из нерудного материала с частицами земли.

Таким образом, в плиту по умолчанию заложен утеплитель, ребра жесткости и обогрев. Укрытый этой конструкцией периметр надежно защищен от промерзания, прочность достаточна для тяжелых стен (кирпичная или блочная кладка в 2 этажа) и кровельных материалов (сланцевая, керамическая, цементно-песчаная черепица).

Кроме нижней теплоизоляции утеплитель монтируется вертикально по периметру, дублируя опалубку плитного основания, горизонтально под отмосткой здания на глубине подошвы ж/б конструкции. Трубы коммуникаций укладываются в оболочке, дублируются для всех инженерных систем, обеспечивая ремонтопригодность в процессе эксплуатации.

Кольцевой дренаж собирает грунтовые, паводковые, ливневые стоки, отводит их в подземную емкость для вторичного использования либо откачки ассенизаторскими машинами. В отличие от минеральных утеплителей, экструдированный пенополистирол сохраняет свойства даже при погружении в воду, поэтому используется в шведских плитах без вариантов замены.

Технология изготовления фундамента

Устраивается шведская плита согласно следующим этапам:

1. Сначала разрабатывается котлован мелкого заглубления. Расчет его ширины должен включать размера дома по периметру плюс немного припусков с каждой стороны. Также производятся углубления под несущие стены.
2. Котлован покрывается ровным слоем песка. В некоторых случаях целесообразен геотекстиль. Он пропускает воду, но удерживает песчаный слой. Его толщина должна быть 10-15 см.
3. Слой песка тщательно утрамбовывается. Поверх него укладывается дренаж и водопроводные, канализационные и электротехнические коммуникации. По их длине необходимо дать небольшой запас.
4. Укладывается слой гравия, который покроет трубы. Его необходимо утрамбовать так, чтобы монолитная железобетонная плита была идеально ровной. Для этого слой материала увлажняют водой.
5. Укладываются два слоя пенопласта, между которыми выстилается гидроизоляция. Можно воспользоваться полимерной плойкой. Слой утепления должен составлять 20 см.
6. Поверх пенопласта выкладываются трубы системы теплого пола. Чтобы они сохранили объем при заливке бетоном, их стоит накачать воздухом.
7. Выкладывается армирующая сетка.
8. Многослойная конструкция одномоментно заливается бетоном и сразу разравнивается.

Следуя технологии многослойного пирога, шведская плита своими руками вполне реализуема и не требует привлечения специалистов.

Правила армирования фундамента

Чтобы плита сохранила свою жесткость и форму на протяжении всего срока эксплуатации, применяется армирование. Перед началом работ необходимо произвести расчет прутьев и подготовить их к эксплуатации, а также проволоку для соединения пересечений прутьев.

Она может иметь сечение диаметром от 4 до 8 мм. Необходимо нарезать из нее куски по 20 см. Расчет количества арматуры производится исходя из правила, что расстояние между ее прутьями составляет от 20 до 40 см.

Материал не должен быть ржавым или иметь малейшие деформации в своей структуре. Для связки шведской плиты, необходимо использовать два слоя арматуры. Первый располагается на высоте 5 см от дна котлована, а второй – чуть ниже уровня опалубки.

Для связки прутьев стоит применить специальный крюк или пистолет для вязки. Если планируется возвести тяжелые стены дома, то можно использовать и сварку

Важно надежно зафиксировать углы связки. Для устройства шведской плиты лучше применить ребристые прутья с поперечным сечением

Связывают их проволокой, узлом в виде восьмерки. Чтобы утепленная шведская плита не деформировалась, необходимо постараться, чтобы связка была максимально крепкой

Важно помнить, что прутья не должны соприкасаться с грунтом, так как это может вызвать их коррозию

Как произвести расчет?

Если планируется возвести «шведскую стенку» для малогабаритного здания, то расчет параметров можно произвести самостоятельно, придерживаясь таких параметров:

Слои фундамента шведская плита

• толщина общей плиты производится железобетонной отливкой и должна оставаться в пределах 120-180 мм;
• по периметру основания необходимо оснастить ребра жесткости не меньше, чем 30×30 см. Они станут основанием под несущие стены;
• под стены дома по всему периметру возводятся внутренние ребра жесткости с шагом от 1.5 до 4 м;
• размер укрепляющих полос должен быть не меньше, чем 200×200 мм;
• ушп фундамент может иметь разную глубину. Если задумано цокольное помещение, то котлован может достигать 2 м;
• плита армируется стальным прутом диаметром 10-14 мм и ячейкой 20×20м; производится двухслойное армирование, с расстоянием между слоями более 100 мм. Нужно следить, чтобы сетка армирования полностью поглотилась бетоном.

Утепление фундамента

Технология фундамента предполагает интегрирование в него системы теплого пола. Чтобы утепленная шведская плита стала возможна, необходимо следовать следующим правилам установки греющих труб:

• устройство труб должно быть плотным, причем вдоль наружных стен необходима более высокая плотность, нежели посередине плиты;
• чтобы сбалансировать расход труб и обеспечить оптимальную теплоотдачу, расстояние между ними должно быть не менее 10 см;
• чтобы обеспечить равномерное распределение тепловых потоков, расстояние между трубами должно составлять не более 25 см; температурные перепады по полу не должны превышать 4 градусов, тогда они не будут ощущаться ногой;
• греющие трубы должны быть заложены в ушп фундамент не менее, чем в 15 см от наружных стен;
• расчет длины труб рекомендуется производить так, чтобы она не была больше, чем 100 м, потому как чрезмерная длина приводит к гидравлическим потерям.

Применение УШП

Типовая шведская плита применяется обычно при проведении строительных работ на объектах следующих категорий:

• частные дома из оцилиндрованных бревен;
• строения, возводимые на основе клееного брусового материала;
• постройки из деревянного бруса обыкновенного.

К этой же группе следует отнести строения на основе SIP-панелей и объекты, сооружаемые по каркасным технологиям.

Относительно выбора подходящего для этих конструкций места следует отметить, что применять фундамент УШП допускается почти на всех типах грунтов, включая:

• песок и супесь;
• глину и суглинок;
• насыщенные влагой почвы (так называемые слабонесущие).

В качестве исключения могут рассматриваться сильно илистые грунты и верхний (растительный) почвенный слой.

Технологию УШП без всяких ограничений допускается применять в местностях с близким расположением грунтовых вод, а также на наклонных участках с перепадом по высоте не более 25 сантиметров.

Из каких элементов состоит такое основание

Конструктивно фундамент выглядит следующим образом (разрез)

Конечно говоря о таком фундаменте, нельзя не упомянуть из каких элементов он состоит, чтобы представление о нем было полное.

1. Прежде всего, это песчаная или гравийная подушка. Она необходима для того, чтобы уберегать фундамент от различных сезонных колебаний почвы, и нивелировать такие колебания.
2. Гидроизоляционный слой. Он нужен для того, чтобы вода, которая будет просачиваться через песок, либо поверхностные грунтовые воды, не оказывали воздействие на бетон и не разрушали его. Кроме этого бетон, если он не впитывает влагу, будет долго сохранять тепло.
3. Утепление самой плиты по всему периметру. Утеплительный слой ложится снизу плиты и по ее бокам. Работая в паре с гидроизоляционным слоем, он делает бетон отличным хранителем тепла, так как сверху основания, в большинстве случаев укладываются теплые полы.
4. Дренажная и водоотводная системы. Они нужны для того, чтобы на плиту, которая будет покрыта теплоизоляцией и гидроизоляцией, не действовало большое количество воды. Профессионалы рекомендуют делать такие системы даже, если на участке, где будет строительство, подземные воды находятся глубоко, а осадков мало, и они все стекают в низины. Такая дренажная система позволит продержаться основанию на несколько десятков лет больше.

Говоря об основании ушп – утепленная шведская плита, необходимо четко понимать, что оно создано ведущими специалистами в области строительства, и взято из скандинавских стран, где климат, количество осадков, и другие особенности, которые сравнимы с нашими. Благодаря этому можно смело использовать данный фундамент для дома, и не беспокоится о его качестве и долговечности.

Потенциальные проблемы и возможности их предотвращения

Грамотный расчет толщины монолитного фундамента УШП определяет долговечность и устойчивость строения. Массивный вариант вызовет усадку, слишком тонкий станет причиной возникновения трещин и перекоса стен. В случае со сложными грунтами лучше поручить проектирование профессионалам.

Если на участке наблюдается высокий уровень грунтовых вод, при строительстве в межсезонье понадобится тщательное осушение основания. Периметр будущего фундамента окружают траншеей, посредством которой обустраивается дренаж. Усложненные условия подразумевают прокладку дренажных труб и непосредственно под плиту.

При заливке бетона для устройства УШП нужно следить, чтобы растекающийся раствор не давил на опалубку, иначе она повредится, изогнется. Обязательная профилактическая мера – установка в землю по внешнему периметру деревянных опор с шагом в 50 см из распорных брусьев.

Плиту лучше заполнять за раз, в противном случае из-за несоблюдения монолитности структуры на границе разных порций бетона могут появиться трещины. Если габариты основания подразумевают разделение процесса на несколько приемов, каждый слой должен быть строго горизонтальным.

При создании армирующего каркаса нужно покрыть металлические стержни слоем раствора минимум 3 см, иначе влага может попасть в железобетонную конструкцию и вызвать преждевременное ее разрушение. Все этапы работы требуют аккуратности и скрупулезности – это залог успеха при строительстве скандинавского плитного основания.

Сколько прослужит

Блоки УШП

По заявлению разработчиков шведской фирмы Dorocell подобные строения способны служить верой и правдой более 50 лет, такую же гарантию (иногда и больше) дают производители качественных строительных материалов на свою продукцию.

Такие сроки вполне реальны, особенно с учётом того, что возведённые в Швеции в 1978 году более 50 000 домов на таком основании до сих пор прекрасно сохранились. После тщательного изучения технологии, возможности промерзания грунта норвежцы в конце 20 века тоже построили более миллиона подобных зданий.

Поэтому при своевременном уходе такие строения способны составить серьёзную альтернативу традиционным постройкам.

Диапазон применения и особенности схемы

Каждый проект требует индивидуального расчета фундамента в зависимости от характеристики грунта, веса дома, соотношения площади постройки к длине периметра, особенностей климатической зоны и других факторов.

Если максимально обобщать, то финский фундамент рассмотренной конструкции можно рекомендовать к применению во всех климатических зонах РФ для всех категорий грунтов при ориентировочной нагрузке 1 — 3 тонны на погонный метр МЗЛФ.

Указанный диапазон нагрузок соответствует большинству проектов каркасных домов с этажностью 1 — 2 и одноэтажных коттеджей без ограничения типа их конструкции. Впрочем, адаптация УФФ под более тяжелые дома не составляет проблемы: изменение конструкции в этом случае идет путем увеличения сечений подушки и цоколя ленточного фундамента.

Типовая конструкция МЗЛФ — мелкозаглубленного ленточного фундамента

В экономическом плане схема подходит лишь к строениям без подвалов.

Среди преимуществ УФФ можно отметить:

• Изящное и простое решение противоморозной защиты
• Высокие показатели энергоэффективности, лишь незначительно уступающие схеме типа утепленной шведской плиты (УШП).
• Хорошая адаптационная способность к изменениям проектов по нагрузкам, высоте цоколя, последовательности выполнения отдельных этапов, ремонтопригодности проложенных коммуникаций.
• Возможности вести работы малыми силами и небольшими средствами, делая значительные перерывы по времени (например, можно обойтись без опалубки, а заниматься разводкой отопления и отливать плиту пола допустимо уже после монтажа крыши).
• Вариант лучше, чем УШП адаптируется к уклонам участка.
• Схему допустимо применять при высоком уровне грунтовых вод

Особенности технологии устройства УШП и отличия от УФФ, узнайте в этом подробном материале по ссылке

Недостатки (во многом, условные) фундамента данного типа связаны с недостаточной энергоэффективностью применительно к концепции «пассивного дома» и значительным объемом земляных работ. Стоимость цикла при реализации схем, близких к технологии Omatalo, составляет 100 — 120 $/м² плана постройки.

Вариант по цене дороже стандартного нулевого цикла. Однако, если учитывать утепление и разводку коммуникаций, финская схема выходит немного дешевле.

Технико-экономическое сравнение с УШП дает следующие результаты: при высоте цоколя 80 см и выше вариант дороже утепленной шведской плиты на 10% — 15%. Высота цоколя значительно влияет на расходы, так как прямо пропорционально связана с объемами доставляемых на объект засыпных материалов.

Следует отметить, что замена экструдированного пенополистирола пенопластом (при сохранении толщины теплоизолирующего слоя) не дает ощутимого удешевления проекта (итоговая сумма снижается не более, чем на 2% — 3%). Если же исходить из одинакового уровня энергоэффективности, учитывающего влагопоглощение, то утепление пола плитами ПСБ-С обходится дороже, чем с помощью ЭППС.

Конструкция плиты

УШП-фундамент как таковой – это достаточно сложная конструкция, внешне напоминающая пирог из нескольких слоев, каркасом которого является монолитная плита.

Помимо этого, в состав основания также входят следующие элементы:

• дренажный слой в виде специальной подушки из гравия и щебня;
• прокладка из особого матерчатого материала (геотекстиля), отделяющая слой дренажа от грунта;
• гидроизоляция, защищающая плиту монолита от подземных вод;
• слой теплоизоляции, укладываемый по ее центру и краям, что исключает возможность образования мостиков холода.

Слой дренажа (смотрите фото разреза УШП) одновременно выполняет функцию демпфера, компенсирующего почвенные колебания при замерзании и весеннем оттаивании грунта.

Сам каркас шведской плиты сваривается из толстых стальных заготовок, обеспечивающих монолитному фундаменту требуемую прочность и устойчивость к деформирующим нагрузкам. Все необходимые инженерные коммуникации на этапе монтажа прокладываются в полостях монолита непосредственно перед его заливкой.

Толщина бетонной плиты подбирается с учетом этажности возводимого здания и качества грунта в месте застройки. С целью увеличения жесткости под несущими стенами и опорными колоннами в ней предусмотрены специальные утолщения (ребра).

При выборе толщины УШП (в случае ее самостоятельного изготовления) специалисты советуют прибегнуть к помощи профессиональных проектировщиков, способных учесть все нюансы конструкции.

При расчете параметров обязательно учитываются состояние грунта и марка используемого раствора, а также другие характеристики, обеспечивающие требуемую надежность.

Недостаточно мощное основание может не выдержать нагрузки и расколоться под весом строения, а слишком массивное потребует больших материальных затрат. Средняя толщина такой плиты выбирается в пределах от 15 до 35 сантиметров.