Теплоизоляция в строительстве
Современный рынок изобилует теплоизоляционными материалами. Может быть сложно определиться с подходящим для конкретной ситуации. Необходимо разобраться с особенностями каждого из вариантов, чтобы понять, на чем остановиться.
Типы теплоизоляции
Теплоизоляционные материалы делятся на несколько типов в зависимости от сырья. То есть они бывают органическими и неорганическими. Также их можно поделить на отражающую и не отражающую. Первая позволяет избежать потери тепла за счет отражения излучения. У вторых же низкая проводимость материалов, за счет чего и удается достичь необходимого эффекта.
В строительстве чаще всего используют неорганические разновидности. Это минеральные утеплители в виде плит либо рулонов, стекловата и так далее. Для их получения проводят обработку базальтовых или силикатных расплавов. Основное преимущество — невосприимчивость к огню, стойкость к различным химическим и биологическим воздействием. Недостаток — слишком большое поглощение влаги, необходимо совмещать эти материалы с пароизоляционными. Также высока вероятность усадки.
К органическим утеплителям относят всевозможные пенопласты. Материал не горит, имеет небольшой вес и ячеистую структуру. Часто использует для работы с домами. Эксплуатировать его можно разными способами: экструзией, формовкой, литьей или заливкой. С помощью пенопластов можно утеплять трубо- и нефтепроводы, что тоже повышает его популярность.
Свойства материалов, на которые надо обращать внимание
Теплоизоляционные материалы обладают определенными свойствами, на которые следует ориентироваться на покупке. Выглядят они следующим образом:
- Теплопроводность. Основная характеристика. Материал должен обеспечивать должное сопротивление передаче тепла при небольшой толщине несущей конструкции. Чем ниже этот показатель, тем лучше.
- Горючесть. Это свойство рассматривается с точки зрения безопасности. Если изоляция восприимчиво к огню и выделяет во время пожара опасные химические вещества, следует отказаться от покупки или использовать материал с оговорками.
- Паропроницаемость. Это свойство материала «дышать», то есть пропускать пар. Если на материал попадает вода, все его свойства сильно ухудшаются. Естественно, после этого он перестанет нормально выполнять свои функции.
- Плотность. Показывает, какие нагрузки будет выдерживать здание от изоляции. Показатель не должен превышать 185-200 кг/м3.
- Водостойкость. Это важное качество, особенно если дом находится в дождливом регионе. Утеплитель, устойчивый к влаге, не взаимодействует с ней на химическом уровне, отлично сохраняя свои изначальные свойства.
- Гидрофобность. Под данным термином понимают способность изоляции отталкивать воду. Она не должна ее впитывать, особенно если материал состоит из волокон.
- Экологичность. Так как люди проводят очень много времени дома, важно, чтобы изоляция не выделяла никаких токсинов.
Если одна из характеристик не соответствует норме, лучше всего отказаться от покупки такого материала. Он, скорее всего, не будет исправно выполнять свои задачи.
Какие могут быть теплопотери
Тепловые потери бывают разными. В зависимости от них стоит подбирать материал для работы. Можно выделить такие варианты:
- При вентиляции. Основная потеря тепла происходит именно через нее. Причем справиться с этой проблемой непросто. Можно, к примеру, прикрывать каналы вытяжки и закрывать совсем при уходе из помещения. Также рекомендуется обустройство искусственных систем вентиляции.
- Тепловое излучение. Практически вся оставшаяся доля потерь уходит на него. По этой причине для изоляции лучше всего использовать отражающие материалы — естественно, там, где это возможно. В окна следует вставить К-стекло.
- Теплообмен. Это самопроизвольный процесс, с которым ничего нельзя сделать. Нивелировать проблему можно, подбирая изоляцию по теплопроводности.
Хорошо подобранные материалы помогут сохранить дом в тепле даже холодными зимами. Очень важно внимательно изучить характеристики перед покупкой.
Виды и свойства конкретных материалов
Стоит подробнее рассмотреть самые популярные материалы, выступающие в роли утеплителей. У каждого из них свои специфические свойства, отличающие его от других вариантов.
