Утепление плиты фундамента сверху экструзионным пенополистиролом

Особенности утепления плиты фундамента (сверху)

Плита фундамента — монолитная или сборная конструкция фундамента малого заглубления. Утепление фундамента выполняется сверху монолитной плиты аналогично конструкции полов по грунту.

Устройство теплоизоляции предотвращает утечку тепловой энергии вниз, через монолитный железобетонный фундамент. В результате тепловая энергия расходуется на обогрев помещения, обеспечивая внутри комфортный микроклимат.

Технология утепления плиты фундамента применяется в регионах со стабильными грунтами и небольшим промерзанием.

Теплоизоляция фундамента должна соответствовать необходимым требованиям. Не рекомендуется применять утеплители, которые впитывают воду. К ним относится теплоизоляция из каменной ваты и стекловата. При накоплении влаги гигроскопичные утеплители теряют технические свойства и перестают работать как теплоизоляторы.

Идеальным решением для утепления плиты фундамента является высокоэффективная теплоизоляция из экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^®. Материал способствует повышению энергоэффективности конструктивных элементов здания и сокращению затрат на отопление.

Правила расчета и проектирования

Утепленная монолитная плита фундамента проектируется на основе нормативных документов и с учетом:

• Результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий для площадки строительства;
• Климатических условий района строительства;
• Нагрузок, действующих на фундаменты.      

Техническое решение плиты фундамента с ПЕНОПЛЭКС®

Особенности монтажа

Основание под плиты ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® должно быть ровным. Допускаются локальные неровности не более 5 мм.

Поверх плитного основания свободно без крепежа укладывается теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^®. В данной системе не требуется использование клей-пены и дюбелей с тарельчатыми рондолями. Плиты укладываются в шахматном порядке и плотно стыкуются между собой благодаря Г-образной кромке, которая предотвращает прямые мостики холода и образует герметичный теплоизолированный контур.

Поверх ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® необходимо устройство распределяющего нагрузки слоя. Это может быть сухая стяжка – 2 слоя ГВЛ, ЦСП по 10 мм толщиной или полусухая – армированная цементно-песчаная стяжка от 40 мм.

В случае использования цементно-песчаной стяжки поверх плит ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^®, необходимо проклеить стыки плит фольгированным скотчем, либо использовать полиэтиленовую пленку по всей поверхности во избежание затекания бетонного молочка между плит. Также рекомендуется использовать демпферную ленту по краям стяжки, чтобы исключить образование трещин при температурном расширении.

В качестве демпфирующего слоя можно использовать ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® толщиной 20 мм.

Поверх сухой или полусухой стяжки укладывается финишное покрытие пола – паркет, ламинат, линолеум, плитка.

Преимущества ПЕНОПЛЭКС^®  при устройстве плиты фундамента

Высокоэффективная теплоизоляция из экструзионного пенополистирола обладает высокой прочностью на сжатие при 10% линейной деформации и составляет для ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® не менее 0,3 МПа (30 т/м²).

Теплоизоляционные плиты из экструзионного пенополистирола абсолютно стабильны с точки зрения геометрических размеров и физических свойств.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® обладает высокими теплозащитными характеристиками — коэффициент теплопроводности материала составляет не более 0,034 Вт/ м∙°С.

Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® — биологически стойкий материал, надежно защищает фундаментную конструкцию в течении всего срока службы от любых микроорганизмов, плесени, грибов.

Теплотехнические свойства неизменны на протяжении всего срока эксплуатации, который составляет более 50 лет.

Нужно ли утеплять фундамент дома? Разберемся в вопросе

Утеплять фундамент дома нужно. Разберем – почему нужно его утеплять и как это правильно сделать на примере конструкции фундаментной плиты («фундамент-пол»).

Приведенная ниже информация основывается на Стандарте организации СТО 465-003-2008 «Проектирование и монтаж фундаментов мелкого заложения железобетонная плита по экструдированному пенополистиролу», разработанному в соответствии с ФЗ № 184-ФЗ от 27.12.2002г. «О техническом регулировании» для зданий и сооружений высотой 1-3 этажа III класса ответственности.

