Какую технологию возведения лучше выбрать?
Выбор технологии — вопрос предпочтений и возможностей владельца дома. Бетонная стяжка позволяет получить долговечный и прочный пол, но его ремонтопригодность будет крайне низка. Выход из строя, например, системы теплого пола, создаст серьезную проблему с очень сложным и затратным решением.
Сухая стяжка намного проще и позволяет производить ремонт без особых затрат и проблем, но этот вариант годится только для людей, не боящихся ремонтных работ.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Деревянный пол является традиционным решением, но специфика древесины как материала имеет слишком много нежелательных моментов, поэтому от этого варианта все чаще отказываются в пользу других методик.
Что с деревянным домом?
Чаще всего фундамент под деревянные дома утепляют керамзитом или пенопластом. Керамзит засыпаем в специальную опалубку, размешав его с бетоном. Плиты пенопласта можно просто приклеить к стенам фундамента, обеспечив гидроизоляцию.
Самый простой и эффективный метод утепления фундамента деревянного дома – распылить пенополиуретан. Не требуется никаких дополнительных работ и отдельной гидроизоляции. При помощи специального пистолета мы напыляем утеплитель на все поверхности. Пенополиуретан мгновенно засыхает. Он образует ровную, непроницаемую для холода и влаги поверхность.
Если пенополиуретан наносился на внешнюю сторону здания, его следует закрыть другими материалами. Утеплитель боится прямых солнечных лучей. Приклеиваем на слой пенополиуретана монтажную сетку, на которую можно наносить выравнивающую штукатурку.
Возможные варианты утепления пола по грунту
С принципом расчета определились. Но теперь нужно разобраться, а какое возможно сочетание слоев при создании пола по грунту? И какие из них имеет смысл принимать в расчет?
В качестве термоизоляционного материала в таких условиях очень часто используется керамзит. Причем, нередко он выступает в роли единственного утеплителя.
(Здесь и дальше будут показаны схемы. Сразу скажем – они даны со значительным упрощением. В частности, на них не указаны слои гидроизоляции. Не из-за того, что они неважны, просто в теплотехнических расчётах их учитывать не имеет смысла – слой слишком тонок, чтобы оказать сколь-нибудь серьезное влияние на общие утеплительные качества всего «пирога» пола.)
Утепление пола по грунту только керамзитом.
Цены на керамзит
керамзит
Идем снизу вверх.
1 – слой уплотненного грунта, на котором возводится пол. В расчет не принимается, так как именно от теплопотерь через грунт (имеющий колоссальную теплоёмкость и способный буквально «высасывать» тепло из дома при некачественном утеплении) и затевается вся термоизоляция.
2 – утрамбованный песчаный или песчано-щебеночный слой. В расчет не принимается, по той же причине, что и грунт.
3 – слой керамзита – вот эту толщину и следует рассчитать. Так как термоизоляционные качества керамзита практически втрое ниже чем, скажем, у минеральной ваты или пенополистирола, толщина этого слоя может потребоваться весьма внушительной.
4 – армированная бетонная стяжка пола. Принимать в расчет – смысла не видно, так как теплопроводность бетона весьма высока. И при толщинах стяжки всего в 50 ÷ 100 мм ее термоизоляционные качества практически не сыграют роли.
5 – финишное покрытие пола. Если применяется натуральная доска, толстая клееная фанера или ОСП, то можно учесть этот слой при проведении расчетов. Термоизоляционные качества древесины – весьма неплохие, и это позволит хоть на сколько-то уменьшить слой керамзитовой засыпки. А условия нередко бывают такие, что каждый миллиметр подъема пола – на счету.
Если же в качестве покрытия рассматриваются ламинат, линолеум, и тем более – керамическая плитка, то их вполне можно проигнорировать при расчётах. Или теплопроводность высока, или уж слишком тонкий слой, не играющий никакой роли.
Второй вариант – использование плитных утеплительных материалов. Это могут быть, например, пенополистирол различного типа, специальные марки минеральной ваты повышенной плотности, блоки пеностекла и другие утеплители.
Схему можно представить так:
Утепление пола по грунту без использования керамзита
Что здесь появилось на схеме нового:
6 – это так называемая «бетонная подготовка» — тонкий (порядка 30÷50 мм) слой тощего бетона. Удобно в том плане, что по такой поверхности проще выполнять качественную гидроизоляцию, а затем – и укладку утеплительного материала. Теплотехнических свойств – практически никаких, то есть в расчет не принимается.
7 – слой выбранного утеплительного материала. Именно его толщину и предстоит определить.
Далее, армированная стяжка и финишное покрытие – все без изменений.