Пенопласт
Самый популярный материал, используемый преимущественно для утепления стен. Имеет невысокую цену, за счет чего пользуется большой популярностью. Отлично справляется со своими задачами, хорошо себя показывая как в жилых, так и промышленных строениях. Особо можно выделить такие характеристики:
- Минимальная цена. С помощью пенопласта получится провести бюджетный ремонт. Расход материала очень небольшой.
- Легкость монтажа. При работе с пенопластом не нужно будет изготавливать обрешетки или направляющие. Достаточно просто приклеить его к стене.
- Универсальное назначение. Материал можно использовать для утепления пола, фасада, стен, перекрытий, кровли и потолка.
- Закрытая структура ячеек гарантирует то, что пенопласт не впитает много воды. Это важно для подвалов и помещений, контактирующих с влагой в целом.
- Дополнительный приятный момент — шумоизоляция.
- Материал устойчив к воздействию спиртов, щелочных и солевых растворов. Кроме того, на нем редко формируется грибок или плесень. Но при этом надо помнить, что грызуны пенопласт очень любят.
- Экологическая безопасность. Материал не выделяет опасных элементов.
Пенопласт действительно эффективно справляется с холодом. Его можно закладывать даже в полые кирпичные стены. Допустимая температура эксплуатации — от -60 до +80 градусов.
Пеноплекс
Пеноплекс — это вспененный полистирол, который можно назвать ответвлением пенопласта, но при этом по свойствам он несколько лучше. Структура у него мелкоячеистая, благодаря чему он более прочный. Основные свойства пеноплекса следующие:
- Повышенная прочность. Даже при больших нагрузках плита сохранит свою форму. При этом ее можно легко нарезать специальными строительными ножами.
- Экологичность. Материал устойчив к образованию грибка или плесени, грызуны на него внимания не обращают. Правда, некоторые виды органических растворителей могут на него воздействовать негативно.
- Низкая паропорницаемость. Из-за нее необходимо четко соблюдать технологию установки. В противном случае в комнате будет парниковый эффект.
- Срок эксплуатации. Минимальный — 50 лет, но часто дольше.
- Коэффициент теплопроводности у материала низкий, то есть он отлично справляется со своими задачами.
- Назначение пеноплекса — универсальное. Им можно утеплять фасады, фундаменты, крыши, сауны.
В работе с пеноплексом важно соблюдать технологию. В таком случае он прослужит долго.
Стекловата
Один из самых известных материалов, который со временем претерпел некоторые изменения. Хотя, по сути, он остался тем же. Песок вместе со стеклянным вторсырьем вытягивается в волокна небольшой толщины, которые связывают в пучки и прессуют. Готовое изделие немного напоминает войлок, поставляется оно в рулонах. Подходит для вертикальных и горизонтальных поверхностей. Характеристики у него такие:
- Хрупкость. Это весомый недостаток. Чтобы стекловата не разлетелась на волокна, маты и полотна тщательно прошивают. Но при работе мелкие частицы в любом случае будут лететь во все стороны. Так что человек должке быть хорошо экипирован.
- Теплопроводность материала низкая, но все же это не сильная сторона стекловаты. Она уступает большинству материалов в этом плане.
- Стоимость не слишком высокая, за счет чего ее часто используют во время бюджетных ремонтов.
- Транспортировать и эксплуатировать материал достаточно удобно. Комплект утеплителя можно привезти домой за раз. Резать его легко.
- Безопасность. Навредить здоровью стекловата может лишь во время монтажа. Но при правильной эксплуатации никаких проблем не будет.
- Грызуны этот материал не любят. Кроме того, стекловата не горит.
Удобнее всего использовать ее для работы с полами или перекрытиями. Некоторые специалисты отделывают ей стены. Основной недостаток — это большое количество пыли.
Шлаковата
Производится утеплитель из доменного шлака. По сути, это отходы, в результате чего затраты на изготовление минимальны. Стоимость шлаковаты доступная. Она эффективно задерживает тепло в помещении, но обладает рядом недостатков, вытекающих из ее свойств:
- Материал не любит воду. Он не подходит для подвалов, ванных комнат и так далее. Еще он окисляет металлические детали и конструкции, если будет длительно с ними контактировать.
- Шлаковата очень колкая, поэтому при установке нужно использовать защиту.