Самые популярные проекты серии FH:

Проект FH-90 Windows

Общая площадь:

90 м²

Подробнее

Проект FH-114 Optimus

Общая площадь:

114 м²

Подробнее

Проект дома FH-115 Status

Общая площадь:

115 м²

Подробнее

Конструкция фундаментной плиты по экструдированному пенополистиролу (ТЕХНОНИКОЛЬ XPS, ПЕНОПЛЕКС) функционирует как фундамент и как пол по грунту. Фундаментная плита, утеплённая экструдиро­ванным пенополистиролом, значительно сохраняет тепло внутри жилого дома, т.к. потеря тепла (в грунт и окружающее пространство) через неутепленный фундамент может достигать 20% и более от общих теплопотерь. При укладке экструдированного пенополистирола под фундаментной плитой и монтаже утеплителя на торцы монолитной плиты со­здаётся надёжная и долговечная конструкция, которая отличается тем, что в ней нет мостиков холода, и которая обеспечивает использование теплоёмкости железобе­тонных конструкций.

Толщина утепления фундамента определяется по теплотех­ническому расчету в соответствии СНиП 23-02-2003 и СП 23-101-2004, но не менее 100мм. Для СПб и Москвы толщина составляет 150мм.

Как утеплить фундамент? При строительстве фундаментной плиты экструдированный пенополистирол (ТЕХНОНИКОЛЬ XPS, ПЕНОПЛЕКС) кладётся пря­мо на ровное и прочное основание и выполняет при этом функцию подбетонки. Швы между плитами экструдированного пенополистирола необходимо проклеить клейкой лентой так, чтобы ширина приклеенной части ленты с каждой стороны шва была >25мм. Укладка нескольких слоев плит экструдированного пенополистирола производится «вразбежку». Для предотвращения смещения слоёв утеплителя, крайние плиты необходимо зафиксировать опалубкой фундамента, либо деревянными кольями или нарезками арматуры. Поверх утеплителя настилают полиэтиленовую плёнку, чтобы при бетонировании раствор не проникал через стыки. Кроме этого, плёнка препятству­ет проникновению влаги из грунта. Находясь на тёплой стороне термоизоляционных плит, мембрана служит также в качестве пароизоляционного слоя, с точки зрения строительной физики такая конструкция значительно превосходит конструкцию традиционного типа.

Укладка битумной гидроизоляционной мембраны поверх термоизоляции произ­водится методом холодного склеивания. При наличии каменного основания гидроизоляционную мембрану можно размещать как под, так и над термоизоляцией, при этом оба решения являются вер­ными. Если мембрана укладывается на каменное основание в соответствии с традицион­ным способом, экструдированный пенополистирол защищает мембрану от механических повреждений в ходе строительных работ и обеспечивает надёжную поверхность для выполнения фундаментной плиты и позволяет сэкономить средства на строительство основания.

Самые популярные проекты серии FH:

Проект Windows Villa FH-90WV

Общая площадь:

90 м²

Подробнее

Проект Master Dom FH-144 c мастер-спальней

Общая площадь:

144 м²

Подробнее

Проект FH-150 Full HDom

Общая площадь:

150 м²

Подробнее

На торцы монолитной плиты наносится обмазочная битумная гидроизоляция в 2 слоя, затем с помощью тарельчатых пластиковых дюбелей производится монтаж плит экструдированного пенополистирола. Толщина определяется расчетами, но не менее 100мм. Далее поверх утеплителя крепится облицовка (облицовочный камень, клинкерная плитка, цокольные панели и т.д.)

Глубина заложения фундаментной плиты поверх экструдированного пенополистирола выбирается независимо от глубины промерзания, т.к. при комплексном строительстве предусматриваются специальные противопучинистые мероприятия (устройство дренажной системы, утепленной ж/б отмостки и т.п.), что исключает боко­вое промерзание грунтов в основании.

Правильное утепление краев перекрытий — GreenBuildingAdvisor

Изоляция периметра перекрытий или изоляция краев перекрытий — это один из элементов конструкции, которым чаще всего злоупотребляют. При правильной установке эта изоляция обеспечивает значительное повышение энергоэффективности и, что, возможно, более важно, комфорта жильцов. К сожалению, получить правильные детали этой изоляции может быть сложно. Архитекторы и инженеры изо всех сил пытаются найти более простые методы, но слишком часто детали, которые они придумывают, совершенно неэффективны.

