Открытое акционерное общество

"Уральский научно-исследовательский институт

   архитектуры и строительства"

Доверяйте профессионалам!

тел.: +7 (343) 374-48-50

факс: +7 (343) 378-89-20

e-mail: as-a-uralniias@nlmk.com

Статьи

Что такое теплоизолированный фундамент?

В последнее время (80-е годы ХХ века) в странах с холодными территориями – Скандинавии, Канаде и севере США (90-е годы ХХ века) теплоизолированный фундамент представляется как крупное научное и практическое достижение в области строительства.

В №5 журнала «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века» за 2007 год имеется статья нач. технического отдела ООО «Пеноплэкс СПб», к.т.н. А.И. Бек-Булатова. В статье автор говорит, что одним из направлений деятельности компании «Пеноплэкс СПб» является разработка и внедрение в России новых технологий, использующих сравнительно новый для нашей страны материал – плиты из экструдированного пенополистирола и изделия на его основе. В частности, технология устройства морозозащищенных фундаментов мелкого заложения .

 Действительно, этот тип фундамента, включающий в свой состав теплоизоляционный материал, получил за рубежом специальное название: (МФМЗ) морозозащищенный фундамент мелкого заложения, или, в оригинале: (FPSF) frost-protected shallow foundations. Нами же была предложена более понятная и простая аббревиатура: ПТФ – поверхностный теплоизолированный фундамент.

Действительно, по такой технологии построено несколько миллионов квадратных метров индивидуального жилья, в основном 1-2-этажного. Все строительство считается экспериментальным – за домами ведутся постоянные наблюдения, главная цель которых – установить предельные ресурсы долговечности различных теплоизоляционных материалов, находящихся многие годы в земле.

Пока же никаких противопоказаний их применению не выявлено. Такой же вывод следует из 30-55-и летних наблюдений и в России - за дорогами на пенопласте, за гидротехническими сооружениями и, особенно, – за поведением пенопласта в стенах домов. Проведем небольшой экскурс по истории данного вопроса. 

Конструкция МФМЗ–ПТФ обеспечивает эффективную защиту от промерзания и от всех известных негативных проявлений морозного пучения грунтов. Следствием является резкое сокращение материалоемкости и объемов земляных работ: глубина заложения ПТФ составляет 0.5-0.8 м вместо привычных в Средней России 1.5-2.5 м, а на Севере и на Востоке – до 3-3.5 м (!), назначаемых по условиям промерзания грунтов. Здесь его просто не будет! Кроме того, одновременно решаются вопросы резкого сокращения теплопотерь – это, несомненно, огромный резерв экономии тепловой энергии при эксплуатации дома. 

Опасность промерзания грунтов можно иллюстрировать следующим. В процессе промерзания в большинстве грунтов происходит рост кристаллов льда за счет поступления (миграции) воды из незамерзших слоев или от воды, накопившейся вокруг фундамента в предзимний период и др. Силы пучения настолько велики, что могут поднять даже нагруженный фундамент, если он не заглублен ниже границы промерзания. В результате поверхность грунта поднимается от 2-3, иногда до 10-15 см, часто вместе с домом. Однако если дом отапливается, никаких негативных проявлений пучения не видно.

Но посмотрим на дом, даже каменный, который долгое время стоял бесхозно. Какое-то время дом стоит хорошо, сопротивляясь воздействиям. Но постепенно его раскачивают силы пучения грунта, температурные колебания воздуха, дожди, снега... И он начинает трещать, постепенно наклоняются стены, сдвигаются  балки  перекрытий, стропила и проч. Так дом, в конце концов, приходит в негодность.

Об эффективности МФМЗ-ПТФ можно судить по ставшей уже крылатой фразе крупного американского строителя К.Р. Кендалла, который после изучения опыта строительства и эксплуатации зданий заявил: «Автор и его сотрудники теперь убеждены, что никогда не вернутся к фундаментам глубокого заложения, перетаскиванию бетонных блоков, засыпке и трамбовке гор земли»

ПТФ представляет собой обычный фундамент, под подошвой которого (и на некотором расстоянии от него) укладываются слой теплоизоляционного материала (экструдированного пенополистирола), который может воспринимать нагрузки от сооружения и одновременно – предотвращать промерзание грунта ниже подошвы. ПТФ будут эффективны и в случае свайных фундаментов: под свайным ростверком также не должно быть мерзлого грунта.