Если сравнивать шлаковату и стекловату, то вторая, несомненно, лучше. Но и у этого материала тоже найдется свое применение.
Минеральная теплоизоляция
Минеральная вата тоже пользуется большой популярностью. Она имеет такие свойства:
- Волокна по размеру сопоставимы с таковыми у шлаковаты, но при монтаже они не вызывают никакого дискомфорта. В применении материал абсолютно безопасен.
- Коэффициент теплопроводности — один из лучших. В составе нет опасных для организма человека веществ, за счет чего минеральная вата очень востребована.
- Выдерживает воздействие высоких и низких температур в течение длительного времени.
- Утеплять этим материалом можно абсолютно любые здания, в том числе и те, что строятся с нуля. Нарушений циркуляции воздуха не наблюдается, то есть позволяется применять вату в комнатах с проблемной вентиляцией.
- Некоторые неудобства могут состоять в необходимости возведения фальшстены. Без нее этот утеплитель просто не ляжет. Хотя на самом деле технология очень простая.
- Материал экологически чистый и подходит для деревянных домов. При этом ему нельзя мокнуть.
- Рекомендуемая толщина изоляции — от 10 до 20 сантиметров в зависимости от погоды в регионе.
Еще можно отметить, что минеральная вата отлично поглощает звук. Единственный ее недостаток — высокая цена.
Эковата
Этот утеплитель производят на основе макулатуры и того, что остается от производства бумаги и картона. Также в состав добавляют антисептики и антипрен. Основа материала — целлюлоза, которая легко загорается, о чем стоит вспомнить.
Основной недостаток эковаты — постепенное уменьшение в объемах. Она оседает, утрачивая до 20% от изначального уровня. Поэтому использовать ее нужно в больших количествах. При этом утеплитель прекрасно впитывает влагу, что тоже не очень хорошо.
Для монтажа утеплителя требуется специализированное оборудование. Лучше всего нанимать квалифицированных сотрудников. Еще некоторое время придется отвести на сушку — от двух до трех дней.
При монтаже нужно убедиться, что рядом нет никаких источников открытого огня, и что материал не соприкасается с тем, что спровоцирует его тление.
Может показаться, что у эковаты слишком много недостатков, и от нее разумнее отказаться, но у нее есть и положительные стороны. В первую очередь можно выделить экономичность — и это при том, что использовать утеплитель необходимо с избытком. Кроме того, он безопасен для здоровья и не выделяет никаких токсинов. Теплопотери благодаря ему сокращаются к минимуму, а стоимость эковаты невысока.
Пенополиуретан
Полиэфир с добавлением воды и реагентов формирует весьма неплохой утеплитель, обладающий такими характеристиками:
- Низкий коэффициент теплопроводности. Материал подойдет для регионов с суровыми зимами.
- Для нанесения используется метод распыление. Покрытие получается равномерным, мостики холода отсутствуют.
- Пена имеет небольшой вес, потому не давит на конструкцию. Крепежей для монтажа никаких не понадобится.
- Сроки службы пенополиуретана продолжительные. Материал не боится воздействия жары и холодов, осадков, не гниет.
- Безопасен и не вредит человеку и окружающей среды.
- Не воздействует на металлические элементы конструкции, наоборот — защищает от коррозии.
Пенополиуретаном утепляют стены, полы и потолки. Он подходит для стекла, дерева, бетона и прочих поверхностей. Самое главное — защищать его от воздействия прямых солнечных лучей.
Рефлекторные теплоизоляционные материалы
Эта группа материалов работает по принципу отражателей. Вначале поглощают тепло, а затем его выделяют обратно — до 97%. Никаких примесей в составах изделий нет, наносят их поверх вспененного полиэтилена.
Несмотря на то, что материал очень тонкий, его характеристики впечатляют. Небольшой слой сравним с изоляторами толщиной до 10-27 сантиметров. Дополнительно обеспечивается эффект тепло-, звуко- и пароизоляции.
Что учитывать при теплоизоляции полов
При теплоизоляции полов нужно помнить, что именно от их температуры зависит то, насколько человеку будет комфортно в помещении. Выбранный материал должен быть небольшого веса и устойчивым к воде. Также следует смотреть на теплопроводность и сроки эксплуатации. Чаще всего для работы с полами используют минеральную вату, пенопласт, пенополиуретан и некоторые другие материалы. Важно убедиться, что они крепкие и не деформируются при сжатии.
