Типовые узлы полов по грунту

Обновлено: 03.05.2024

Система для гидроизоляции полов под стяжкой по железобетонному основанию с помощью жидкой полимерной композиции

Система изоляции пола без использования обогревательных элементов по «сухой» технологии, либо с устройством цементно-песчаной стяжки в качестве основания под покрытие пола

Ещё один часто используемый узел - это комбинация стены с кирпичной облицовкой с МЗЛФ и полами по грунту:

Рис. 1.1. Типовой узел 2.

Между конструкцией такого узла и рекомендациями Пеноплекс существуют определённое противоречие. Такое использование утеплителя в Пеноплексе считают неправильным:

Рис. 1.2. Неправильный узел по мнению Пеноплекс (рис. 6 на стр. 21 в Рекомендациях).

Между тем, наши расчёты показывают, что тепловой режим такого узла соответствует всем требованиям по надёжности и энергоэффективности конструкции:

Рис. 1.3. Тепловая карта работы узла в зимних условиях.

Единственным недостатком такого узла является то, что вентиляционные отверстия, которые устраиваются в облицовочной кладки для вентиляции воздушного зазора, устанавливаются выше нижней точки кладки. Устранить этот недостаток можно вкладышем из ПСБ 25 толщиной 30мм и высотой 100 мм, который вставляется в зазор в нижней части. Он ещё больше улучшает теплоизоляционные свойства узла и устраняет возможный застой влажного воздуха и конденсацию влаги.

Узел характеризуется простотой исполнения и минимальным расходом на утепление от пучения, вертикальный и горизонтальные участки образованы листом ЭППС 50 мм толщиной, лежащим вдоль фундамента.

При необходимости, возможно небольшое изменение ширины ленты МЗЛФ за счёт свеса кладки:

Рис. 1.3. Модификация типового узла 2.

Данный узел подходит для большинства многослойных стен с внешней облицовкой кирпичём, в том числе с использованием утеплителей.

Более сложный вариант решения опирания облицовки, лишённый многих недостатков узла 2.0, реализован в узлах 2.1 и 2.2.

Наше проектное бюро получает очень много заказов на аудит конструкций и готовых проектов. Удручает большое количество ошибок в конструкциях полов по грунту. В этой статье разберём основные из них, совершаемые в каменных домах.

Для иллюстрации ошибок воспользуемся лежащими в свободном доступе изображениями узлов, найденных по поиску в Яндексе (они будут со ссылками, чтобы не нарушать авторских прав). Они в целом повторяют и те ошибки, что мы видим в присланных на аудит проектах.

Рассмотрим первый случай:

Рис. 1. Узел с промерзанием по стыку на верхнем обрезе фундамента.

Чтобы понять, что в этом узле не так, построим карты тепловых полей:

Рис. 1.1. Карта тепловых полей для узла на рис.1 (утеплитель фундамента 50 мм).

Видим, что в углу возможны отрицательные температуры, что совершенно недопустимо для такого решения.

Улучшим немного узел на рис. 1, подняв утеплитель фундамента, чтобы он с нахлёстом заходил на стену:

Рис. 1.2. Карта полей с учётом нахлёста 10 см вертикального утеплителя толщиной 50 мм на стену.

Пытаемся дальше улучшить этот узел. Увеличиваем толщину внешнего утеплителя фундамента до 100 мм:

Рис. 1.3. Карта полей с учётом нахлёста 10 см вертикального утеплителя толщиной 100 мм на стену.

Как видно из карты, внешнее утепление уже даёт мало толка, потому что наш фундамент находится в контакте с грунтом основания, который даже если и будет защищён от промерзания, все равно будет иметь невысокую температуру: +2..3 градуса Цельсия. А поскольку бетон является довольно хорошим проводником тепла, весь фундамент будет иметь примерно такую же температуру. Верхний правый угол фундамента, практически выходящий в помещение, это - мостик холода, поэтому дальнейшее изолирование фундамента не даёт эффекта, нужно изолировать пол и все помещение от фундамента.

Подъём отметки пола относительно верхнего обреза фундамента начинает давать свои плоды:

Рис. 1.4. Карта полей с учётом подъёма плиты пола относительно обреза фундамента.