Третий вариант – комплектное использование керамзита и другого, более эффективного термоизоляционного материала. Качественные утеплители частенько имеют весьма немалую стоимость, и такой подход позволяет добиться определенной экономии средств.
Для термоизоляции пола по грунту используется и керамзит, и другой, более эффективный утеплитель
По схеме здесь, наверное, пояснять ничего не нужно – все те же слои, что уже упоминались в первых двух вариантах. Для расчёта толщины более дорогого утеплителя придётся заранее прикинуть толщину керамзитовой засыпки.
Для второго и третьего вариантов может применяться и несколько измененная схема. Основное утепление под стяжкой пола не производится. А на самой стяжке уже идет крепление лаг с последующим настилом на них деревянного (фанерного и т.п.) пола. В таком варианте утеплитель (плитный, рулонный или засыпной) укладывается в пространство между лагами. Слой термоизоляции меняет свое положение, но, в принципе, на результат расчёта это не оказывает влияния.
Все, должно быть, встало по местам, и можно переходить уже непосредственно к расчету. То есть – к нашему онлайн-калькулятору. Ниже будет дано несколько пояснений по рабо» те с программой.
Расчет утеплителя пола по грунту. Утепление пенополистиролом
Утепление пола по грунту в частном доме при помощи пенополистирольных плит выполняется непосредственно на 10 см слой бетона, залитого поверх песчано-щебневой подушки. Утеплитель укладывают прямо на гидроизоляцию, уложенную поверх бетонных черновых полов двумя способами:
- В два ряда с перевязкой стыков, если применяются тонкий пенополистирол.
- В один ряд.
Рисунок 1. Утепление пенополистиролом.
Поверх утеплителя выполняют стяжку полов под дальнейшую укладку декоративного материала. Основным нюансом при монтаже является недопущение попадания цементного раствора в стыковочные швы. Поэтому гидроизоляцию укладывают поверх утеплителя. Однако в некоторых случаях так сделать не удастся, поскольку необходимо обеспечить одинаковый уровень гидроизоляции стен и полов.
Максимальная толщина утеплителя составляет 100 мм. Выпускается в листах с шириной до 60 см и длиной до 120 мм. На краях реализован замок для плотной стыковки типа гребень-паз. Уровень водопоглощения составляет до 2%/сутки.
Плиты экструдированного пенополистирола обладают большей прочностью на сжатие, в отличие от обычного. Поэтому их можно укладывать прямо на гравий без выполнения заливки бетона. Минимальное водопоглощение позволяет отказаться от применения гидроизоляции и существенно сэкономить на заливке полов. Коэффициент теплопроводности минимальный, по сравнению с другими теплоизоляционными материалами, установка которых допускается под стяжку полов. Толщина слоя может составлять всего 80 мм, которой будет вполне достаточно.
Рисунок 2. Утепление экструдированным пенополистиролом.
Минеральная вата
Утепление пола при помощи минеральной ваты
Этот волокнистый негорючий материал, наряду с общими достоинствами материалов для теплоизоляции обладает и отличными звукоизоляционными характеристиками.
Он эффективно гасит колебания от грунта на пол и с пола на стены, что особенно важно в технических и подсобных помещениях. Для теплоизоляции применяется прессованная минеральная вата (минераловатные плиты). Они прочны и не деформируются под весом строительный конструкций и давления на пол
Размеры плит из минваты – 50 х 100 сантиметров, одной упаковки достаточно для однослойного покрытия 1-4 м2 пола
Они прочны и не деформируются под весом строительный конструкций и давления на пол. Размеры плит из минваты – 50 х 100 сантиметров, одной упаковки достаточно для однослойного покрытия 1-4 м2 пола.
Перед чистовой стяжкой на плиты из минеральной ваты дополнительно укладывают 1-2 слоя влагозащитного покрытия.
Толщина утеплителя для пола первого этажа
Для уменьшения потерь тепла в отапливаемых помещениях и обеспечения требуемых температур на поверхности пола необходимо теплоизолировать перекрытие над холодным подвалом или подпольем.
Теплоизоляция перекрытия должна быть такой, чтобы температура на поверхности пола была близка к температуре внутреннего воздуха и не опускалась ниже ее более чем на 2 °С (СНиП 23-02-2003).
Расчет теплоизоляции перекрытия
Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи R0.
Чем выше сопротивление теплопередаче R0 конструкции, тем лучшими теплозащитными свойствами она обладает и тем меньше тепла через нее теряется.