Как не следует монтировать краевую изоляцию плиты

​

Процесс установки описанных выше деталей прост, поэтому, вероятно, они используются так часто. Они не требуют защиты изоляции или экзотических бетонных форм. Проблема в том, что они совершенно бесполезны — на чертежах легко увидеть, где будут происходить зимние потери тепла. Эти три метода не обеспечивают измеримой изоляционной способности. Когда оценщики энергии и инспекторы видят подобные приложения, они должны оценивать его так же, как плиту без изоляции вообще.

Что говорит строительный кодекс

Раздел N1102.2.10 Международного жилищного кодекса (IRC) 2018 г. и раздел C402.2.5 Международного строительного кодекса (IBC) 2018 г. содержат особые требования, регулирующие установку изоляции краев плиты. Вот что там написано:

N1102.2.10 (R402.2.10) Полы без перекрытия.

Полы из плит на уровне земли с поверхностью менее 12 дюймов (305 мм) ниже уровня земли должны быть изолированы в соответствии с таблицей N1102. 1.2. Изоляция должна проходить вниз от верхней части плиты снаружи или внутри стены фундамента. Изоляция, расположенная ниже уровня земли, должна быть увеличена на расстояние, указанное в таблице N1102.1.2, за счет любой комбинации вертикальной изоляции, изоляции, проходящей под плитой, или изоляции, выступающей за пределы здания. Изоляция, выходящая за пределы здания, должна быть защищена тротуаром или слоем грунта толщиной не менее 10 дюймов (254 мм). Верхний край изоляции между наружной стеной и краем внутренней плиты должен быть обрезан под углом 45 градусов (0,79рад) под углом от внешней стены. Изоляция краев плиты не требуется в юрисдикциях, определенных строительными властями как очень сильно зараженные термитами.

Этот язык не изменился с кодов 2006 года.

Обозначение цвета/температуры для моделей тепловой энергии

Температурный разрез

На изображении ниже показан разрез неизолированного края плиты со стеной 2×6 с изоляцией полостей R-19 и нижней плитой, установленной заподлицо с краем плиты (подробнее об этом позже). Цвета представляют разные температуры, как вы можете видеть в приведенной выше легенде. Эти изображения были получены с использованием программного обеспечения Therm, разработанного Национальной лабораторией Лоуренса Беркли. Он рассчитывает стационарную теплопередачу и результирующий температурный профиль сборки с использованием анализа методом конечных элементов.

При температуре наружного воздуха 25°F и температуре внутри помещения 70°F площадь, где нижняя плита соединяется с плитой внутри дома, составляет всего 44°F.

С первого взгляда видно, насколько важна надлежащая изоляция краев плиты. Часто ошибочно полагают, что такой прочный и толстый материал, как бетон, должен обеспечивать превосходную защиту от непогоды; не там, где речь идет о тепловом потоке. Для достижения только R-1 требуется целый фут (12 дюймов) твердого бетона. Почва только немного лучше. Напротив, твердая древесина стоит около R-1 за дюйм.

На этом изображении показан один из ранее показанных ошибочных методов. Как видите, первые две модели практически идентичны. Внутренние углы по-прежнему только 44 ° F.

Путь длиной всего в шесть дюймов изнутри, снизу стены через бетон. Это дает значение R всего 0,5. Сравните это с изоляцией R-19 в стене 2×6. Столь концентрированная зона теплопотерь и создает основную проблему комфорта для владельцев монолитных зданий.

На этом изображении показана интенсивность теплового потока.

Нетрудно понять, почему энергетический кодекс считает эту проблемную область оболочки столь высокоприоритетной. Тем не менее, простое соблюдение требований IRC может оказаться не самым экономичным путем к эффективной плите.

Утвержденная нормами изоляция края плиты для климатической зоны 4.