Но и тут картинка не самая лучшая, мы получили 9 градусов в углу при 20 градусах воздуха в помещении, т.е. имеем перепад температуры в 11 градусов, а СП 50.133300.2012 требует от нас перепад не более 2 градусов в этой зоне:

Такая разница в температуре воздуха и поверхности угла может привести к конденсация влаги (точка росы). Поэтому при конструировании полов по грунту рекомендуется придерживаться "правила 100 мм", прямо вытекающее из п. 5.2 СП 50.133300.2012:

Рис. 1.5. "Правило 100 мм".

Для того, чтобы понять, как это правило работает, надо построить мысленно окружность радиусом 100 мм с центром в нижнем углу плиты (стяжки) пола (красная линия). Окружность - это расстояние, которое должно быть от угла плиты пола до холодных конструкций (фундамента), причём это расстояние должно быть заполнено материалом с теплопроводностью не выше 0,05 Вт/м*С (пенополистирол). При такой толщине и такой теплопроводности мы получаем минимальное базовое нормативное сопротивление для конструктивного элемента, определённое в СП 50.133300.2012 как 2.1 (табл.3). Если же материал имеет большую теплопроводность, например 0.1-0.12 Вт/м*С (газобетон), расстояние должно быть пропорционально увеличено. На рис. 2 показаны две окружности с радиусами 100 и 200 мм, и мы видим, что очень значительный "кусок" угла фундамента попадает в зону 100 мм. Это и есть основная причина падения температуры угла.

Если посмотреть в разрезе "правила 100 мм" на любой из наших типовых узлов, то видно, что оно нами в целом выполняется:

Рис. 1.6. Проверка узла 1 на правило 100 мм.

На рисунке 3 показано, что лишь небольшой сектор окружности с радиусом 100 мм (красная), проведённой из нижней точки плиты пола, имеет контакт с холодными конструкциями через материалы с суммарной теплопроводностью всех слоёв выше 0,05 Вт/м*С (по линии оранжевой стрелки). Утечка тепла через эту зону будет незначительной в виду небольшой площади контакта.

С учётом "правила 100 мм" узел на рис. 1 должен был бы выглядеть вот так:

Рис. 7. Тепловая карта узла примыкания полов по грунту к фундаменту, вариант исполнения с учётом "правила 100 мм".

Второй случай, который бы хотелось рассмотреть, это в целом рабочее решение, но которое легко может стать потенциально проблемным:

Рис. 2. Утеплённый финский фундамент УФФ в комбинации с полами по грунту.

К самому фундаменту на рис. 2 вопросов нет, это классический УФФ, но сочетание с полами здесь далеко от идеального. Узел в целом лучше, чем рассмотренный выше, за счёт того, что утепление торца плиты пола делается более толстым слоем утеплителя. Если в узле на рис. 1 тонкая прослойка утеплителя между плитой и фундаментом играет роль деформационной ставки, и обычно бывает не более 20 мм, то в классическом УФФ утепление делается не менее 50 мм. Вот узел УФФ от нашего проектного бюро:

Рис. 2.1. Узел УФФ от m-project33.

Узел на рис.2.1 не полностью соответствует правилу 100 мм, но вся конструкция в целом укладываются в нормативные требования к расчётам теплового сопротивления узлов и конструкций. Итоговое качество этого узла "в натуре" будет определяться прежде всего толщиной вставки между плитой и фундаментом, а также величиной свеса стены вовнутрь. Кроме этого, нужно будет отдельно решать вопрос с дверным проёмом на улицу. Поэтому авторам рис.2 хотелось бы порекомендовать при исполнении этих улов обращать на это внимание. Отметим, что этот узел на рис. 2.1 сочетания УФФ и полов по грунту более уместен для деревянных и каркасных строений, где поднятие отметки пола относительно верхнего обреза фундамента проблематично ввиду запирания дерева массивом плиты пола.

Потенциальные проблемы узла на рис. 2 и 2.1 становятся лучше видны на вот таком примере (ситуация 3):

Рис. 3. 3д-вид сочетания бетонного ростверка и полов по грунту.

Визуально это решение не сильно отличается от комбинации "УФФ+полы по грунту", рассмотренной выше. Отличия тем не менее есть:

Это бетонный армированный ростверк, поэтому он будет обладать большими размерами по ширине, чем кладка из керамзитобетонных блоков;
Теплопроводность бетона примерно в 5 раз выше, чем у керамзитобетона.

