Рубрика “Утепление фундамента”

Категория: Утепление фундамента

Родительская категория:

Утепление дома

Дочерние категории:

Утепление фундамента дома При возведении дома или реставрации старого строения одним из самых важных мероприятий является утепление фундамента.

Только комплексная теплоизоляция фундамента, включая отмостку и цоколь, поможет уберечь основание дома от воздействия сырости и плесени.

С помощью грамотного всестороннего утепления дом прослужит намного дольше. Также значительно уменьшаются теплопотери.

Подробную информацию по утеплению отмостки можно прочитать, пройдя по этой ссылке. Утепление своими руками пеноплексом цоколя фундамента снаружи — бюджетный и простой выход для защиты основания дома. Как это сделать — читайте по этой ссылке.

Зависимость глубины фундамента от типа грунта

Глубина фундамента зависит от нескольких характеристик:

от назначения проектируемого строения;
от глубины фундамента соседних сооружений;
от рельефа территории строительства;
от геологических свойств местности;
от гидрогеологических условий участка;
от глубины сезонной мерзлоты грунта.

Глубина фундамента для отапливаемых помещений с холодным подвалом (в соответствии СНиП) зависит от типа грунта и степени его сезонного промерзания. Эта зависимость представлена в таблице 1.

**Таблица 1**. Зависимость глубины фундамента от типа грунта
Грунты под подошвой фундамента	Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод d_w, м, при
Грунты под подошвой фундамента	d_w ≤ d_f + 2	d_w > d_f + 2
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности	Не зависит от d_f	Не зависит от d_f
Пески мелкие и пылеватые	Не менее d_f	Не зависит от d_f
Супеси с показателем текучести I_L < 0	Не менее d_f	Не зависит от d_f
Супеси с показателем текучести I_L ≥ 0	Не менее d_f	Не зависит от d_f
Суглинки, глины, а так же крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта I_L ≥ 0,25	Не менее d_f
Суглинки, глины, а так же крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта I_L < 0,25	Не менее d_f	Не менее 0,5 d_f

Утепление фундамента: расчет глубины промерзания грунта

Расчетная глубина промерзания грунта для региона d(f), где планируется строительство дома, находится по следующей формуле:

$d_{f}=k_{h}\cdot d_{fn},$

где d_fn — нормативная глубина промерзания

k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений - k_h = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

**Таблица 2**. Коэффициент k_h для наружных фундаментов отапливаемых сооружений
Особенности сооружения	Коэффициент k_h при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещение, примыкающем к наружным фундаментам, °С
Особенности сооружения	0	5	10	15	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
по лагах по грунту	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
по утепленному цокольному перекрытию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
С подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4

Если глубина фундамента не зависит от промерзания грунта, то она рассчитывается, исходя из нормативных показателей промерзания грунта (вычисляется среднее из максимальных значений мерзлоты по данным, взятым из наблюдений в течение 10 лет).

Для регионов, где нет таких длительных наблюдений, используется формула (если мерзлота не выше 2,5 м):

$d_{fn}=d_{0}\sqrt{M_{t}},$

где M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта и района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d_о — величина, принимаемая равной, м, для:

суглинков и глин — 0,23;
супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28;
песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30;
крупнообломочных грунтов — 0,34.

Значение d_о для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Проще говоря, глубина фундамента должна быть примерно на 10-20 см больше, чем уровень промерзания почвы — это основание глубокого заложения. Для уменьшения глубины фундамента проводится утепление отмостков.

Обязательно утеплять отмостку для ленточных фундаментов мелкого заложения. Мелкозаглубленные основания обычно уходят в землю на 60 см.

Важно: процесс утепления фундамента не зависит от его глубины. Обычно утепляют цокольную часть, находящуюся над поверхностью земли, и отмостки. Теплоизоляция отмостков осуществляется вширь (в сторону от стены дома).

Общая ширина утепления для отмостков определяется через глубину промерзания грунта в конкретном регионе. Ширина теплоизоляции должна быть больше или равна значению, определяющему уровень мерзлоты.

Данные по уровню промерзания грунта в конкретном регионе можно вычислить по формулам, указанным выше. Можно воспользоваться готовыми расчетами.