Требуемая толщина утеплителя пола над холодными подпольями и подвалами вычисляется по формуле:
αут=(R0тр/r-0,17-δ/λ)·λут, (1)
где
- αут — толщина утеплителя, м
- R0тр — нормируемое сопротивление теплопередаче перекрытий, м2· °С/Вт; (см. таблица 1)
- δ — толщина плиты перекрытия (нижней обшивки перекрытия), м
- λ — коэффициент теплопроводности плиты перекрытия (подшивки потолка подвала), Вт/(м · °С)
- λут — коэффициент* теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С)
- r — коэффициент теплотехнической однородности конструкции (из железобетонных панелей с плитным утеплителем r=0,8;из деревянных элементов с плитным утеплителем r=0,9)
Для многослойных конструкций в формуле (1) δ/λ следует заменить на сумму
δ1/λ1+δ2/λ2 +… + δn/λn=Σ δi/λi,
где
δi — толщина отдельного слоя многослойной конструкции;
λi — коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя многослойной конструкции.
*λА или λБ принимается к расчету в зависимости от города строительства (см. таблица 1)
Таблица 1
| Архангельск | Б | 4,68 | 180 |
| Астрахань | А | 3,49 | 130 |
| Барнаул | А | 4,65 | 170 |
| Владивосток | Б | 4,01 | 150 |
| Волгоград | А | 3,68 | 140 |
| Воронеж | А | 3,94 | 150 |
| Екатеринбург | А | 4,59 | 170 |
| Ижевск | Б | 4,46 | 170 |
| Иркутск | А | 4,98 | 190 |
| Казань | Б | 4,34 | 170 |
| Калининград | Б | 3,54 | 130 |
| Краснодар | А | 3,11 | 110 |
| Красноярск | А | 4,75 | 180 |
| Магадан | Б | 5,41 | 210 |
| Москва | Б | 4,12 | 160 |
| Мурманск | Б | 4,77 | 180 |
| Нижний Новгород | Б | 4,23 | 160 |
| Новосибирск | А | 4,87 | 180 |
| Оренбург | А | 4,29 | 160 |
| Омск | А | 4,72 | 180 |
| Пенза | А | 4,18 | 160 |
| Пермь | Б | 4,57 | 180 |
| Петрозаводск | Б | 4,39 | 170 |
| Петропавловск-Камчатский | Б | 4,04 | 150 |
| Ростов-на-Дону | А | 3,49 | 130 |
| Самара | Б | 4,2 | 160 |
| Санкт-Петербург | Б | 4,06 | 160 |
| Саратов | А | 4,04 | 150 |
| Тверь | Б | 4,16 | 160 |
| Томск | Б | 4,92 | 190 |
| Тула | Б | 4,04 | 150 |
| Тюмень | А | 4,65 | 170 |
| Уфа | А | 4,38 | 160 |
| Хабаровск | Б | 4,68 | 180 |
| Чебоксары | Б | 4,33 | 170 |
| Челябинск | А | 4,5 | 170 |
| Чита | А | 5,32 | 200 |
| Южно-Сахалинск | Б | 4,42 | 170 |
| Якутск | А | 6,58 | 250 |
| Ярославль | Б | 4,29 | 160 |
**толщина теплоизоляции пола определялась по следующим конструктивным решениям:
железобетонная многопустотная плита перекрытия толщиной 220 мм, плитный утеплитель (экструдированный пенополистирол), армированная цементно-песчаная стяжка толщиной не менее 40 мм. Коэффициент теплотехнической однородности конструкции перекрытия с утеплителем: r=0,8. Теплопроводность плит утеплителя: λА=0,031;λБ=0,032.
Материалы и инструменты
Для водяного контура применяются металлопластиковые, полипропиленовые трубы
Для обустройства черновой и чистовой стяжек, тепло- и гидроизоляции понадобятся:
- карьерный или промытый речной песок;
- щебень или гравий с размером фракции 20–40 мм;
- теплоизолятор — экструдированный или вспененный пенополистирол;
- материал для паро- и гидроизоляции;
- армировочная сетка для чистовой стяжки;
- цемент марки от М-300;
- демпферная лента.
Для контура обогрева приобретают трубы из металлопластика, меди или сшитого полипропилена. Понадобится шкаф, куда устанавливают распределительную и регулировочную арматуру (коллектор, краны). Специальные крепёжные устройства для укладки труб ускоряют работу.
Перед началом работ подготавливают инструмент:
- бетономешалку или металлический лист для замешивания раствора вручную;
- лопаты, вёдра, затирки;
- рулетку, пузырьковый или лазерный уровень;
- дрель или перфоратор;
- направляющие для выравнивания пола — постоянные или съёмные.
Для трамбовки грунта приобретают или изготавливают специальные приспособления из дерева. Механические трамбовки с бензиновыми или электрическими двигателями можно взять напрокат.