Эта конструкция в 1999 году защищена патентом России (В.В. Лушников и  Ю.Р. Оржеховский). Одна из первых публикаций по данной теме также появилась ещё в 1999 году.  Отличие его от зарубежных аналогов (МФМЗ) состоит в том, что пенополистирол выполняет не только теплозащитные, но еще и опорные функции, т.е. воспринимает нагрузки от строения. По-видимому, ранее всем мешал сложившийся стереотип мышления: «Логично ли, что под прочным материалом (бетон, камень) с расчетным сопротивлением 50-100 кгс/см2 укладывается малопрочный материал с прочностью всего 3-4 кгс/см2?».   

Действительно, если считать теплоизоляцию продолжением фундамента, то такое недоумение имеет основания. Но ведь сам фундамент, будучи достаточно прочным, испокон веков опирали на грунт, прочность которого в 10, а то и в 100 раз меньше! И ни у кого никогда это не вызывало недоумения. Если же посчитать теплоизоляцию не продолжением фундамента, а «началом» грунта, то такое мнение коренным образом меняется. Прочность пенополистирола, как правило, более высокая, чем у большинства грунтов. Он не более сжимаем, чем грунт, а долговечность его ничуть не меньше, чем у более прочных материалов.

   Другая конструкция, также защищенная патентом России в 2004 году (В.В. Лушников, Ю.Р. Оржеховский и В.В. Веселов) решает защиту от промерзания по-другому, без выполнения опорных функций. Теплотехнические расчеты показывают, что промерзание грунта можно исключить изоляцией фундамента с обеих его граней сверху (и с боков), укладкой изоляции под отмостку, под пол, в обратную засыпку... Если же дом строится без перехода через зиму, внутреннюю изоляцию можно существенно уменьшить или даже полностью исключить. Из соображений здравого смысла ясно (это же следует из тех же теплотехнических расчетов), что ПТФ нельзя делать зимой или ранней весной – тогда под фундаментом на несколько лет сохранится мерзлота.  

Экструдированные пенополистиролы сейчас можно найти достаточно легко. Например, в Екатеринбурге работают дилеры нескольких отечественных и зарубежных фирм, выпускающих такие материалы («Пеноплэкс», «Dow Chemical Company» и др.). В 2005 году в Екатеринбурге появился крупный производитель экструзионного полистирола – завод «ЭКСТРОЛ». Пенополистиролы имеют высокую био-, водо-, морозостойкость, поскольку изготавливается с соответствующими (ноу-хау) добавками и имеют закрытые поры, исключающие накопление воды. Единственная опасность для материала – ультрафиолетовое излучение, но пенопласт легко защитить пленкой, листом асбофанеры и др.

В отличие от утверждений авторов статьи, материалом для теплоизоляции фундамента может быть любой из известных ныне теплоизоляционных материалов. Но к такому материалу должны предъявляться определенные требования, он должен долгое время работать в грунтовых (часто обводненных) условиях без потери своих теплоизоляционных и прочностных свойств.   

Так реализуется идея теплоизолированного фундамента. Заканчивая краткое пояснение конструкций МФМЗ-ПТФ и эффективности самой идеи, хотелось бы отметить, что фактически это старая идея «российского» поверхностного фундамента, но претворяемая в жизнь с применением новых материалов, решений старых и новых задач теплофизики. Поверхностные фундаменты были известны давно: все знают малозаглубленный деревянный фундамент на неглубоких столбах (стульях) с деревянной забиркой бревнами по верху. Такие фундаменты делали на Руси повсюду, начиная с «теплого» Запада страны и кончая суровым Востоком. Почти каждый такой фундамент окружали завалинкой – ограждением из досок вокруг дома, с засыпкой пространства внутри опилками, шлаком и др. Эта завалинка и служила теплоизоляцией боковой поверхности фундаментов, уменьшая промерзание возле дома и, естественно, – потери тепла. Кроме того, почти во всех старых (хорошо сделанных) домах полы были двойные. Нижний, черновой ряд, устраивали по низу лаг, а над ним по слою глиняной смазки насыпали утеплитель – те же опилки, шлак, стружки. А уже по верху делали чистый пол. Двойной пол и был предназначен для уменьшения теплопотерь из дома: не надо десятилетиями, пока существует дом, обогревать землю, что неизбежно происходит в домах без такой изоляции.

Таким образом, новизна МФМЗ-ПТФ – фактически только в материалах для изоляции (экструзионный пенопласт вместо опилок), в правильной (научно обоснованной) их расстановке.

Также можно даже утверждать, что механический перенос решений массивных фундаментов, «устоявшихся» в многоэтажном строительстве (ниже глубины промерзания), на малоэтажное жилье, является, в некотором роде, неправильным, нерациональным шагом – они, все равно, не есть панацея от всех бед, связанных с промерзанием. Скорее всего, их нужно рассматривать как дань капитальности, обстоятельности строению – подобно тому, что представляет, например, дорогой автомобиль по сравнению с массовой моделью. Одновременно это и уход с исторически правильного пути применения малозаглубленных фундаментов в наших суровых климатических условиях. Для малоэтажного жилья разумнее было развивать идеи малозаглубленных поверхностных фундаментов, в сооружении которых был накоплен огромный (исторический) опыт.

Но, к сожалению, традиции (и секреты) сооружения такого фундамента были постепенно забыты. Например, о том, что завалинку нужно делать по всему периметру дома, а не только с лицевой его части, для показа людям… Поэтому деревенские дома постепенно с годами кренило в ту или другую сторону – в зависимости от того, где больше промерзало. Если посмотреть на деревенскую улицу со старыми домами, можно заметить, что дома, как правило, все клонятся в одну сторону, обычно – в сторону улицы.

Основная цель этой статьи – пропаганда теплоизолированного фундамента для массового строительства. И, конечно же, притягательность идеи создается рекламой, подкрепленной, кроме всего прочего, – патентным правом!   

____________________________________________________________________________

В.В. Веселов, кандидат технических наук, начальник отдела № 13

 ОАО «Уральский научно-исследовательский институт архитектуры и строительства»

 


Страница: 1 2 3 4 5

Что такое теплоизолированный фундамент?

Основная цель этой статьи – пропаганда теплоизолированного фундамента для массового строительства. И, конечно же, притягательность идеи создается рекламой, подкрепленной, кроме всего прочего, – патентным правом!

Строим на века? Актуальные проблемы строительства

Долговечность зданий и сооружений во многом зависит от прочности их оснований. Отсутствие детальной инженерно-геологической информации на базе которой ведется проектирование и строительство, недооценка отдельных факторов, появление дополнительных негативных явлений в процессе эксплуатации, например, проходки горных выработок метрополитенов, подтопления, часто ведет к деформациям зданий и даже аварийным ситуациям. Ниже рассмотрены характерные примеры и некоторые пути решения затронутых проблем.

Укрепление грунтов с низкой несущей способностью

Актуальность укрепления грунтов с низкой несущей способностью неуклонно растет в связи с сокращением площадей с благоприятными инженерно-геологическими условиями и вынужденным освоением под строительство того, что осталось. Такая тенденция характерна почти для всех развивающихся городов.

Железобетонные колонны каркасных зданий повышенной этажности

Дальнейшее развитие технического прогресса в области строительства каркасных многоэтажных зданий требует повышения несущей способности сборных железобетонных колонн, работающих на сжатие с малым эксцентриситетом. При возведении зданий высотой 20 и более этажей усилия в колоннах достигают 10000-12000 кН.

Универсальная архитектурно-строительная система многоэтажных зданий АРКОС 1

Производством материалов для строительства недорогого жилья традиционно занимаются заводы ЖБИ. Однако, в настоящее время некоторые серии, выпускаемые заводами, устарели в техническом и моральном плане. Альтернативой модернизации производства могут стать новые проектные решения, соответствующие современным требованиям и значительно улучшающие качество выпускаемой продукции.

Страница: 1 2 3 4 5


 

© 2017 ОАО
«Уральский
научно-исследовательский
институт архитектуры и
строительства»

Контакты

тел.: +7 (343) 374-48-50

факс: +7 (343) 378-89-20

Коммерческий отдел:
+7 (343) 365-47-18

e-mail:as-a-uralniias@nlmk.com

620137, Екатеринбург, а/я 330,
ул.Блюхера, 26   [схема прое зда]

www.uralnias.ru