**Таблица 3**. Глубина промерзания почвы в разных регионах
Название городов	Глубина промерзания, см
Омск, Новосибирск	220
Тобольск, Петропавловск	210
Курган, Кустанай	200
Свердловск, Челябинск, Пермь	190
Сыктывкар, Уфа, Актюбинск, Оренбург	180
Киров, Ижевск, Ульяновск, Устинов, Казань, Котлас, Куйбышев	170
Самара, Уральск	160
Вологда, Кострома, Пенза, Саратов, Нижний Новгород	150
Москва, Санкт-Петербург, Тверь, Воронеж, Калинин, Новгород	140
Воронеж, Волгоград, Гурьев, Псков, Смоленск	120
Харьков, Астрахань, Киев, Минск, Ростов-на-Дону	100
Фрунзе, Алма-Ата	80
Калининград, Львов, Николаев, Одесса, Симферополь, Севастополь	70

Расчет площади фундамента

Для нахождения площади фундамента используют неравенство, представленное в формуле ниже. Формула площади фундамента:

$S> \frac{\gamma _{n}\cdot F}{\gamma _{c}\cdot R_{o}},$

где S — площадь подошвы фундамента (см²);

F — расчетная нагрузка на основание (общий вес дома, в том чиле фендамента, полезная нагрузка, снеговой покров…) (кг/м²);

Ro — условное расчетное сопротивление грунта основания для фундаментов с глубиной заложения 1,5…2 м;

$\gamma _{n}$ = 1.2 – коэффициент надежности;

$\gamma _{c}$ – коэффициент условий работы имеет следующие величины:

1,0 — глина пластичная, сооружение жесткой конструкции (каменные стены);
1,1 — глина пластичная, сооружение нежесткой конструкции (деревянные или каркасные стены) и жесткой конструкции длинные, с соотношением длины к высоте больше 4;
1,2 — глина слабопластичная, пески пылеватые маловлажные, строения нежесткие и жесткие короткие с соотношением длины к высоте меньше 1,5;
1,2 — крупный песок, строения жесткие длинные;
1,3 — пески мелкие сооружения любой жесткости;
1,4 — крупный песок, сооружения жесткие и нежесткие длинные.

Для проведения вычислений потребуется знать, в каком регионе будет строиться здание, какой тип грунта представлен в этом регионе, и какова глубина залегания грунтовых вод.

Также необходимо предварительно представлять планировку дома, тип кровельного покрытия и материал, из которого будут выполнены основные части дома (стены, перекрытия, фундамент).

Для упрощения вычислений воспользуемся готовым примером: имеется одноэтажное строение высотой 3 м, выполненное из бруса толщиной 15 см. Размеры дома — 12*6 метров. Перекрытия в подвале — железобетон, перекрытие на первом этаже — деревянное.

Крыша здания выполнена из шифера, двускатная под углом 25 градусов. Строительные работы будут проходить в Нижнем Новгороде на суглинках с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент будет сделан из железобетона, толщина как у стен.

В расчетах будем двигаться последовательно, находя каждый коэффициент по отдельности.

Расчет массы дома (F)

Масса дома включает в себя вес фундамента, общую нагрузку от стен, кровли, перекрытий, а также нагрузку от внутренних объектов дома — лестниц, каминов и прочего.

Для домов, где пол первого этажа залит по грунту, массу объектов, находящихся на нем, можно не учитывать.

Расчет нагрузки на фундамент от стен

Для начала нужно найти массу стен. Как ее рассчитать? Для этого необходимо знать, из какого материала будет построен дом. У каждого есть своя нагрузка на 1м². Для стены толщиной в 15 см параметры будут следующие:

**Таблица 4**. Давление квадратного метра стены из различных материалов
Железобетонная стена	350 кг/ м²
Кирпичная стена	250 кг/ м²
Бревна или брус	100 кг/ м²
Каркасная стена	50 кг/ м²

Нахождение массы стен для одноэтажного дома из бруса (толщина его 15 см) высотой 3 м и площадью 12*6 м.

12*3*2 = 72 (м²) — площадь 2 боковых стен;

6*3*2 = 36 (м²) — площадь 2 фронтальных стен;

общая площадь стен - 72+36 = 108 (м²);

108 * 100 = 10800 (кг) — масса стен из бруса.

Стены давят не на всю поверхность фундамента, поэтому рассчитываем площадь давления: периметр стен умножить на их толщину:

(12*2+6*2)*0,15 = 5,4 (м²) — площадь давления стен на фундамент;

10800/5,4 = 2000 (кг/м²) — нагрузка стен на фундамент.

Расчет нагрузки на фундамент от крыши

Для нахождения массы кровли необходимо заранее знать, из чего она будет сделана. Для каждого материала также существуют свои весовые показатели.

**Таблица 5**. Давление кровельного покрытия
Натуральная черепица	80 кг/ м²
Шифер	50 кг/ м²
Мягкая кровля	50 кг/ м²
Металлическая кровля	30 кг/ м²

12*6 = 72 (м²) — площадь проекции крыши;

72*50 = 3600 (кг) — масса кровли из шифера.

Так как крыша двускатная, следовательно, она опирается на две длинных стороны фундамента (они равны 12):

12*2 = 24 (м) — длина фундамента, на которую оказывается давление.

Затем находим площадь нагруженного фундамента толщиной в 0,15 м:

24*0,15 = 3,6 (м²).