Готовят запас воды, если на участке нет централизованного водопровода.
Расчет пола по грунту – заказать качественные услуги проектирования и расчета пола по грунту
Расчет пола по грунту – сложная задача, с которой не под силу справиться человеку без опыта работы. Процесс монтажа пола в подвале является очень сложным и имеет большое количество деталей
Если вы сталкиваетесь с вопросом создания расчета впервые, то вы не сможете обратить должное внимание на каждую деталь. Это станет причиной создания некачественной документации
Каким образом устанавливается пол по грунту?
Для того чтобы правильно монтировать пол, необходимо следовать следующим этапам:
- на грунт укладывается слой речного строительного песка;
- засыпается слой керамзита или же щебня;
- сверху устанавливается стяжка из бетона и пароизоляция;
- осуществляется укладка утеплителя, на которую устанавливается стяжка из бетона с армированием;
- укладывается подложка, после чего монтируется финишное покрытие.
Что может произойти если использовать неправильно составленный расчет пола подвала?
Часто случается, что строительные работы выполняются без документации или же с использованием расчета пола низкого качества. Это становится причиной целого ряда проблем:
- высокая стоимость строительных работ, которая обоснована отсутствием оптимизации затрат;
- неправильная укладка пола по грунту;
- невозможность завершить строительные работы из-за отсутствия средств, поскольку владелец строения рассчитывал на меньшую цену.
Расчет пола подвала не всегда совпадает с реальными затратами на строительство. Это может быть связано с возникновением непредвиденных ситуаций, требующих дополнительных вложений средств. К примеру, может быть закуплена партия некачественного материала, либо же оборудование выйдет из строя.
На каких условиях согласны сделать работу современные исполнители?
Часто случается, что владелец здания хочет обратиться к специалистам, но сомневается, что они могут предложить ему комфортные условия сотрудничества. В таком случае ему стоит узнать, что опытные специалисты могут заняться проектированием пола на следующих условиях:
- предоставление гарантий создания проекта;
- низкая цена на услуги проектирования;
- сжатые сроки работы;
- информирование клиента обо всех деталях составления расчета.
Исполнители предлагают своим клиентам комфортные условия сотрудничества и доступные расценки на работу из-за большого количества конкурентов. Поскольку специалисты не хотят терять заказчиков, они предлагают им качественное и недорогое проектирование пола по грунту.
Параметры для выполнения расчетов
Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры.
Зависят они от ряда характеристик:
- Назначения постройки и ее типа.
- Ориентировки вертикальных ограждающих конструкций относительно направленности к сторонам света.
- Географических параметров будущего дома.
- Объема здания, его этажности, площади.
- Типов и размерных данных дверных, оконных проемов.
- Вида отопления и его технических параметров.
- Количества постоянных жильцов.
- Материала вертикальных и горизонтальных оградительных конструкций.
- Перекрытия верхнего этажа.
- Оснащения горячим водоснабжением.
- Вида вентиляции.
Учитываются при расчете и другие конструктивные особенности строения. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать чрезмерному охлаждению внутри дома и снижать теплозащитные характеристики элементов.
Потери тепла вызывает и переувлажнение стен, а кроме того, это влечет за собой сырость, отрицательно влияющую на долговечность здания.
В процессе расчета, прежде всего, определяют теплотехнические данные стройматериалов, из которых изготавливаются ограждающие элементы строения. Помимо этого, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередачи и сообразность его нормативному значению.
P. S. (08.01.2021)
Время не стоит на месте… Широкому кругу инженеров стали доступны программы численного решения физических полей методом конечных элементов.
Рассмотренный в статье пример расчета теплопотерь подвала выполним в программе Agros2D, которую можно свободно скачать с официального сайта agros2d.org (с русским интерфейсом).
Исходные данные для расчета — те же:
1. Размеры подвала в плане по внутренним замерам – 9×12 м, заглубление – 2,5 м.
2. Стены и пол выполнены из железобетона толщиной 0,3 м с коэффициентом теплопроводности λ=1,7 Вт/(м·К).
3. Теплопроводность грунта λ=1,16 Вт/(м·К).
4. На границе «внутренняя поверхность подвала – воздух в подвале» коэффициент теплоотдачи α=8,7 Вт/(м2*К), температура воздуха в подвале tвр=+16 °С.
5. На границе «наружная поверхность грунта – наружный воздух» коэффициент теплоотдачи α=23 Вт/(м2*К), температура наружного воздуха tнр=-37 °С.
6. Нижняя граница грунта — ломаная изотермическая поверхность с постоянной температурой tгр=+4 °С.
7. Через боковые поверхности блока грунта и через верхние поверхности железобетонных стен тепловой поток отсутствует.