В климатической зоне 4 (CZ-4) IRC предписывает изоляцию края плиты R-10 на глубину 2 фута (измеряется от верха плиты вниз). ). IRC также позволяет срезать верхнюю кромку пены под углом до 45° для обеспечения дренажа, хотя это несколько снижает эффективность. Температура прямо внутри стены теперь 54°F, немного более комфортная.  

Более простая альтернатива

Если разработчик использует путь производительности или ERI для соответствия IRC, а не предписанный код, существует ли более простая альтернатива, которая может дать приемлемые результаты? Следующий пример показывает изоляцию, выступающую всего на 12 дюймов вниз от верхней части плиты.

Консольное расположение нижней пластины для непрерывности изоляции повышает производительность.

Если вы используете 2x10s для формирования плиты, опалубку можно поднять, а изоляцию можно просто разместить на опалубке перед заливкой бетона. Дополнительный утеплитель в фундамент траншеи не укладывается. Двухдюймовая пена довольно прочная и будет сдерживать вес бетона без добавления более высоких форм.

На изображении выше также показана консольная стена 2×6, чтобы поверхность обшивки находилась на одном уровне с поверхностью пенопласта, что позволяет избежать фаски. Можно видеть, что всего двенадцать дюймов пены обеспечивают результат, который превосходит предписанный кодом метод со скошенной пеной. Теперь внутренний угол составляет 57 ° F, лучшая производительность. Программное обеспечение, которое используют многие оценщики энергии, подтверждает этот результат. Если сравнить предписанные два фута пены (размещены как на изображении выше) с одним футом в CZ-4, результаты находятся в пределах 96%. Попросите вашего оценщика попробовать это на ваших планах.

Модель теплового потока с изоляцией всего 1 фута по краю плиты.

Еще одна деталь, которую часто упускают из виду, заключается в том, что необходимо утеплить всю оболочку здания. Это включает в себя разделение между домом и любым пристроенным гаражом (независимо от того, изолирован гараж или нет). Это требует использования отдельной заливки для гаража с утеплением края плиты между ними. Если и внутренняя плита, и плита гаража должны опираться на фундамент, промежуточная пена ударится о верхнюю часть фундамента. Это не проблема при использовании только одного фута пены. Пол гаража также можно разместить на пару сантиметров ниже.

Влияние стоимости энергии

Так как же эти различные методы влияют на эффективность использования энергии? Программное обеспечение REM/Design использовалось для моделирования годового энергопотребления ранчо площадью 1835 квадратных футов с пристроенным гаражом на две машины в Канзас-Сити (CZ-4). Единственным влиянием являются расходы на отопление. Результаты представлены в таблице ниже. Четыре фута пены были включены, чтобы продемонстрировать уменьшение воздействия с глубиной. Предстоящий IRC 2021 года может предписать 4 фута в CZ-4. С результатами как REM / Design, так и Therm в явном согласии, это значительные цифры, которые оправдывают дополнительные затраты на добавление изоляции края плиты, если это может быть достигнуто. стоимость -эффективно. Но опять же, самое глубокое улучшение — это комфорт. Таким образом, 1 фут кромки плиты сэкономит 137 долларов в год. Но что более важно, эта экономия составляет 40% от общих затрат на отопление, что приводит к значительному повышению комфорта.

Защита внешней изоляции

Должно быть ясно, что нельзя просто подвергать пенопластовую изоляцию таким суровым условиям, с которыми она может столкнуться, например, ультрафиолетовому излучению солнца или нападению моторизованных триммеров. Вот что IRC говорит о защите краевой изоляции плиты:

N1101.11.1 Защита открытой изоляции фундамента.
Изоляция, наносимая на наружную поверхность стен подвала, стен подполья и по периметру плит настила пола, должна иметь жесткое, непрозрачное и атмосферостойкое защитное покрытие для предотвращения ухудшения тепловых характеристик изоляции. Защитное покрытие должно покрывать открытую внешнюю изоляцию и выступать не менее чем на 6 дюймов (153 мм) ниже уровня земли.