Тогда нагрузка кровли на основание считается так:

3600/3,6 = 1000 (кг/м²).

Расчет нагрузки на фундамент от перекрытий

Масса перекрытий рассчитывается по данным из этой таблицы 6.

**Таблица 6**. Масса различного типа перекрытий
Железобетонное	500 кг/ м²
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем с плотностью до 500 кг/ м³	300 кг/ м²
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем с плотностью до 200 кг/ м³	150 кг/ м²
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем с плотностью до 500 кг/ м³	200 кг/ м²
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем с плотностью до 200 кг/ м³	100 кг/ м²

12*6 = 72 (м²) — площадь перекрытия цокольного или чердачного;

72*500 = 36000 (кг) — масса цокольного железобетонного перекрытия;

72*100 = 7200 (кг) — масса чердачного деревянного перекрытия;

7200+36000 = 50400 (кг) — общая масса перекрытий.

Рассчитаем нагрузку от перекрытий. Перекрытия опираются на две стороны основания, как и крыша, поэтому расчеты будут такие:

50400/3,6 = 14000 (кг/м²).

Расчет нагрузки на фундамент от снегового покрытия

Для зимнего времени года учитывается также нагрузка снега, находящегося на крыше. Так как снег лежит на крыше, следовательно, он давит также на две стороны фундамента площадью 3,6 м².

Рисунок 1. Нагрузка снега на крышу для различных регионов

Сначала нужно найти длину ската крыши:

(3,6/2)/cos 25° = 1,8/0,9 = 2 (м).

Затем находим общую площадь крыши:

(2*12)*2 = 48 (м²).

По рисунку «Нагрузка снега на крышу для различных регионов» смотрим нагрузку снега для Нижнего Новгорода. Находим нагрузку снегового покрытия на фундамент:

48*240/3,6 = 3200 (кг/м²).

Расчет давления от фундамента

Масса фундамента – это его объем, умноженный на плотность материала, из которого он изготовлен.

**Таблица 7**. Плотность материалов для фундамента
Материал	Плотность кг/ м³
Бутовый камень, полнотелый кирпич	1600
Мелкозернистый бетон (без щебня)	1800
Бетон на доломитовом щебне	2200
Бетон на гранитном щебне	2300
Железобетон	2500

Глубина залегания фундамента зависит от степени промерзания почвы. Для Нижнего Новгорода этот показатель будет равен 150 (см. таблицу 3 «Глубина промерзания почвы в разных регионах»).

Известно, что дом будет построен на суглинистом грунте. В таблице 8 «Глубина фундамента и тип почвы» проверим, достаточно ли будет 150 см.

Для суглинков глубина фундамента должна быть не менее уровня промерзания почвы, поэтому значение 150 может использоваться для дальнейших расчетов коэффициента Rо и объема фундамента.

**Таблица 8**. Глубина фундамента и тип почвы
Грунты	Расстояние до грунтовых вод в период промерзания грунта	Глубина заложения фундаментов (одно- и двухэтажные здания)
Скальные и полускальные	Любое	Любая, независимо от глубины промерзания грунта
Пески гравелистые, крупные и средние	Любое	Не зависимо от глубины промерзания грунта, но не менее 0,5 м
Пески мелкие, пылеватые	Более чем на 2 м больше глубины промерзания грунта	То же
Супеси	Превышает расчетную глубину промерзания грунта менее чем на 2 м	Не менее ¾ расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м
Суглинки, глины	Менее расчетной глубины промерзания грунта	Не менее расчетной глубины промерзания грунта

12*6*1,5 = 108 (м³) — объем фундамента для дома;

108*2500 = 270000 (кг) — масса фундамента.

Найдем его нагрузку на почву. Для этого разделим его массу на площадь занимаемой поверхности (т.е. площадь фундамента):

270000/72 = 3750 (кг/м²).

Итого нагрузка всей конструкции дома (F) равна:

Нагрузка от стен — 2000 кг/м²;
нагрузка от кровли — 1000 кг/м²;
нагрузка от перекрытий — 14000 кг/м²;
нагрузка от снега — 3200 кг/м²;
нагрузка от основания — 3750 кг/м².

F = 2000+1000+14000+3200+3750 = 23950 (кг/ м²)

Максимальная нагрузка на суглинистую почву с пористостью 0,5 (Ro), в соответствии СНиП, равна 25493 кг/м². Рассчитанная нагрузка 23950 кг/м² является для грунта приемлемой. Следовательно, фундамент площадью 12*6 м² для данной конструкции дома допустим.

Утепление фундамента и его отмосток и цоколя — важный этап в строительстве дома. Через фундамент без теплоизоляции уходит до 20% тепла, поэтому очень важно для получения желаемого результата провести работы комплексно.