Форма нижней поверхности грунта выбрана таким образом, что глубина промерзания грунта на удалении от здания составляет ~ 2,4 м.
На скриншоте представлено стационарное температурное поле, рассчитанное в программе Agros2D.
Результаты расчета:
1. Теплопотери подвала через пол – 1,23 КВт.
2. Теплопотери подвала через стены – 4,12 КВт.
3. Общие теплопотери подвала – 5,35 КВт.
Выводы:
1. Полученный результат в 1,6 раза больше результата, полученного по зональной методике Мачинского и в 3 раза меньше результата по методике Сотникова.
2. Если в расчетной модели уменьшить глубину промерзания грунта с 2,4 м до 2,0 м, добавив на поверхность слой снега, то рассчитанные в Agros2D теплопотери будут весьма близки к результату, полученному по зональной методике.
Подбираем тип трубопрокатов и производим их укладывание
Перед проектированием тёплого пола следует определиться с материалом трубопрокатных изделий. Допускаются изделия из металлопластика, полиэтилена, оцинкованные или медные. Самые популярные модели — металлопластик и полимер.
Качество сооружения зависит от прочности материала и целостности контура. Не допускается укладывание труб на поверхность, которая имеет уклоны и неровности больше 5 мм.
Монтаж, пропорции и шаг петли
Монтаж тёплого пола по грунту нужно производить по предварительно подготовленному плану укладки. Если помещение не прямоугольное, то надо составлять схему из отдельных прямоугольников, со своим витком петли.
В каждом участке, с учётом предназначения зоны и желаемого уровня нагрева, контур может располагаться по типу змейки или улитки.
При проведении работ нужно соблюдать некоторые правила:
- Для недопущения перегрева конструкции, надо правильно разместить трубы по поверхности площади. Они располагаются плотнее по периметру, а в центре делается более редкий контур. Отступать от стен нужно примерно 15 см.
- Шаг между элементами отопления, не зависимо от способа укладывания, должен составлять 0,3 метра.
- В местах стыка плит и перекрытий, трубопрокатные изделия следует отделять металлической гильзой.
- Размер контура не должен превышать 100 метром, так как понизится уровень отдачи тепла.
Укладываться контур может одним из двух вариантов:
- бифилярным (спиральным) — характеризуется равномерным обогревом, процесс не сложный, так как угол изгиба 90 градусов;
- меандровым (в виде зигзага) — происходит остывание теплоносителя в период прохождения по магистрали, тем самым прогрев пола становится не равномерный.
Крепление системы осуществляется к бетонному основанию через нижний слой утеплителя дюбелями. Каждая ветка трубопровода, вне зависимости от выбранного варианта раскладки контура, должна выходить к распределительному шкафу.
Концы трубопровода подключаются к корректорному узлу при помощи опрессовки или пайки. Каждый отвод необходимо снабдить запорной арматурой, а на подающих участках установить шаровые краны. Кроме того, стоит сделать теплоизоляцию труб выходящих в помещение расположенное рядом.
Перед заливкой окончательной стяжки надо провести опрессовку. В трубах, которые будут подключаться к корректору, должен отсутствовать воздух. Для этого, воздух из них удаляется через сливные краны
Важно, чтобы воздухоотводы в этот момент были закрыты
Тестирование металлических изделий производится с использованием холодной воды, а проверка пластиковых при двойном увеличении давления в трубопроводе.
Заливка цементно-песчаной стяжки
Смесь для заливки стяжки готовится из 1 части цемента, 3 частей песка. Жидкости нужно 200 грамм на 1 кг смеси. Для повышения прочности конструкции добавляется 1 грамм полимерной фибры.
Заливки теплого пола схож с монтажом основания. Рекомендована армированная стяжка толщиной 8 см. Важный момент — эксплуатировать тёплые полы можно только через месяц, это время необходимо для затвердевания стяжки. Кроме того, лишь после этого нужно приступать к монтажу финишного покрытия.
Если грунтовые воды расположены близко к слою пирога тёплого пола нужно позаботиться об их отведении — оборудовать дренаж ниже уровня пола на 30 см.
Дно заполняется речным песком или грунтом со щебнем. Насыпается слоями по 10 см, и смачивается водой. Обычно хватает 3 слоёв, на которые нужно положить геологический текстиль.
Далее надо оборудовать фундамент из битумной мастики или другого гидроизоляционного материала, и уложить полистирольные плиты в качестве теплоизоляции. В дальнейшем схема монтажа водяного тёплого пола не отличается от стандартной укладки.