Если начать рассматривать этот узел в комплексе по стеной, то с большой вероятностью окажется, что внутренний верхний угол фундамента "въедет" вовнутрь помещения и будет служить областью пониженных температур. И ещё больше проблемы с этим узлом становятся очевидны в дверных проёмах. Поскольку пол находится на одной отметке с верхним обрезом фундамента, то дверную коробку приходится ставить прямо на ростверк. Возможности нормально утеплить нижний брус и область примыкания пола к дверной коробки при таких размерах не будет. Если же посмотреть на решение от нашей проектной организации, показанное на рис. 1.6, то видно, что дверная коробка ставится на блок газобетона, т.е. проблем с её утеплением не возникает.

Вот такая картинка ходит по сети, причём так активно, что не удалось найти первоначального автора, чтобы как-то соблюсти авторские права и дать на него ссылку:

Рис. 4. Картина неизвестного художника.

Здесь не то что уголок фундамента застенчиво выглядывает в помещение, тут он весь смотрит вовнутрь, стоя в полный рост.

Вот такая ошибка была обнаружена в обсуждаемой конструкции на одном из форумов. Хочется надеяться, что автора вовремя подкорректировали специалисты, принимавшие участие в обсуждении:

Рис. 5. Обсуждаемая конструкция.

Кроме обсуждаемого выше дефекта с примыканием пола к внешней стене, здесь есть ещё и недостаток со внутренними. Тут стяжка пола лежит прямо на фундаменте, на внутренней ленте. Тем, кто хочет возразить, что эта лента в теплом контуре и такое примыкание нестрашно, можно порекомендовать представить эту конструкцию в месте, где внутренняя лента соединяется с внешней. А также учесть, что у ленты внутри теплого контура в любом случае температура не очень высокая, поэтому мы имеем локальную область с более низкими температурами. Если будет в этом месте на полу лежать керамическая плитка, то будет ощущаться холод и ситуацию спасет только теплый пол.

В заключение хочется отметить, что довольно много встречается в интернете и грамотных решений по узлам примыкания полов и цокольных перекрытий к фундаменту, например, такие:

Рис. 6. Пример удачной конструкции узла примыкания полов по грунту к фундаменту.

Наиболее простым и эффективным решением устройства полов первого этажа в частном домостроении является использование "плавающих" полов по грунту. Ниже рассмотрим особенности этой конструкции.

Чаще всего полы по грунту используются в сочетании с МЗЛФ. В этом случае внутри рамки ленточного фундамента снимается весь почвенно-растительный слой и выполняется засыпка пазух и внутреннего объёма ленты песком, на который затем укладываются гидроизоляция, утеплитель и заливается стяжка пола:

Рис. 1. Сочетание МЗЛФ с плавающими полами по грунту.

Развязывание узла "фундамент/пол по грунту" делается для того, чтобы не возникало защемление плиты пола в рамке ленты. Т.е. пол внутри рамки МЗЛФ пол должен относительно свободно перемещаться, иначе теряется весь смысл плавающей стяжки.

Согласно того же СП 29.13330.2011, стяжка пола должна выполняться из бетона маркой не ниже В15 и армироваться сетками с шагом стержней от 100 до 200 мм. Традиционно стяжка пола армируется сетками из проволоки Вр 4-5 мм, т.к. все остальные виды арматуры имеют больший диаметр и существенно сокращают рабочее сечение пола.

Плюсы конструкции:

Если возникнет осадка дома, то стяжка пола по грунту «сыграет» независимо от фундамента, в конструкции не появятся деформации и трещины.
В таком полу можно установить обогревающие трубки "теплого пола", решив одновременно и вопрос отопления. Кроме комфортного варианта отопления такое решение представляет собой вариант теплового аккумулятора, что немаловажно в случаях возможных аварий котельного оборудования.

Пол «живёт своей жизнью», отдельной от всех остальных несущих конструкций.
Высокая зависимость решения от качества подготовки основания.
Возможность образования трещин и перепадов в местах соединения полов по грунту со стеной/фундаментом.

Кроме этого, есть ещё мнения, что на такую конструкцию полов нельзя ставить тяжёлые кирпичные перегородки.

Рассмотрим, как можно избежать проблем с плавающими полами и нивелировать их минусы.