IRC требует «жесткого, непрозрачного и стойкого к атмосферным воздействиям защитного покрытия» на краевой изоляции плиты. Защита

обычно обеспечивается с помощью обшивки из листового металла, хотя ее трудно наносить и трудно придать хороший вид из-за множества видимых вмятин и складок на металле. Постоянный контакт с влажной почвой также значительно сокращает срок службы даже оцинкованного листового металла. Можно использовать нержавеющую сталь, но стоимость, скорее всего, будет непомерно высокой. Некоторые наносят на пену штукатурное покрытие, но его долговечность будет сомнительной при наличии триммеров для сорняков. Другой метод заключается в использовании фиброцементной плиты с штукатурным покрытием и металлической обшивкой под стеной.

Мембрана из этилен-пропиленового каучука является надежной альтернативой для защиты края плиты.

Лучшей альтернативой является каучук на основе этилен-пропилен-диенового мономера (EPDM). EPDM — это синтетический каучук, который обычно используется для коммерческих крыш. В своей листовой форме он больше всего напоминает толстую камеру шины. Это низкая стоимость, высокая устойчивость к атмосферным воздействиям и длительный срок службы. Типичная используемая толщина составляет 45 мил.

Многие подрядчики уже используют EPDM для покрытия точек соприкосновения стен с верандами и патио. Магазины DIY продают его толщиной 15 мил для использования в качестве вкладыша в пруд. Он вполне поддается покраске и непроницаем для триммеров для сорняков. Листы можно разложить на новой плите и разрезать на полосы. Полосы приклеиваются к пене и верхней части плиты с помощью распыляемого контактного цемента. Стыки можно сваривать клеем, специально предназначенным для этой цели. Складывание материала поверх плиты блокирует путь термитов через пенопласт.

Суть

Важность изоляции кромок плит на первый взгляд кажется нелогичной, но изображения Therm наглядно подтверждают передачу тепла в экстремальных условиях. Важно понимать, что влияние изоляции края плиты уменьшается с глубиной, и изоляция верхней части, которая подвергается воздействию наружного воздуха, является наиболее важной. Надлежащая защита изоляции является обязательной, и особое внимание следует уделить, чтобы избежать скрытого проникновения термитов.

Существует множество методов изоляции кромок плит, которые здесь не рассматриваются. У каждого свои уникальные задачи. Цель этой статьи — просто поощрить надлежащую изоляцию этой важной части оболочки, предложив экономичную, простую и долговечную альтернативу, которая обеспечивает хорошие характеристики в различных местах. Это включает в себя пространство между кондиционированным пространством и пристроенными гаражами, верандами и патио.

---

– Нил Эзелл — строитель жилищного строительства в третьем поколении со степенью бакалавра инженерной физики. В Ezell-Morgan Construction в Лоуренсе, штат Канзас, Нил и его брат Брайан строят экономичные дома, которые постоянно оцениваются в 50 баллов по шкале HERS. Иллюстрации и фотографии предоставлены автором.

 

DOE Фундамент здания Раздел 4-1 Расположение изоляции

• Глава 4
• Рекомендации
• Расположение изоляции

РАСПОЛОЖЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ

Рис. 4-4. Возможные места для установки плиты на уровне пола

Изоляция включена в конструкцию плиты на уровне земли для двух целей:

1. Изоляция предотвращает потери тепла зимой и тепловыделение летом. Этот эффект наиболее заметен по периметру плиты, где в противном случае край плиты вступает в непосредственный контакт с наружным воздухом.
2. Даже в климатических условиях и местах на перекрытии (по периметру или посередине), где теплоизоляция плиты может не давать больших преимуществ с точки зрения энергии, теплоизоляция плиты может предотвратить низкие температуры плиты, которые в противном случае могут вызвать конденсацию внутри дома. Это может привести к плесени и другим проблемам, связанным с влажностью, особенно если плита покрыта ковром.

Для изоляции плит на уровне фундамента можно использовать самые разные методы (рис. 4-4 и 4-5). Надлежащая строительная практика требует поднятия плиты над уровнем земли не менее чем на 8 дюймов, чтобы изолировать деревянный каркас от брызг дождя, сырости почвы и термитов, а также сохранить дренажный слой под плитой над окружающей землей. Наиболее интенсивная теплопередача проходит через этот небольшой участок стены фундамента выше уровня земли, поэтому он требует особой тщательности при детализации и монтаже. Тепло также передается между плитой и грунтом, по которому оно мигрирует на внешнюю поверхность земли и в воздух. Теплообмен с почвой максимален на краю и быстро уменьшается по мере удаления от него. В жарком климате прямое соединение грунта с плитой может снизить охлаждающую нагрузку, хотя и с риском конденсации влаги из воздуха в помещении.