Согласно анализу специалистов, основной ошибкой при выполнении работ по монтажу тёплого пола по грунту своими рука является нарушение технологии — отсутствие компенсационных промежутков в плите, плохая утрамбованность присыпки, неправильно уложенная гидроизоляция.
Тёплый водяной пол в частном доме по грунту — это сложное сооружение, и к его монтажу надо подходить очень серьёзно. Однако, остановив свой выбор на таком варианте, вы изначально заложите условия для комфортной атмосфере в доме.
Видео инструкции
Водяные теплые полы по грунту – часть 1
Смотрите это видео на YouTube
Полы по грунту. Ошибки. #Полы #Стяжка #Бетонный
Смотрите это видео на YouTube
№4ТЕПЛЫЕ ВОДЯНЫЕ ПОЛЫ ПО ГРУНТУ СВОИМИ РУКАМИ
Смотрите это видео на YouTube
Теплотехнический расчет утепленных полов на грунте
Сопротивление теплопередаче полов распложенных не над подвалом, а на грунте, определяется приблизительно, так как перенос теплоты происходит по сложным закономерностям. Температура грунта, расположенного под полом, изменяется в сторону уменьшения от центра помещения к стенам. Следовательно, для расчёта используется разбивка поверхности пола на 4 температурные зоны. Температура в таких зонах условно считается постоянной.
Рисунок 2.1 — Пример разбивки поверхности пола на расчетные зоны без подземного залегания конструкции стен (а) и с заглублением части наружных стен (б)
Если в конструкции пола, расположенного на грунте, имеются утепляющие слои, его называют утепленным, а сопротивление теплопередаче I зоны , , определяется по формуле:
где — полное сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны, м 2 ·°С/Вт;
— сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола, ;
— сопротивление теплопередаче утепленного пола, (2.3).
Сопротивление теплопередаче неутепленного пола изменяется в зависимости от зоны . и приобретает значение 2,1, 4,3, 8,6 и 14,2 соответственно. Разбивка пола производится от стен к центру помещения. В случае если часть конструкции стены находится ниже уровня земли и соприкасается с полом расположенным по грунту, то отсчёт зон начинается по стене от уровня грунта.
Определяем требуемое общее термическое сопротивление по уравнению (2.1):
Рассчитаем величину сопротивления теплопередаче с учётом энергосбережения по формуле (2.2):
Тогда для проведения дальнейших расчётов следует взять большее значение .
Так как, термическое сопротивление теплопередаче утеплённого пола по грунту рассчитывается по формуле:
теплотехнический наружный воздух отопление
где — площади соответствующих зон, м 2 .
Так как утеплённый пол выполнен в виде сложной конструкции из нескольких слоёв, то сопротивление теплопередаче утеплённого пола рассчитывается по формуле:
Далее находим сопротивление теплопередаче для каждой рассматриваемой зоны по формуле и полное термическое сопротивление утеплённого пола по грунту по формуле (2.6):
Таким образом, условие теплотехнического расчета выполнено.
Рассчитаем коэффициент теплопередачи для данной ограждающей конструкции по (2.4):
Преимущества и недостатки
Устройство основания таким способом имеет свои плюсы и минусы. Из положительных свойств можно отметить следующее:
- Предотвратить теплопотери конструкции помогает широкий ассортимент утеплителей.
- Температура грунта, расположенного под многослойной конструкцией пола, никогда не опускается ниже нулевой отметки.
- Нагрузка распределяется на грунтовое основание – производить сложные расчеты нет необходимости.
- Отсутствие сырости и плесени.
- Получившийся черновой пол может быть облицован любым напольным материалом.
- Отличные звукоизоляционные свойства.
- Быстрый и равномерный нагрев помещения при установке внутри стяжки водяных или электрических теплоносителей.
Существуют и недостатки:
- Демонтаж конструкции в целях проведения ремонта, особенно при повреждении труб теплого пола, является процессом трудоемким и материально затратным.
- Нельзя устраивать такой пол при близком прохождении к поверхности земли грунтовых вод и рыхлой по составу почве.
- Сооружение такой конструкции относится к разряду дорогостоящих и занимающих большое количество времени и сил.
- Существенное понижение высоты комнаты.
Слои конструкции
Теплотехнический расчет утепленных полов на грунте
Сопротивление теплопередаче полов распложенных не над подвалом, а на грунте, определяется приблизительно, так как перенос теплоты происходит по сложным закономерностям. Температура грунта, расположенного под полом, изменяется в сторону уменьшения от центра помещения к стенам. Следовательно, для расчёта используется разбивка поверхности пола на 4 температурные зоны. Температура в таких зонах условно считается постоянной.
Рисунок 2.1 — Пример разбивки поверхности пола на расчетные зоны без подземного залегания конструкции стен (а) и с заглублением части наружных стен (б)
Если в конструкции пола, расположенного на грунте, имеются утепляющие слои, его называют утепленным, а сопротивление теплопередаче I зоны , , определяется по формуле:
где — полное сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны, м 2 ·°С/Вт;
— сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола, ;
— сопротивление теплопередаче утепленного пола, (2.3).
Сопротивление теплопередаче неутепленного пола изменяется в зависимости от зоны . и приобретает значение 2,1, 4,3, 8,6 и 14,2 соответственно. Разбивка пола производится от стен к центру помещения. В случае если часть конструкции стены находится ниже уровня земли и соприкасается с полом расположенным по грунту, то отсчёт зон начинается по стене от уровня грунта.
Определяем требуемое общее термическое сопротивление по уравнению (2.1):
Рассчитаем величину сопротивления теплопередаче с учётом энергосбережения по формуле (2.2):
Тогда для проведения дальнейших расчётов следует взять большее значение .
Так как, термическое сопротивление теплопередаче утеплённого пола по грунту рассчитывается по формуле:
теплотехнический наружный воздух отопление
где — площади соответствующих зон, м 2 .
Так как утеплённый пол выполнен в виде сложной конструкции из нескольких слоёв, то сопротивление теплопередаче утеплённого пола рассчитывается по формуле:
Далее находим сопротивление теплопередаче для каждой рассматриваемой зоны по формуле и полное термическое сопротивление утеплённого пола по грунту по формуле (2.6):
Таким образом, условие теплотехнического расчета выполнено.
Рассчитаем коэффициент теплопередачи для данной ограждающей конструкции по (2.4):
Пример расчета теплоизоляции фундамента
Здесь, в качестве примера, выполним расчет теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ) для дома без теплоизоляции пола на ленточном железобетонном фундаменте в г.Смоленск.
 |
| Рис.1. Схема теплоизоляции фундамента здания без теплоизоляции пола. 4 и 5 — теплоизоляция горизонтальная и вертикальная |
Нагрузка на 1 погонный метр фундаментной ленты определяется согласно СНиП 2.01.07-85. Программу — калькулятор для расчета нагрузки на фундамент можно найти, если перейти по этой ссылке.
С помощью этого калькулятора определим нагрузку на ленту фундамента и ширину подошвы фундамента.
Далее требуется определить:
- размеры вертикальной и горизонтальной теплоизоляции;
- толщину грунтовой подушки.
Исходные данные:
- В качестве теплоизолятора принимаем плиты теплоизоляции из экструдированного пенополистирола (XPS) марки 35;
- Материал для устройства грунтовой подушки и засыпки пазух котлована — щебень с плотностью р=2040 кг/м3 и модулем деформации Е=65000 кПа.
- Грунты основания представлены пылеватыми песками с плотностью р=1800 кг/м3 (18,0 кН/м3) и модулем деформации Е= 18000 кПа.
Последовательность расчета:
Шаг 1. Определение величины индекса мороза, ИМ. Указанный параметр находим для места строительства (г.Смоленск) по схематической карте ИМ (см. ниже). ИМ = 50000 градусочасов.
Шаг 2. Определение параметров вертикальной и горизонтальной теплоизоляции.
В таблице 1 индексу мороза ИМ=50000 градусочасов соответствуют следующие параметры теплоизоляции:
- толщина вертикальной теплоизоляции by=0,06 м;
- толщина горизонтальной теплоизоляции по периметру здания bh=0,061 м;
- толщина горизонтальной теплоизоляции на углах здания bc=0,075 м;
- ширина теплоизоляционной юбки Dh=0,6 м;
- длина участков возле углов здания Lc=1,5 м.
Шаг З. Расчет толщины грунтовой подушки.
Толщина грунтовой подушки для отапливаемых зданий с температурой воздуха в помещениях зимой не ниже 17 °С принимается не менее 0,2 м.
Ответ. На основе проведенного расчета окончательно принимаем:
- толщину вертикальной теплоизоляции из плит by=0,06 м;
- толщину горизонтальной теплоизоляции по периметру здания из плит bh=0,061 м;
- толщину горизонтальной изоляции на углах здания из плит bc=0,075 м;
- ширину теплоизоляционной юбки Dh=0,6 м;
- длину участков возле углов здания с усиленной теплоизоляцией Lc=1,5 м;
- толщину грунтовой подушки — 0,2 м.
При этом глубина котлована под ТФМЗ составит: 0,4 м +0,2 м = 0,6 м.
Пенопласт
Обычно этим словом называют вспененный полистирол и экструдированный полистирол (пеноплекс). По химическому составу и теплоизоляционным свойствам эти материалы практически не отличаются, однако, пеноплекс обладает намного большей прочностью на изгиб и устойчивостью к крошению, чем традиционный пенопласт. По этой причине в последнее время большинство потребителей отказывается от вспененного полистирола (пенопласта) в пользу экструдированного полистирола (пеноплекса).
Пенопласт
Преимуществом данного типа теплоизоляции является низкая цена, легкость монтажа и влагостойкость. К недостаткам же можно отнести горючесть этого материала, причем при горении полистирола выделяется большое количество ядовитых веществ.
Плиты полистирола выпускаются толщиной от 5 мм до 50 мм, на кромках плит сделана специальная фаска, чтобы при монтаже на стыках не появлялись зазоры, а следовательно и «дорожки холода».
Пенополистирол
Если требуется толщина слоя более 50 мм, то укладывается два и даже три слоя полистирола, при этом каждый новый слой укладывается со смещением относительно предыдущего, чтобы стыки плит верхнего ряда приходились на центры плит нижнего.
Схема стяжки с пенопластом
При утеплении пола, располагающегося непосредственно над грунтом слой пенопласта должен быть не менее 300 мм, для дома с деревянным полом, и 200 мм для дома с наливными бетонными полами. Вы должны уложить как минимум 4 слоя самых толстых панелей пенопласта со смещением относительно друг друга.
Если под полом находится холодный подвал, то слой пенопласта можно уменьшить на 50мм.
Для утепления полов между этажами частного дома достаточно 150 мм пенопласта для деревянных полов и 100 мм для бетонных перекрытий.
Если вы утепляете полы в многоквартирном доме, то для всех этажей, кроме первого достаточно уложить один слой пенопласта толщиной 50 мм. На первом этаже толщину можно увеличить до 80-100 мм.
| Показатель | Полиспен | Полиспен Стандарт | Полиспен 45 | Метод контроля |
| Плотность, кг/м3 | 30-38 | 30-38 | 38,1-45 | по 5,6 |
| Предел прочности при изгибе, МПа, не менее | 0,4 | 0,4 | 0,4 | по 5,8 |
| Водопоглощение за 24 часа, % по объему, не более | 0,4 | 0,4 | 0,4 | по 5,9 |
| Теплопроводность при 25+-5 град.Цельсия, Вт/м * °C, не более | 0,028 | 0,028 | 0,030 | по 5,10 |
| Токсичность, Hcl 50, г/м3 | Т2 умеренноопасные | Т2 умеренноопасные | Т2 умеренноопасные | по 5,11 |
| Группа горючести | Г-3 нормальногорючие | Г-4 сильногорючие | Г-4 сильногорючие | по 5,12 |
| Группа воспламеняемости | В-2 умеренновоспламеняемые | В-3 легковоспламеняемые | В-3 легковоспламеняемые | по 5,13 |
| Коэффициент дымообразования | Высокая дымообразующая способность | Высокая дымообразующая способность | Высокая дымообразующая способность | по 5,14 |
| Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа, не менее | 0,2 | 0,2 | 0,3 | по 5,7 |
Расчетные толщины теплоизоляции Пеноплекс
Подготовка грунта для пирога
Полы по грунту-гидроизоляция, утепление, стяжка.
Смотрите это видео на YouTube
Монтаж пола по грунту стоит начинать с обработки участка земли. Важным моментом является наличие подземных вод и глубина их пролегания, ведь от этого зависит риск подтопления фундамента. Лучше, сделать дренаж, он будет отводить воду от сооружения.
Начинать работу следует со снятия слоя земли, 30 — 35 см ниже поверхности будущего финишного пола. Делается это в обязательном порядке.
Убрав весь мусор и камни, грунт утрамбовывается и ровняется.
Затем по всему периметру насыпается песок, который также хорошо утрамбовывается, путём подливания жидкости, и выровнять при помощи уровня.
На этот слой, при отсутствии большого количества подземных вод, кладётся подстилочный материал. В противном случае он заменяется геотекстилем, который предотвратит проникновение влаги выше.
Следующим слоем засыпается щебень, он имеет невысокую степень теплопроводимости. Фракции должны быть небольшие или средние. Утрамбовывать следует тщательно, практически должен получиться монолит.
После этого, заливается слой из цементной смеси, он также служит дополнительной изоляцией. Толщина его должна быть 4 — 5 см, чтобы состав не растекался, его необходимо оградить рейками.
Выжидаем пока смесь застынет, периодически её увлажняя. Заменить данную стяжку можно альтернативным вариантом — профилированными мембранами, этот способ значительно сократит время монтажа пола.