Разность в осадке фундамента и полов по грунту

Смещение полов по грунту относительно фундамента и стен может быть связано со следующими основными факторами:

Фундамент несёт на себе значительно большую нагрузку, чем полы по грунту. Поэтому обычно со временем он даёт осадку и смещается вниз относительно пола.
Осадка полов относительно фундамента может быть связана только с осадкой подушки, засыпаемой вовнутрь МЗЛФ. Обычно это вызвано плохим её уплотнением.

Для того, чтобы избежать указанных проблем, можно порекомендовать выполнять засыпку подушки полов сразу после устройства фундамента, а заливку стяжки делать уже после окончания возведения всей коробки. В этом случае к моменту заливки стяжки пола фундамент получает полную нагрузку и как правило "выбирает" основную осадку, а подушка под пол за время строительства успевает самоуплотниться так, чтобы исключить осадку полов из-за некачественного уплотнения (нормативный период самоуплотнения песка до коэф. 0,95 составляет 6 месяцев).

Разумеется, что при этом должны быть выполнены мероприятия по защите фундамента от действия сил морозного пучения, т.к. в случае их отсутствия возможно возникновение ещё одного фактора - сезонное смещение фундамента относительно стяжки пола из-за действия сил морозного пучения.

Монтаж кирпичных перегородок на полы по грунту

Наиболее тяжёлым вариантом перегородок, которые могут монтироваться на полы по грунту, являются кирпичные.

Таб. 1. Сравнение перегородок из газобетона и кирпича для высоты этажа в 2,7 метра.

Материал перегородки	Толщина перегородки	Отделка	Плотность кладки	Общая погонная нагрузка
Газобетон D500	200 мм	Гипсовые смеси 2х5мм	500 кг/м3	275 кг/м.п.
Кирпич силикатный полнотелый	120 мм	Штукатурка 2х20мм	1800 кг/м3	775 кг/м.п.

Из таблицы 1 видно, что погонная нагрузка от перегородки из силикатного кирпича почти в 3 раза превышает нагрузку от газобетона.

Проведём расчёт деформации, изгибающего момента, потребности в армировании и усилий на продавливание, возникающих в полах по грунту для кирпичной перегородки из таб.1.

Расчёт проведём в Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2014 на основе следующей модели:

Рис. 2. Расчётная модель.

В модели взята плита размером 5х5 метров, бетон В15 толщиной 100 мм, армирование сеткой из Вр 5 мм в нижней части плиты, защитный слой снизу 20 мм. Нагрузки заданы от собственного веса плита и кирпичной перегородки по таб.1, а также эксплуатационные нагрузки по всей плоскости плиты в 150 кг/м2.

Коэффициент постели упругого основания плиты определён по встроенному в программу калькулятору:

Рис. 3. Коэффициент постели.

Получены следующие результаты:

Рис. 4. Осадка плиты под нагрузкой.

Рис. 5. Реакция опоры.

Рис. 6. Изгибающий момент в плите.

Рис. 7. Площади сечения арматуры на м.п. плиты в направлении Х и У.

Рис. 8. Число стержней на 1 м.п. в сетке в направлении Х и У. Соответствует ячейке 150х150 мм.

Малая величина осадки и возникающего изгибающего момента связана с жесткостью основания. Несмотря на то, что ПСБ обладает очень малым модулем упругости, относительно небольшая его толщина приводит к тому, что общая жесткость основания понижается несильно. Увеличение толщины утеплителя до 200 мм соответственно даёт увеличение осадки:

Рис. 9. Осадка при увеличении толщины утеплителя.

Интересный результат даёт изменение структуры основания полов по грунту вот таким образом:

Рис. 10. Вариант конструкции полов по грунту увеличенной жесткости.

В этом случае коэффициент постели увеличивается почти в 1,5 раза:

Рис. 11. Изменение коэффициента постели при изменении структуры "пирога" полов по грунту.

При этом калькулятор коэффициента постели из Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2014 не учитывает трапеции распределения нагрузки в слое песчаной подушки, поэтому в реальности жесткость основания увеличивается больше, чем в 1,5 раза. Такую конструкцию можно использовать для высоко нагруженных полов.

Интересно, что разработчики УШП из Дороселл утверждают, что плитная часть УШП, которая по сути представляет собой пол по грунту, способна нести значительно большую нагрузку, чем кирпичная перегородка в полкирпича:

Рис. 12. Нагрузки в УШП от Дороселл.