Изоляция стен
В домах оптимально проводить фасадное утепление. Это непростая система, состоящая из нескольких компонентов, все части должны быть подобраны с умом. Недопустимы так называемые мостики холода, плиты должны плотно прилегать друг к другу и заполняли весь предназначенный им объем. Если слоев утеплителя будет несколько, материалы должны внахлест перекрывать швы.
Изоляция кровли
Через кровлю идет потеря до 20% от всего тепла. По этой причине работать с ней очень важно. Изоляция должна быть негорючей, пропускать водяные пары, но при этом нельзя, чтобы она скапливала влагу из атмосферы. Отдельно стоит сказать, что для плоских кровель действуют жесткие требования, так как все элементы конструкции должны иметь высокое качество. Желательно, чтобы они справлялись с высокими нагрузками.
Важно учитывать суточные перепады температуры, чтобы исключить образование трещин, возможные механические повреждения и действие солнца.
Изоляция подвала
Подвалы часто используются как склады, мастерские и так далее. Утепление поможет нормально там работать. Желательно заложить его еще на этапе постройки фундамента по системе «грунт, гидроизоляция, теплоизоляция, фундамнет». В противном случае будет очень сложно и дорого добиться нужной температуры в помещении.
Что нужно знать об изоляции потолка
Пол с потолком связаны друг с другом. Поэтому некоторые нюансы утепления схожи. В случае потолка материал еще дополнительно поглощает звук, что тоже полезно. Если эффективно организовать систему, получится значительно сэкономить на отоплении и электричестве.
При выборе утеплителя стоит оценить поверхность, с которой предстоит работать. Нужно учитывать ее материал, особенности. От этого зависит, как будут проходить работы, потребуется ли дополнительная гидроизоляция и так далее. Не стоит останавливаться на самых дешевых материалах, так как результаты будут не из лучших. Вполне вероятно, что через несколько лет изоляцию придется заменять на новую. Целесообразно хорошо вложиться в это дело. При покупке желательно подробно ознакомиться с характеристиками каждого возможного изделия.
Теплоизоляция активно используется в строительстве. Она позволяет организовать комфортный микроклимат в помещении, существенно сократить расходы на отопление. На рынке есть очень много вариантов материалов, так что подобрать оптимальный для конкретного здания получится в любом случае.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.
Теплоизоляция
Одной из важнейших задач, которую приходится решать при возведении зданий и сооружений, признается применение эффективной термозащиты. Появление новых теплоизоляционных материалов решило массу проблем энергоэффективности строений. Массовое использование утеплителей позволило оптимизировать расходы на строительство, увеличить срок эксплуатации зданий, улучшить микробиологические показатели, помогло формировать и поддерживать благоприятный микроклимат внутри помещений здания.
До середины двадцатого века теплоизоляция применялась в строительстве не повсеместно. Поэтому, чтобы температурный режим в здании был комфортным для работы и проживания людей, приходилось возводить дома и сооружения с толстыми стенами и массивными перекрытиями. Например, дома «сталинской» застройки. При таком типе строительства многоэтажных зданий нагрузка на фундамент была колоссальной. Основание дома проектировалось с учетом громадных напряжений и использованием больших затрат стройматериалов. В результате постройка требовала больших финансовых вложений. На смену мастодонтам «сталинской» архитектуры пришли «хрущевки». На Втором Всесоюзном съезде строителей Н.С. Хрущев резко раскритиковал существующие концепции в строительстве и назвал расточительством существующие методы. И курс был взят на железобетонные конструкции. Такие дома имели низкую энергоэффективность, плохо отводили водяные пары, формировали внутри неблагоприятный микроклимат. Стены, углы часто покрывались плесенью и собирался конденсат. Перестройка экономики страны на рыночные рельсы внесла существенные изменения в технологию строительства. Застройщик стал задумываться об уменьшении затрат на материалы путем облегчения фундамента, стен и кровли, но без снижения показателей теплопотерь. Решить эту задачу помогает использование теплоизоляции.
Классификация теплоизоляционных материалов
К современным теплоизоляционным материалам предъявляют жесткие требования. Теплоизоляция дома должна быть энергоэффективной, легкой, экологичной, обеспечивать звукоизоляцию и паро- проницаемость, не быть гигроскопичной и горючей. Теплоизоляцию классифицируют по нескольким признакам.
По принципу действия:
- Отражающая. Действие выстроено на отражении инфракрасных лучей от поверхности изоляции обратно в помещение.
- Предотвращающая. Предотвращает изменение температуры, как холода, так и тепла, благодаря низкой теплопроводности.
По назначению:
- Промышленная. Применяется для тепловой изоляции промышленного оборудования: фильтров, емкостей, термонагруженных объектов
- Строительная. Используется для тепловой изоляции и снижения теплопотерь при строительстве зданий и сооружений, в том числе частного строительства.
- Трубная. Предназначена для снижения теплообмена между внешней средой и инженерными коммуникациями. Бывает «горячего» применения, когда температура носителя в системе выше температуры окружающего воздуха; «холодного» - температура носителя ниже температуры окружающего воздуха.
По материалу изготовления:
- Органические. Производят из органического сырья природного происхождения: древесины, торфа, сельскохозяйственных отходов и тому подобного; и сырья, полученного в результате органического химического синтеза: пенополистирол, пенополиуретан, поливинилхлорид и другие. Недостатком теплоизоляции из природных материалов служит влагопроницаемость, склонность к разложению, горючесть.
- Минеральные. Неорганические теплоизоляционные материалы изготавливают из расплавов шлаков- отходов металлургической промышленности, и некоторых геологических пород. К минеральным утеплителям относят минеральную вату, стекловолокно, вспененное стекло, обработанный перлит, ячеистый бетон.
- Смешанные или композиционные. К ним относят различные смеси на основе асбеста, перлита, вермикулита.
По внешнему виду теплоизоляция бывает:
- Шнуровая, рулонная: жгуты, маты, шнуры.
- Штучная: блоки, полые цилиндры, кирпичи, сегменты, маты, плиты.
- Сыпучая: перлит, вермикулит.
- Рыхлая: все виды ваты.
По структуре:
- Ячеистые. Пенобетон, пенопласт, пеностекло, вспененный полиэтилен и другие.
- Волокнистые. Стекловата, все виды минеральной ваты.
- Зернистые. Перлитовый песок, вермикулит.
По жесткости:
- Мягкие.
- Жесткие.
- Полужесткие.
- Повышенной жесткости.
По теплопроводности классифицируют на три класса:
- А- малой теплопроводности.
- Б- средней теплопроводности.
- В- повышенная теплопроводность.
По степени горючести:
- Сгораемая
- Несгораемая
- Трудносгораемая
- Трудновоспламеняющаяся
Основные характеристики теплоизоляции
Чтобы ответить на вопросы, для каких целей подходит тот или иной утеплитель и как сориентироваться в многообразии предлагаемых материалов, необходимо знать и понимать на какие характеристики следует обратить внимание при выборе.
Коэффициент теплопроводности - показатель способности материала передавать энергию от более нагретого участка к более холодному. Чем ниже этот показатель, тем лучшими теплоизоляционными свойствами обладает утеплитель. На теплопроводность влияют плотность материала, расположение и количество пустот, а также паропроницаемость и влагопоглощение. От теплопроводности зависит термическое сопротивление здания или сооружения. То есть насколько хорошо строение сохраняет тепло зимой и комфортную температуру летом.
Паропроницаемость - возможность водяного пара в результате диффузии проникать в толщу строительной конструкции с более нагретой стороны в менее нагретую до выравнивания парциального давления. К показателю паропроницаемости косвенно привязана важная строительная характеристика - точка росы. Это точка в строительной конструкции, в которой осуществляется переход влаги из газообразного состояния в жидкое- конденсация. Точка росы поддается расчету при проектировании. Желательно, чтобы точка росы находилась в толще несущей стены или в паронепроницаемом утеплителе. Конденсат в волокнистых утеплителях, обладающих хорошей паропроницаемостью противопоказан, так, как ведет к накоплению влаги и снижению изолирующих свойств.
Гигроскопичность или влагопоглощение- способность материала впитывать влагу и удерживать ее. Чем выше этот показатель, тем быстрее теплоизолятор утрачивает свои теплоизоляционные качества.
Плотность – это масса вещества в определенном объеме. Чем ниже плотность, тем легче материал и тем меньше нагрузка на возводимую конструкцию.
Экологичность. Показатель экологичности очень важен для сохранения здоровья. Утеплитель не должен вызывать аллергии, оказывать воздействия на кожу, дыхательные пути.
Огнестойкость. Способность материала выдерживать воздействие высокой температуры и пламени без потери своих свойств. Рассчитывается в минутах.
Прочность - реакция материала на различные виды деформации без потери и ухудшения его целостности и заданных свойств.
Назначение теплоизоляционных материалов
Какую теплоизоляцию выбрать зависит от конкретных целей утепления. В строительстве разделяют теплоизоляцию кровли, перекрытий, стен, внутренних перегородок, фундамента.
Капитальные стены утепляют снаружи, для защиты от промерзания и влаги. Если стена из кирпича или бетона для утепления отлично подходят пенополистирольные плиты или по-другому, экструзионный пенополистирол. 5 см. такого утеплителя приравниваются по теплопроводности к 70 см. кирпича. Этот утеплитель имеет очень низкий коэффициент теплопроводности, негигроскопичен, обладает низкой паропроницаемостью и высокой прочностью на сжатие. Все это делает его долговечным. Срок его службы обуславливается сроком эксплуатации здания. Прост и удобен в монтаже. Экологичность подтверждена сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями.
Получают материал смешиванием гранул полистирола при повышенной температуре и давлении, с введением вспенивающего агента, и последующим выдавливанием из экструдера.
Предшественником экструдированного пенополистирола выступает пенопласт. Производятся материалы из одного и того же сырья, но по разным технологиям. Экструдированный пенополистирол выигрывает у пенопласта по показателям прочности, влаго- и- паропроницаемости.
Деревянные стены из бруса утепляют «дышащими» утеплителями. К ним относят минеральные ваты на основе базальтового утеплителя – «каменная вата», стекловолокна- «стекловата»
Каменная вата производится путем плавления камня при температуре 1500 0С. В результате этого получается подобие вулканической лавы, которую при помощи центробежной силы и резкого охлаждения превращают в волокна будущего утеплителя. Для получения каменной ваты подходят не все камни. В качестве сырья используют изверженные горные породы габро-базальтовой группы, отличающейся своей высокой прочностью. Каменная вата характеризуется повышенной огнестойкостью, низкой теплопроводностью. 5см. каменноватной плиты приравнивается по теплопроводности к 15 см стены из бруса, 80 см. стены из полнотелого кирпича или 2 м. железобетона. Выпускают каменную вату в виде мягких, жестких плит, матов и формованных изделий.
Стекловата производится по схожей технологии, но сырьем служат отходы стекольной промышленности. Стекловата имеет отличные показатели по теплопроводности. Но не лишена недостатков. Как и все виды минеральных ват склонна к накоплению влаги. При монтаже требуется обязательная защита кожи и органов дыхания от стеклопыли.
Минеральные ваты необходимо защищать от водяного пара пароизоляционной мембраной, проводящей пары влаги только в одну сторону. Очень важно не перепутать сторону, которая должна быть обращена к утеплителю.
Бывают ситуации, когда внешнее утепление невозможно. Тогда прибегают к внутренней теплоизоляции. Выполняя работы, необходимо строго придерживаться правил по внутреннему теплоизолированию помещений, чтобы не навредить элементам строительной конструкции и исключить негативное воздействие на микроклимат и воздухообмен. В противоположность наружному утеплению, где допускается использование паропроницаемого утеплителя, при внутреннем необходимо исключить попадание паров влаги в теплоизолирующий материал. Для этого используют паронепроницаемый утеплитель или монтируют сплошную пароизоляционную защиту. Допускается использование минеральных ват, пенополиуретана, графитового пенополистирола- пенопласт, с вкраплениями гранул, окрашенных графитовой краской. Графитовая краска хорошо отражает тепловое излучение. Внутреннее утепление невозможно без качественной вентиляции. Отсутствие вентиляции неизбежно приведет к повышению влажности в помещении, образованию конденсата, развитию плесени.
