Книга "Малозаглубленный ленточный фундамент" Страница 46

Утепление фундамента и грунта
Утепление фундамента и грунта вокруг фундамента имеет две стратегические цели:

• На пучинистых грунтах: утепление 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 < 0°С).
Также не требуется утепление фундаментов и грунтов с целью снижения морозного пучения и предупреждения деформации основания на непучинистых (гравелистых и крупно-песчаных) грунтах.
Теоретической основой утепления грунта и фундамента в качестве меры по уменьшению морозного пучения, является представление о физических механизмах подъема уровня грунта при промерзании.

Морозное пучение – подъем уровня грунта в результате расширения замерзающей в толще грунта воды может иметь место только при сложении трех обязательных условий:

1. В грунте должен быть постоянный источник воды
2.  Грунт должен быть достаточно мелкозернистым, чтобы смачиваться и удерживать воду.
3. 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/см2 для песчаных грунтов до 3 кгс/см2, 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 с теплоизоляцией плавающего пола от подлежащего грунта

Если постоянно отапливаемый в холодное время года дом имеет теплоизоляцию пола от подлежащего грунта, то параметры утепления рассчитываются по другой таблице:

Задача утепления грунта в неотапливаемых сооружениях (сооружения температура в которых   в холодное время года менее +5°С) сводится к снижению промерзания подлежащего под фундаментом грунта. Поэтому сам фундамент не утепляется, а утепляется лишь грунт под ним, так чтобы исключить мостики холода к подлежащему грунту через сам фундамент.  В данном случае теплопотери здания в расчет не принимаются, и увеличение толщины горизонтального пояса утепления не требуется. 
Многие дачи эксплуатируются в режиме переменного режима, когда отопление включается только во время  периодических приездов, а большее время дом стоит без отопления. В этом случае схема утепления комбинирует утепление самого фундамента для снижения теплопотерь в период отопления и утепление всего подлежащего грунта для снижения промерзания в период без отопления. Имейте в виду, что  если вы планируете поддерживать постоянно дом в режиме «незамерзания» +3 +5°С то такой дом не может классифицироваться как постоянно отапливаемый из-за недостаточной для прогревания грунта теплоотдачи.

Схема утепления неотапливаемого в холодный период здания на пучинистых грунтах

Такой дом требует утепления фундамента и грунта как дом с переменным режимом отопления.  Параметры утепления для домов с переменным режимом отопления рассчитываются также как и для неотапливаемых домов. Дополнительного утепления по углам не требуется из-за непродолжительных периодов отопления.

Схема утепления фундамента здания с переменным режимом отопления на пучинистых грунтах  *

Схема утепления грунта неотапливаемого в холодный период здания на пучинистых грунтах.

Если у отапливаемых зданий имеются холодные пристройки, например, террасы, гаражи, то горизонтальный пояс утепления охватывает все сблокированные с домом пристройки. Ее параметры на участке пристройки рассчитываются как для неотапливаемого здания.  Также требуется теплоизоляция между фундаментами неотапливаемой и отапливаемых частей здания, для предупреждения теплопотерь через мост холода. Подлежащий грунт под неотапливаемой частью здания полностью изолируется утеплителем от фундамента.