Расчёт на продавливание выполнялся в программе BASE 7.6. В отличии от Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2014 в ней нет расчёта коэффициента постели и сопротивления сложных структур основания, поэтому он был задан максимально низким:

Рис. 13. Условия расчёта на продавливание.

Рис. 14. Результаты расчёта на продавливание.

Приём для уменьшения деформаций в местах переходов

Основные риски излома покрытия полов возможны в местах перехода от полов по грунту к другим конструкциям, например, в проёмах капитальных стен:

Рис. 15. Пример проёма в капитальной стене.

Технически этот момент решается довольно просто:

Рис. 16. Узел прохождения полов по грунту в проёме капитальной стены.

Как видим, при устройстве полов по грунту на отметке, выше верхнего обреза фундамента (см. рис. 1), в районе проёмов пол по грунту через слой пенополистирола опирается не на подушку, а на сам фундамент. При этом, при каких-либо возможных подвижках фундамента вверх (что вообще крайне маловероятно), слой ПСБ работает как упругая вставка, "проглатывая" эти деформации. При осадке уже основного фундамента, пол по грунту "зависает" в проёме, работая как очень короткая плита перекрытия.

Пол – это нижняя поверхность внутренней части комнаты или помещения. Конструкции пола отличаются большим разнообразием. Пол может быть земляным, например, в гараже или представлять собой сложную многослойную конструкцию с встроенной системой отопления.

Типы полов

Рассмотрим многослойную конструкцию пола и разберемся с назначением каждого слоя.

Основание для конструкций пола.

В качестве основания для конструкций пола может служить грунт, подстилающие слои или конструкции перекрытия.

Грунт может служить основанием для пола при выполнении следующих условий:

1) Грунт не должен содержать чернозем, торф, остатки растительности. Другими словами, растительный слой должен быть полностью срезан.

2) Грунты должны быть уплотнены.

3) Пучинистые грунты должны быть защищены от промерзания, а уровень грунтовых вод должен быть понижен.

В качестве основания для конструкции пола могут служить строительные конструкции подвальных, междуэтажных перекрытий. Например, монолитное перекрытие, пустотные плиты перекрытия и т.п.

Подстилающие слои.

В случаях, когда свойства грунтов неудовлетворительны, используют подстилающие слои в виде песчаной, гравийной, шлаковой, щебеночной и другой подсыпки. Главная цель подстилающих слоев – передавать нагрузку от вышележащих слоев конструкций пола и передавать ее на фундамент.

Толщину подстилающего слоя определяют расчетом в зависимости от нагрузки и характеристик грунта, но она должна быть не менее 10 см.

Стяжка.

Стяжкой пола называют – между основанием и вышележащими конструкциями напольного покрытия. Основное назначение стяжки – это выравнивание поверхности нижележащего слоя, создание уклонов, придание жесткости поверхности. Также стяжка может выполнять функцию распределения нагрузок по теплоизоляционному материалу.

Толщина стяжки зависит от типа нижележащего слоя. Например, для плит перекрытия достаточно сделать стяжку толщиной 20 мм, а стяжку по теплоизоляционным плитам делают толщиной 40 мм.

Прослойка.

Прослойкой называют промежуточный слой, который связывает покрытие (обычно это покрытие чистого пола) с нижележащим слоем. Главная цель прослойки – это придание конструкции пола определенных свойств, например уменьшение теплопроводности, водонепроницаемость и др. Рассмотрим основные виды прослоек: теплоизоляция, звукоизоляция и гидроизоляция.

Теплоизоляция применяется в конструкциях пола между первым этажом и холодным подвалом или подпольем. Главная цель – уменьшение теплопотери.

Звукоизоляция применяется в конструкциях пола для снижения шума, источник которого находится ниже конструкций пола. Например, если под первым этажом находится гараж.

Гидроизоляция применяется для установки препятствия от прохождения влаги через конструкцию пола. Например если полы устраиваются по грунту, то гидроизоляция необходима для предотвращения попадания влаги из грунта в помещение, а если полы устанавливаются в душевой или ванной комнате, то гидроизоляция необходима для предотвращения попадания влаги из помещения в соседние помещения.

Покрытие.

Покрытием называют верхний слой пола (чистый пол). Покрытие воспринимает на себя все нагрузки и воздействия от процессов, происходящих в помещении. В зависимости от типа, характера и интенсивности воздействия на покрытие пола, выбирают тип напольного покрытия.

Читайте также: