Скандинавские технологии: Утеплённая Шведская Плита (УШП).

    Для начала давайте определимся, что же такое фундамент и для чего он нужен. Итак, фундамент это конструктивный элемент здания или сооружения, воспринимающий все статические и динамические нагрузки от здания или сооружения и распределяющий их на грунт. Основное требование к любому фундаменту - не допустить критических деформаций располагаемых на нём конструкций, влекущих их разрушение и последующую невозможность эксплуатации. Данное требование обеспечивается расчётами нагрузок на фундамент и учётом свойств грунтов, на которые опирается фундамент. Всё это делается на стадии проектирования фундамента, и если расчёты выполнены профессионально и качественно, фундамент будет выполнять свои функции десятки лет. Так как любой фундамент опирается на грунт, так называемое основание, существует ряд требований к этому основанию. Оно не должно давать усадок под воздействием фундамента, не должно подвергаться морозному пучению и не быть водонасыщенным. Некачественные естественные грунты под фундаментом подлежат обязательной замене, обычно на песок. Песок, после уплотнения специальными механизмами, помогает решить сразу 2 задачи: он имеет высокую несущую способность (сопротивляемость нагрузкам от фундамента) и не подвержен морозному пучению, при условии отсутствия в нём значительного количества влаги. При высоком уровне грунтовых вод или при наличии большого количества сезонных поверхностных вод (талые воды весной, дождевые воды осенью) необходимо предусматривать прифундаментный дренаж для отвода этих вод от фундамента. Излишняя влага страшна для фундамента по двум причинам: замерзание воды под фундаментом осенью может привести к разрушению фундамента под действием сил морозного пучения, а подтопление фундамента весной, вследствии движения вод в грунте, может вызвать вымывание основание из-под фундамента с последующей его неравномерной просадкой и разрушением. Помимо всего прочего фундамент должен предохранять внутренние помещения здания от проникновения влаги и не допускать значительных теплопотерь в отопительный период. На основании всего вышесказанного следует:

    1. фундамент должен быть прочным, чтобы выдерживать вес здания
    2. фундамент должен равномерно передавать нагрузку от веса здания и собственного веса на грунт
    3. система "фундамент-основание" должна исключать воздействие на неё сил морозного пучения
    4. система "фундамент-основание" должна исключать возможность её подтопления и водонасыщения
    5. фундамент не должен пропускать влагу и почвенные газы (например родон) в помещения здания.
    6. фундамент не должен способствовать значительным неконтролируемым теплопотерям

    Теперь, когда мы определились, что же такое фундамент и какие требования к нему предъявляются, перейдём к рассмотрению такой разновидности фундамента, как утеплённая шведская плита (УШП). Немного истории. Цитата: "Этот тип фундамента (FROST-PROTECTED SHALLOW FOUNDATION) впервые стал использоваться Frank Lloyd Wright для жилой застройки в пригородах Чикаго во времена Великой Депрессии. Особый упор делался на экономичности конструкции. В 50-е годы технологией заинтересовались скандинавы и для накопления данных построили несколько домов на FPSF. Эксперимент удался настолько, что к 1972 году в одной только Швеции было построено более 50'000 домов на этом виде фундамента. Примерно в это же время Норвежское Королевское Общество выделило грант размером около 10 млн. долларов под создание скандинавского межгосударственного фонда для более детального изучения вопроса. В 1976 была опубликована работа Frost I Jord (Процессы замерзания в грунте). На основе результатов проекта Frost I Jord начиная с 1978 года норвежцы стали публиковать национальные СНиПы касательно FPSF. К концу 20-го века в Скандинавии на FPSF было построено более миллиона домов. Особую популярность утепленный плитный фундамент приобрел благодаря идеям "пассивного дома". Сами американцы теперь признают, что скандинавы творчески переработали и существенно обогатили практику использования FPSF. Особенно отмечается тот факт, что в скандинавском версии этот тип фундамента представляет из себя интегральное решение собственно фундамента, устройства пола первого этажа, низкотемпературного отопления и системы ввода-вывода коммуникаций".  Аббревиатура УШП впервые появилась на портале forumhouse.ru. Вот цитата с одной из веток обсуждения: "Однажды, в марте 2009 года Владимир Таллин, в одной из тем, написал про фундамент своего дома в Эстонии. Его сообщения привлекли внимание Алексея (Porcupine), их выделили в отдельную тему, где Владимир начал отвечать на вопросы. Вопросов оказалось так много, что он продолжает отвечать на них и по сей день. Так началась история УШП в России. УШП - это аббревиатура от "утепленная шведская плита" или "schwedenplatte", получившая свое народное название на этом форуме в 2009 году. УШП - это фундамент, представляющий собой сочетание ленточного фундамента и классического пола по грунту, с бетонированием за один прием в несъемной опалубке из пенополистирола, с интегрированной системой напольного отопления и гарантированной конструктивной защитой, от воздействий сил морозного пучения. Требует точных расчетов и внимательного отношения ко всем этапам ее устройства". 

    Для полноты понимания конструкции предлагаю пошагово рассмотреть этапы изготовления данного фундамента на примере одного из наших объектов. После разметки котлована приступаем к снятию верхнего плодородного слоя до уровня залегания грунтов, определённых проектом на основе геологических изысканий как пригодных для использования в качестве естественного основания фундамента. В полученном котловане устраиваем песчаное основание до проектной отметки с тщательным уплотнением механизированным способом:

    Так как на данном участке застройки грунтовые воды залегают довольно глубоко, а рельеф имеет естественный уклон, устройство щебёночного дренирующего слоя и дренажа в нём не потребовалось. К тому же местные грунты были представлены песками и супесями. Следующим этапом необходимо сделать точную разметку контура будущего фундамента и определить расположение всех вводных гильз для коммуникаций, разметить точки ввода канализации для каждого умывальника, раковины, унитаза, душевого поддона и т.д. и приступить к сборке канализационной трассы согласно проекта:

    Когда канализация и вводные гильзы под водопровод и электричество закопаны в песчаное основание, можно приступить к устройству опалубки фундамента, которая станет ориентиром для укладки крайних элементов теплоизоляции фундамента, так называемых L-блоков. L-блок изготавливается из пенополистирола и укладывается в опалубку в первую очередь:

    После того, как по периметру будут уложены все боковые блоки, можно приступить к укладке остального утеплителя. Когда весь предусмотренный проектом пенополистирол будет уложен в опалубку, мы получим так называемое термоизоляционное "корыто" , которое и определит конфигурацию бетонной монолитной конструкции, являясь, по сути, несъёмной формой для отливки фундамента:

    На фотографии видно, что по периметру фундамента в пенополистироле получается углубление (второй слой пенополистирола, уложенный поверх полиэтилена, не доходит до края опалубки). Сделано это не случайно. Дело в том, что УШП, с конструктивной точки зрения является мелкозаглублённым ленточным фундаментом, объединённым с утеплённой стяжкой пола. Углубление по периметру как раз и будет несущим ребром жёсткости, воспринимающим нагрузки от здания. Толщина этого ребра может колебаться от 200 до 300 мм., а ширина от 400 до 700 мм. в зависимости от типа здания, возводимого на данном фундаменте. Соответственно для лёгких деревянных домов ширина по расчётам требуется меньше, чем для тяжёлых конструкций из газобетона или керамических блоков. Толщина же бетона между несущими рёбрами составляет 100 мм., что вполне достаточно для большинства типовых эксплуатационных нагрузок. В лёгких каркасных конструкциях внутренние перегородки, не являющиеся несущими, не требуют устойства дополнительных рёбер жёсткости и монтируются прямо на монолитную плиту тёплого пола. Следующим этапом является разводка труб горячего и холодного водоснабжения, армирование рёбер жёсткости и плиты пола:

    Заключительным этапом подготовки фундамента к бетонированию является монтаж труб тёплого пола, монтаж коллектора и опрессовка системы давлением 3 - 3,5 атм.

    Остаётся только аккуратно залить получившуюся конструкцию бетоном, тщательно выравнивая поверхность и затереть лопастной затирочной машиной. После бетонирования фундамент будет выглядеть так:

    Разобрав основные этапы строительства УШП и имея представление о конструкции данного типа фундамента, можно проанализировать все плюсы и минусы данного сооружения. Если мы вспомним, в начале статьи приводятся основные требования к фундаментам. Предлагаю проверить нашу конструкцию на соответствие этим требованиям:

    фундамент должен быть прочным, чтобы выдерживать вес здания

    Правильные инженерные расчёты необходимого размера сечения рёбер жёсткости, выбор качественного пенополистирола и качественное уплотнение песчаного основания являются гарантией прочности, собственно как и в любом другом типе фундамента.