Методика теплорасчетов внутреннего и наружного утепления приведены в СП23-101-204 «Проектирование тепловой защиты зданий».
Перегородки, деревянные перекрытия. В качестве утеплителя перекрытий хорошо подходят стекловата и минеральная плита, вспененный полиэтилен, эковата, жидкий утеплитель.
Эковата- рыхлое целлюлозное волокно, изготавливаемое из макулатуры с добавками из антисептиков и антипиренов. Структура материала позволяет применить механический метод утепления. При утеплении кровли, перекрытий, стен в каркасных домах эковата подается с помощью выдувных машин по шлангу в каркасную конструкцию между стропил или стоек стен за пленку. При этом волокна утеплителя поступают в самые труднодоступные полости и зазоры, образуя непрерывный и бесшовный теплоизоляционный контур. Поверхности утепленные эковатой «дышат» подобно деревянным, что способствует поддержанию микроклимата. Благодаря добавкам из антисептиков и антипиренов, теплоизолятор относится к группе долговечных и трудновоспламеняемых материалов, не подвержен гниению и воздействию грызунов и насекомых.
К жидким утеплителям относят пенополиуретан и термокраски. Оба вида наносятся на поверхность напылением. Пенополиуретан при застывании образует пористую структуру. Дает отличное сцепление с поверхностью, позволяет изолировать труднодоступные места. Имеет низкий коэффициент теплопроводности. Но в крупных объемах строительства требуется применение специального оборудования, и квалифицированного персонала, что влияет на стоимость работ. Срок службы пенополиуретана более 40 лет.
Термокраски выпускают на акриловой или водной основе. В качестве наполнителя выступают частицы вспененного стекла, перлит, керамические микросферы, стекловолокно. Отличается от других видов утеплителя минимальной толщиной слоя. Слой толщиной в 1миллиметр термокраски обеспечивает термическую защиту как пятисантиметровый слой пенопласта. Может наноситься на внешние и внутренние поверхности, обеспечивать термозащиту в местах со сложной геометрией. Но имеет существенный недостаток – это цена.
Перечисленные материалы, за исключением термокраски, дополнительно играют роль шумоизоляции в помещении и снижают шумовую нагрузку на 40-50 Дб.
Фундаменты. Теплоизоляция фундамента необходима для предотвращения его промерзания, противодействию пучению грунтов и обеспечению лучшей гидроизоляции. Лучше всего на эту роль подходит экструдированный пенополистирол или напыляемый пенополиуретан. При чем плитный фундамент может быть утеплен только в процессе возведения. Последующий монтаж утеплителя не принесет должного эффекта. Чтобы избежать промерзания грунта и его пучения, вокруг дома создают отмостку с прослойкой теплоизоляционного материала.
Как правильно выбрать теплоизоляцию
При всем широком богатстве выбора на рынке теплоизоляционных материалов, существуют строгие критерии выбора теплоизоляции. Материал и толщину теплоизоляции определяют при помощи теплотехнического расчета. Утеплитель следует использовать строго по назначению. Если материал предназначен для фундамента, значит для фундамента, для утепления стен снаружи – значит именно таким образом применять материал. Необходимо учитывать требуется ли гидро- и- пароизоляция при утеплении и заранее продумать эти моменты. При производстве работ по утеплению важно знать, что изолировать от внешних температурных воздействий необходимо всю площадь поверхностей. Помимо утепления стен, уделяют особое внимание чердачным перекрытиям, так как через них теряется наибольшая часть тепла. Обязательно следует утеплять сложные геометрические поверхности и выступающие за утеплитель элементы. Иначе будут образовываться мостики холода, которые значительно снижают эффект утепления. Швы в неволокнистых теплоизоляторах таких, как, например, пенополистирол, должны герметизироваться монтажной пеной.
Таким образом нельзя сказать однозначно точно: какой утеплитель лучше. К данному вопросу нужно подходить взвешенно и расчетливо. В каждом отдельном случае будет задействован конкретный вид теплоизоляции или комбинация теплоизоляционных материалов.