При проектировании системы теплоизоляции необходимо учитывать оба компонента теплопередачи плиты — по краю и через грунт. Изоляцию можно размещать вертикально снаружи стены фундамента или балки уклона. Этот подход эффективно изолирует открытый край плиты над уровнем земли и простирается вниз, чтобы уменьшить поток тепла от плиты перекрытия к поверхности земли за пределами здания. Вертикальная наружная изоляция (рис. 4-5а) является единственным методом снижения потерь тепла на краю монолитного балочно-плитного фундамента. Для фундаментов со стеновыми стенками основным преимуществом внешней изоляции является то, что внутренний стык между плитой и фундаментом может не нуждаться в изоляции, что упрощает строительство. Одним из недостатков является то, что жесткая изоляция должна быть покрыта выше уровня защитной плитой, покрытием или гидроизоляционным материалом. Другое ограничение заключается в том, что глубина внешней изоляции зависит от глубины фундамента. Однако дополнительная внешняя изоляция может быть обеспечена за счет горизонтального удлинения изоляции от стены фундамента. Поскольку этот подход может контролировать промерзание вблизи основания, его можно использовать для уменьшения требований к глубине основания при определенных обстоятельствах (Рисунок 4-5a). Этот метод известен как «защищенный от мороза мелкозаглубленный фундамент» (FPSF). Вариант для неотапливаемых зданий показан на рис. 4-5b. См. NAHB (2004) для получения дополнительной информации об этом методе, который может существенно снизить первоначальную стоимость строительства фундамента.

Внешняя изоляция должна быть одобрена для использования ниже уровня земли. Обычно ниже сорта используются три продукта: экструдированный полистирол, пенополистирол и жесткие панели из минерального волокна. (Бехлер и др., 2005). Экструдированный полистирол (номинальная R-5 за дюйм) является распространенным выбором. Пенополистирол (номинал R-4 на дюйм) дешевле, но и теплоизоляционные свойства у него ниже. Пены низкого качества могут подвергаться риску накопления влаги при определенных условиях. Экспериментальные данные показывают, что это накопление влаги может снизить эффективную R-значение на 35%-44%. Исследования, проведенные в Национальных лабораториях Ок-Риджа, изучали содержание влаги и тепловое сопротивление изоляции из пенопласта, подвергавшейся воздействию ниже уровня земли в течение пятнадцати лет; влага может продолжать накапливаться и ухудшать тепловые характеристики по истечении пятнадцати лет исследования. Это потенциальное снижение следует учитывать при выборе количества и типа используемой изоляции (Kehrer, et al., 2012, Crandell, 2010).

Рис. 4-5. Возможные места для плиты на уровне изоляции

Изоляция также может быть размещена вертикально на внутренней стороне несущей стены или горизонтально под плитой. В обоих случаях сокращаются потери тепла от пола и устраняются трудности с укладкой и защитой наружной изоляции. Внутренняя вертикальная изоляция ограничена глубиной фундамента, но изоляция под плитой не ограничена в этом отношении. Обычно утепляют наружные 2-4 фута периметра плиты, но при желании можно утеплить весь пол. Помните, что контроль за конденсацией является важным фактором, наряду с использованием тепловой энергии. Очень важно изолировать стык между плитой и фундаментной стеной, когда теплоизоляция размещается внутри фундаментной стены или под плитой. В противном случае значительный объем теплопередачи происходит через тепловой мост на краю плиты. Толщина изоляции на этом этапе обычно не превышает 1 дюйм. На рис. 4-4d показана изоляция под плитой и на краю плиты для контроля температуры плиты, при этом наружная изоляция расположена вертикально и горизонтально для предотвращения промерзания основания.

Другим вариантом изоляции плиты фундамента на уровне грунта является размещение изоляции над плитой перекрытия (Рисунок 4-5c).