    фундамент должен равномерно передавать нагрузку от веса здания и собственного веса на грунт

    Так как УШП с конструктивной точки зрения является по сути мелкозаглублённым ленточным фундаментом, расчёт нагрузок на каждый участок ребра позволяет легко скорректирвать нагрузку, передаваемую фундаментом основанию, путём подбора ширины ребра для каждого прогона. На практике это означает, что под более тяжёлые стены ширину ребра можно увеличить, под более лёгкие уменьшить. Таким образом можно добиться того, что каждый участок ребра жёсткости будет давить на грунт с приблизительно одинаковым усилием. Наличие пенополистирола между непосредственно монолитной бетонной конструкцией фундамента и основанием так же способствует более равномерному и, если так можно выразиться, плавному распределению нагрузок

    система "фундамент-основание" должна исключать воздействие на неё сил морозного пучения

    Так как фундамент полностью термоизолирован пенополистиролом снизу и по всем торцам и имеет утеплённую гидроизолированную отмостку, промерзание основания гарантировано исключено

    система "фундамент-основание" должна исключать возможность её подтопления и водонасыщения

    Наличие правильно спроектированного и выполненного дренажа исключает эту возможность. Впрочем как и при любом другом конструктивном исполнении фундамента.

    фундамент не должен пропускать влагу и почвенные газы (например родон) в помещения здания.

    Пенополистирол укладывается на основание с использованием полиэтиленовой плёнки, что полностью исключает как капиллярный подсос влаги, так и проникновение почвенных газов при их наличии.

    фундамент не должен способствовать значительным неконтролируемым теплопотерям

    Так как фундамент находится в "корыте" из пенополистирола, теплопотери в грунт исключены практически полностью. Всё тепло, накопленное плитой от системы интегрированного напольного отопления отдаётся в помещения здания. Это увеличивает КПД системы отопления и снижает затраты на отопление до 15%.

    Ко всему вышесказанному можно добавить, что данный тип фундамента хоть и требует значительного разового вложения средств, но при дальнейшем строительстве дома практически полностью окупает потраченные средства и избавляет от некоторых этапов, таких как устройство выравнивающих стяжек, монтаж канализации, водоснабжения и отопления. При наличии в доме нескольких санузлов, посудомоечной и стиральной машины, вся разводка для подключения будет уже выполнена в фундаменте, водопроводные и канализационные трубы не будут портить интерьер своим присутствием и на этапе монтажа сантехприборов вам будет нужно только лишь подключить их к заранее подведённому соответствующему выводу, будь то горячая или холодная вода, слив стиральной машинки, или унитаз. 

    В заключение своего повествования хотелось бы высказать некоторые личные соображения по теме. У нас в стране, на рынке строительных услуг, встречается масса заблуждений, когда речь заходит о каких либо новшествах или новых технологиях и материалах. Интернет кишит различной информацией, порой абсолютно противоречивой. Люди, порой далёкие от строительства, прочитав пару-тройку статей в интернете начинают чувствовать себя профессиональными строителями и предлагать свои услуги направо и налево. Не обошла эта беда и УШП ))). Чтобы избежать неприятностей и разочарований от выбора того либо иного конструктивного решения для строительства своего дома, необходимо всегда придерживаться рекомендаций производителей по применению строительных материалов или разработчиков той либо иной строительной технологии. Надо всегда помнить, что нет плохих строительных материалов и технологий, есть неправильное их применение! Право на существование фундамента УШП подтверждено колоссальным положительным опытом применения за границей. Конструктивная часть проверена и подтверждена рассчётами наших Российский инженеров. Вот ссылка на очень интересную статью, в которой полностью подтверждается рассчётами абсолютная жизнеспособность технологии шведской компании Dorocell, являющейся разработчиком нормативной документации по устройству УШП в том виде, в котором она и обрела огромную популярность в последние годы в нашей стране.

    P.S. Данный материал носит исключительно ознакомительный характер и ни при каких обстоятельствах не является методическим пособием по самостоятельному изготовлению описанного типа фундамента. 

    Ссылка на перевод оригинального первоисточника (методичка DOROCELL) от автора перевода находится здесь.

    Оригинаьная информация от разработчика  расположена здесь.

    Прямая ссылка на скачивание оригинального альбома Dorocell: Доросел оригинал.pdf

    Прямая ссылка на скачивание перевода альбома Dorocell: Доросел перевод.pdf