УФФ утепленный финский фундамент — что это такое, обзор технологии устройства
Каркасные конструкции на малозаглубленных ленточных фундаментах (МЗЛФ) являются сегодня одним из самых перспективных направлений развития малоэтажного строительства. Значительное снижение веса одно- или двухэтажного дома позволяет применять эффективные инженерные решения, характеризующиеся небольшой трудоемкостью. Утепленный финский фундамент (УФФ) появился в отечественной практике 8 — 10 лет назад. Распространенная в скандинавских странах технология была воспринята поначалу с недоверием. Любые инновации, связанные со снижением объема работ, сталкиваются с неприятием значительной части строительного сообщества. Но за несколько лет здания, построенные с применением технологии УФФ, хорошо зарекомендовали себя в плане энергосбережения и комфорта. При этом не было замечено никаких проблем с прочностью и жесткостью несущих конструкций.
Что такое УФФ?
Термин стал известным благодаря строительным форумам, но официальным не является. В соответствии с категориями СНиП речь идет о сочетании МЗЛФ и пола по грунту, при устройстве которых применена внешняя теплоизоляция.
Набирающая популярность в РФ схема фундамента от финской строительной компании Omatalo предусматривает:
- Мелкозаглубленный ленточный фкндамент, состоящий из бетонной подошвы сечением 600×200 и фундаментных блоков толщиной 200 мм, составляющих цоколь необходимой высоты. Обязательна тщательная трамбовка грунта обратной засыпки.
- Армированную цементно-песчаную стяжку толщиной 80 мм, отлитую поверх 150-миллиметрового слоя экструдированного пенополистирола (ЭППС). Перед заливкой укладывается разводка труб водяного теплого пола. Изоляционные плиты покоятся на мелкофракционном противокапиллярном щебне. Под щебнем расположена песчаная засыпка.
- Конструктивное разделение цоколя и плиты пола слоем ЭППС. Плита толщиной 50 — 70 мм примыкает к внутренней стороне цоколя и расположена на всю его высоту, упираясь снизу в подушку фундамента.
- Обустройство утепленной подмостки с помощью 120-миллиметровых плит ЭППС, установленных по внешнему периметру цоколя на глубине верха фундаментной подушки.
Принципиальная схема устройства УФФ — утеплённого финского фундамента
Застройщики варьируют эту схему, изменяя толщины слоев, теплоизоляционные материалы и некоторые другие компоненты. Например, вместо ЭППС под стяжкой могут быть установлены плиты ПСБ-С (наиболее прочные сорта пенопласта), а при устройстве теплого пола в некоторых случаях предпочтение отдается электрическим системам. В климатических зонах с индексом мороза более 70 000 цоколь предпочитают отливать в несъемную опалубку из экструдированного полистирола. Общим же для всех модификаций уфф остается соблюдение трех принципов:
- МЗЛФ располагается в траншее с утрамбованным грунтом обратной засыпки;
- теплоизоляционные слои расположены под стяжкой пола, а также между цоколем и стяжкой;
- обязателен монтаж утепленной подмостки с примыканием к подошве фундаментной ленты.
В европейской и североамериканской практике эта схема не выделяется в особую категорию, но входит в группу противоморозных или утепленных МЗЛФ. В основном, встречаются два термина:
- Frost Protected Shallow footing/foundations (FPSF) и
- Insulated Shallow footing.
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
[blockquote_gray»]Особенности технологии устройства УШП и отличия от УФФ, узнайте в этом подробном материале по ссылке[/blockquote_gray]
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.
Технология устройства УФФ
Рассмотрим пошагово комплекс работ, исходя из оптимизации (уменьшения) времени на их выполнение.
- Выполняется определение места постройки на участке (если это не было определено индивидуальным проектом дома). Учитываются все естественные преграды, наружные коммуникации, границы участка, подъездные пути и проч.
- Разметка котлована обносками (колышками с прикрепленными на них планками) производится с учетом запаса (0,3 — 0,5 м) относительно наружного периметра утепляемой отмостки.
- Полностью удаляется плодородный слой.
- Под несущими стенами роется траншея согласно глубине залегания подушки и необходимой высоте слоя подсыпки.
Плодородный слой снимается и в траншею под несущие стены укладывается песок и щебень слоями по 20 см
Опалубка и гидроизоляция утеплённого финского фундамента. Хорошо видно армирование и гидроизоляция.
Выполнена обратная засыпка. Вдоль внутренней поверхности ленты хорошо виден установленный предварительно утеплитель. Как вариант, часто используют пенопласт.
Смонтированная система утеплённого пола в конструкции УФФ
Поверхность УФФ плиты после заливки бетоном
Заключение
Самым впечатляющим результатом устройства фундамента с теплоизоляцией по данной схеме можно считать двойную выгоду от выполнения одной манипуляции. А именно: утепляющий слой, с одной стороны, является преградой на пути тепла из помещения в землю, с другой — аккумулирует восходящее от недр геотермальное тепло, предохраняя бетон и грунт от промерзания.
Вторым важным бонусом технологии является сравнительная простота и известность всех приемов работы для подавляющего большинства отечественных строительных бригад.
Видео в тему: процесс устройства финского фундамента УФФ
Источник
Фундамент УФФ
На сегодняшний день самыми высокотехнологичными, надежными и энергосберегающими решениями для малоэтажного частного домостроения являются два типа фундаментов. Это УШП (утепленная шведская плита) и УФФ (утепленный финский фундамент). Оба эти фундамента на первый взгляд представляют из себя достаточно сложные инженерные сооружения. А кроме непосредственных функций, возложенных на фундамент, сочетают в себе также функции по обеспечению энергосбережения дома и энергоэффективности системы отопления.
Постоянное увеличение цен на энергоресурсы вынуждают домовладельцев и тех, кто только планирует стройку озаботиться сокращением энергопотерь финского дома. Если со стенами, крышей и окнами все понятно, как в технологическом плане, так и в практическом, то с фундаментами все не столь прозрачно. Конструкция фундамента должна соответствовать не только характеристикам грунта и весу здания со всеми нормативными нагрузками, но кроме этого в современном энергоэффективном доме фундамент должен соответствовать нормам по теплопотерям.
В данной статье подробно разобрано устройство фундамента УФФ с фотографиями, чертежами, а также видео с наших площадок.
Основные элементы фундамента УФФ:
Данный вид фундамента, по сути, является разновидностью полов по грунту. Это классический тип фундамента, который применялся еще в прошлом веке, когда полом служила непосредственно земля. Зачастую даже сейчас в России сохранилось много строений, где лаги пола лежат практически на грунте, как правило это деревенские старые дома, с фундаментами из булыжников и организацией завалинки для утепления цокольной части. Принципиально схема пошла еще с тех времен, но технологии и материалы внесли, свою лепту в становление этого типа фундамента.
С развитием современных материалов и технологий монтажа этот фундамент все чаще применяться в частном домостроении, а в Финляндии это наиболее широко применяемый тип монолитного фундамента в виду его высоких энергосберегающих характеристик.
Схема фундамента УФФ
Можно сказать, что данный фундамент состоит из двух частей. Мелко заглубленный ленточный фундамент, на котором возводятся несущие стены, и независимо от цокольной части фундамента делается утепленная стяжка, которая монтируется по утрамбованной обратной засыпке песком или гравием, обратная засыпка при этом является опалубкой для самой ЖБ стяжки. В стяжку укладываются трубы для теплого пола, и, по сути, стяжка будет являться огромным (вся жилая площадь дома) низкотемпературным отопительным элементом (об этом чуть ниже)
Утепленный финский фундамент — это мелкозаглубленный фундамент, что, к сожалению, не исключает достаточно объёмную работу с грунтом. Устройство УФФ начинается с выборки (как минимум) плодородного слоя под всей частью фундамента. Если под плодородным слоем нижележащий грунт является слабонесущим, то выбирается и он, как минимум слоем 300мм с дальнейшей заменой на гравий или песок. (Еще раз, не забываем про геологию, без нее никак!). Дно котлована застилается геотекстилем и делается разуклонка в 1гр. Также на данном этапе проводится подготовка дренажной системы фундамента, планируется ввод закладных (вода, электричество итд). Под подошву иногда делается дополнительное углубление, чтобы сократить объем обратной засыпки и в целом для уменьшения объема выбираемого грунта. Также при наличии уклона в пятне застройки котлован планируется до ровной площадки. Кроме этого, в зависимости от проекта, уклона, характеристик участка в целом потребуется выборка грунта и под устройство утепленной отмостки, дренажа и ливневой канализации. Как правило, котлован под УФФ готовится с габаритами, превышающими габариты цокольной части на 1,2-1,5м.
Подошва для фундамента УФФ — это ЖБ лента сечением (как правило) 600мм на 200мм. Но окончательный расчет необходимо делать на основании анализа геологии и по сбору нагрузок от дома. Эта часть фундамента будет непосредственно передавать нагрузки от дома на грунт. Расчету толщины и ширины этого подошвы стоит уделить внимание. Для устройства подошвы выбирается бетон марки не менее М350 П4. Что интересно, при устройстве цокольной части фундамента из КББ блоков (керамзитобетонные блоки), они же и выполняют роль опалубки. Это позволяет значительно ускорить и упростить подготовительный процесс к укладке бетонной смеси. Главная задача — хорошо обсыпать их песком с внешней стороны, чтобы при подаче бетона блоки не разъехались.
Как и говорили в п.2., цокольная часть может быть выполнена из КББ. Это достаточно распространенное решение как в Финляндии, так и в России. Последнее время достаточно часто цокольную часть фундамента выполняют и в виде классической ЖБ ленты.
КББ являются более энергосберегающем материалом, хотя и более трудоемким в работе. С другой стороны, цокольная часть фундамента, будь то КББ или монолитная ЖБ лента утепляется экструзионным пенополистиролом, который обеспечивает высокую степень утепления. В виду этого тепловые характеристики непосредственно самого цоколя уже не выходят на первый план. На данный момент мы применяем оба решения и КББ, и ЖБ ленту. КББ кладка нуждается в дополнительном армировании, для этого используются специальные блоки с пазами под арматуру. Дополнительным удобством использования КББ является экономия на материале опалубки и отсутствии бетонных работ и экономия в плане использования бетононасоса. Несущие внешние стены дома ставятся на цокольную часть фундамента.
Важная составляющая утепленного финского фундамента — обратная засыпка внутренней части фундамента песком. Песок будет являться основой для будущего пола. Качество проведения данных работ будет напрямую влиять как на качество дома, так и на качество инженерных систем. Именно на данном этапе проводятся работы по монтажу канализации, вводу закладных для внешних инженерных систем, ввод воды итд.
На качество подушки влияет и процесс, и материал. Песок должен быть чистый, средней фракции, без примеси глины и мусора). Укладка и разравнивание песка должно быть в соответствии с мощностью техники которой производится уплотнение. Если виброплита весом 100кг, то песок послойно трамбуется не толще 100мм. Чем массивнее плита, тем толще можно делать слой песка для трамбовки. Перед проведением дальнейших работ по возведению УФФ необходимо проверять качество уплотнения специальным прибором. Также для проверки качества работы необходим лазерный нивелир, который позволит отследить горизонт плоскости поверхности подушки. В итоге качество уплотнения должно быть таким, чтобы при ходьбе по песку не оставалось и малейших следов от обуви. И выдержана идеальная поверхность плоскости.
В классическом исполнении теплоизоляция УФФ делается изнутри цоколя по всей высоте, слой изоляции не менее 50мм. Также необходима теплоизоляция отмостки для исключения промерзания грунта под подошвой, что позволит исключить пучение грунта в межсезонье. После обратной засыпки внутренней части фундамента и уплотнения под стяжкой укладывается слой теплоизоляции не менее 100мм. Нижний слой укладываемый на песок должен быть плотным чтобы воспринимать бытовую нагрузку и нагрузку от стяжки без деформаций (Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее 150 кПа (30-39 мм) / 200 кПа (≥40 мм), верхний слой, который укладывается непосредственно под стяжку пола может иметь более низкие характеристики, в том числе можно использовать и ППС 25 (ПСБ-С 35). Под отмостку можно укладывать утеплитель, имеющий Прочность на сжатие при 10% линейной деформации 100 кПа или более простой ввиду отсутствия высоких нагрузок. Подводя итоги:
- Утепление цоколя — Прочность на сжатие не менее 150кПа
- Утепление под стяжку (нижний слой) — Прочность на сжатие не менее 150кПа
- Утепление под стяжку (верхний слой) — Прочность на сжатие не менее 100кПа
- Утепление отмостки — Прочность на сжатие до 100кПа
Данная схема теплоизоляции очень важна для низкотемпературного теплого пола. Цель такого утепления УФФ – минимизация теплопотерь и максимальная передача энергии от пола в дом. Это позволит и экономить на отеплении, что важно если на участке нет газа и сделает температурный режим помещений очень комфортным (на уровне пола +25-27 градусов, на уровне головы 21-22 градуса).
УФФ — это комплексное инженерно-техническое решение, которое включает в себя и монтаж практически всех инженерных систем. Полностью выполняется вся канализация, монтаж трубы теплого пола и коллекторы, трассы ХВС/ГВС. Иногда закладываются трассы по электрике и отдельные ветки для внутрипольных или классических радиаторов
Проект
Монтаж инженерных систем проводится строго в соответствии с заранее сделанным проектом по утвержденной планировке, переделать канализацию уже непосредственно после монтажа стяжки задача крайне сложно выполнимая, поэтому перед началом работ по устройству УФФ необходим полностью согласованный АР проект с расстановкой мебели и техники и отдельно проект по инженерным системам на основании которого делаются все привязки. Очень часто трубу ХВС/ГВС необходимо вывести в стену толщиной 90 мм, поэтому ошибиться тут нельзя. Проект должен быть согласован и утвержден в финальной версии со всеми привязками в том числе и к конструктивному проекту дома во избежание ошибок.
Канализация.
Монтаж канализации проводится на этапе подготовки и послойной трамбовки песчаной подушки под утепленную стяжку. Вся система канализации выполняется из трубы диаметром 110мм, в том числе и для выводов под слив раковин. Труба 110мм переходит на 50мм уже после прохождения стяжки. Трасса укладывается уже в утрамбованную подушку, в которой выбираются небольшие канавы для трубы. Все работы выполняются строго в соответствии с проектом и с требованием нормативов по уклону трассы. По понятной причине переделать канализацию после устройства стяжки уже не получится, поэтому контроль на данном этапе нужен очень строгий.
Горячее и холодное водоснабжение. Радиаторы
Трубы ГВС/ХВС прокладываются в первом или во втором слое теплоизоляции под стяжкой. Данные трубы необходимо дополнительно теплоизолировать ведь теплая стяжка может «догреть» холодную воду, а холодная вода в свою очередь охладить стяжку пола. Аналогично и с ветками под отдельные высокотемпературные радиаторы, их надо теплоизолировать чтобы от котла до радиатора теплоноситель дошел с минимальными теплопотерями и всю энергию отдал именно в радиатор, а не «тратил» ее по пути через стяжку. По этой причине в стяжке укладывается только непосредственно труба теплого пола, а вышеуказанные трубы в слое теплоизоляции.
Первое что нужно учесть. Теплый водяной пол это низкотемпературная система отопления. То есть теплый пол не будет «теплым» в тактильном плане. Температура стяжки будет 26-28 гр, при этом теплоноситель от котла нагревается до температуры 30-31 гр. При таком режиме работы теплый пол ощущается как «не холодный», что можно сравнить с температурой перекрытия (пола) в многоквартирном доме. «Греть ноги» таким полом не получится, но это и не входит в его задачи.
Низкая температура теплого пола обуславливается его площадью. Вы получаете отопительный прибор площадью равной всему отапливаемому помещению.
Для примера возьмём спальню в 15м2. В классическом отоплении температура поддерживается радиатором, который имеет площадь теплосъема в среднем 2-2,5м2 и в виду этого он должен быть горячим (50-60гр), кроме этого, радиатор работает по конвекционной схеме, т.е. перемешивает холодный воздух (как правило от окна) с уже имеющимся воздухом в комнате, за счет чего и поддерживается необходимый температурный режим.
Теплый пол имеет площадь в 15м2 и соответственно для компенсации теплопотерь ему уже не нужна такая высокая температура (представьте теплый пол в 50гр – это сковородка, находится в таком помещении будет невозможно).
Стяжка теплого пола заливается из бетона (как правило М350 П4) и армируется стальной арматурной стекой с ячейкой 8*150*150мм, под внутренние несущие стены стяжка делается более толстой за счет выборки ребра в теплоизоляции (об этом ниже). Как правило толщина стяжки под ненагруженными местами составляет 100мм. Также стяжку можно делать полусухим методом уже непосредственно в готовом теплом контуре (об этом чуть ниже)
Труба теплого пола укладывается с шагом 150-200мм в зависимости от теплорасчета. Важно монтировать трубу именно на слой теплоизоляции (крепить непосредственно к пенополистиролу специальными стяжками или на дорожную сетку, которую укладывают на теплоизоляцию. Важно чтобы труба была в самом низу стяжки, это позволит равномерно прогревать поверхность пола без эффекта «полосатости» тепло-холодно.
Большим преимуществом водяного теплого пола в стяжке является его инерционность. При поломке котла радиаторы остынут моментально, а стяжка теплого пола будет достаточно долго отдавать аккумулированное тепло. Дополнительный плюс — это отсутствие конвекции, что благотворно влияет на перемешивание пыли в помещении, это важно для людей, страдающих аллергией или астмой. Ну и конечно это комфорт непосредственно отопления. Температура теплого пола будет поддерживаться на уровне в 25-26 градусов внизу (на уровне ног), а на уровне головы 21-22 градуса. Равномерно без перетока холодного воздуха от пола через радиаторы к потолку.
Температуру помещений можно регулировать отдельно, так как ветки теплого пола можно разделить по помещениям.
Эти свойства и характеристики теплого пола делают такую систему оптимальной, а зачастую идеальной особенно для домов в один этаж. Инерционность отопления является важной составляющей для деревянных и каркасных домов, т.к. стены таких зданий тепло не аккумулируют. Сочетание каркасного дома и теплого водяного дома имеет повсеместное распространение в странах северной Европы, как наиболее надежное, комфортное и экономичное отопление.
Все трубы, которые используются для теплого пола, ХВС/ГВС, радиаторов должны быть самого высокого качества. Это всегда сшитый полиэтилен ведущих производителей, PEX труба Uponor/Oventrop, трубы для канализации OSTENDORF. Надежная труба будет залогом долговечной работы всей системы. Все трассы проложены в стяжке или под ней, и имеют выходы только на коллектор и на потребитель. Внутри стяжки или теплоизоляции не может быть никаких соединений, муфт итд, только неразрывная замкнутая ветка от коллектора и к нему обратно.
Источник