Утепление фундамента пенополистиролом: история, производство и свойства метериала, особености его применения

Неприхотливые к использованию и устойчивые к воздействию внешней среды легкие утеплители из полимеров сегодня широко используются в строительстве. В их число входит и экструдированный пенополистирол – доступный материал, который позволит защитить фундамент, снизить теплопотери и предотвратить преждевременное разрушение конструкции.

Утепление фундамента пенополистиролом Источник stroy-dom-pravilno.ru

История материала

Утепление фундамента экструдированным пенополистиролом начало применяться с середины прошлого века. Полученный в США в 1941 году материал обладал необходимыми свойствами — низкой теплопроводностью, биологической инертностью, устойчивостью к воде, неорганическим кислотам и щелочам. Благодаря этому полимер получил широкое распространение как теплоизолятор сначала за рубежом, затем в России.

В 1998 году отечественные компании освоили выпуск теплоизоляционных материалов на основе экструзионного пенополистирола. Проведенные исследования подтвердили уменьшение энергозатрат на отопление до 20%. Практика применения в нашей стране плитного изолятора недолгая — всего 20 лет. Но все показатели, а также опыт стран Америки и Европы подтверждают высокую эффективность использования утеплителя для повышения энергосбережения зданий промышленного и гражданского назначения.

Экструдированный пенополистирол Источник obustroeno.com

Мостик холода

Температурный мостик холода – это конструкционный элемент строения с низким термическим сопротивлением.

Элементы кладки и монолитные конструкции являются проводниками холода в здание, так как содержат бетон, раствор и металл в своём составе. Эти материалы охлаждаются намного быстрее, чем остальные, и по ним, как по мостикам, тепло покидает здание. Чем больше таких мостиков напрямую контактирует с внешней средой, тем ниже теплозащитная эффективность здания.

Чем ниже энергоэффективность сооружения, тем больше будет энергопотребление. Вырастут затраты на отопление. Вместе с тем, мостики холода способствуют образованию и накоплению водяного конденсата. Это влияет на появление плесени и различных грибков. Также конденсат постепенно приводит к коррозии и разрушению строительных элементов.

Зачем утеплять фундамент

Подземная часть сооружения работает в сложных условиях. Она воспринимает нагрузки от здания, давление грунта, в том числе боковое. Глубинные и поверхностные воды увлажняют подошву и стенки фундамента. Щелочная или кислая среда неблагоприятно воздействуют на цементный камень и арматуру.

Сезонные промерзания — бич глинистых грунтов. Силы морозного пучения, возникшие в результате превращения воды в лед, поднимают даже массивные фундаменты. Весной после оттаивания они вновь опускаются. Такие подвижки разрушительно отражаются на основаниях зданий, вызывают появление трещин, деформаций, сколов. Это неизбежно влечет уменьшение несущей способности подземных конструкций и, как следствие, повреждение надземных частей строений.

Промерзание — одна из причин образования трещин Источник svarog-dom.ru

До появления пенополистирола фундаменты утепляли обратной засыпкой керамзитом. Для борьбы с пучением подошву заглубляли ниже отметки промерзания грунта. Эти меры приводили к удорожанию строительства, особенно, небольших зданий без подвала. 30% всего бюджета, выделенного на объект, попросту закапывалось в землю в виде тяжелых железобетонных блоков или монолита.

На сегодняшний день благодаря использованию легких недорогих утеплителей возможно строительство домов высотой до 2-3 этажей на мелкозаглубленных ленточных или столбчатых фундаментах и плитах. Заложение в этих случаях не превышает 30-50 см.

Утепление фундаментов проводят с целью:

• защитить конструкции от внешних воздействий;
• предотвратить преждевременное разрушение железобетона;
• снизить теплопотери через основание и цоколь;
• уменьшить затраты на возведение массивного основания под малоэтажные сооружения.

Фундамент, утепленный пенополистиролом Источник plastprom.ru
Пенополистирол, как и многие другие полимеры, неприхотливый материал. Но без знаний его свойств, особенностей и технологии применения можно не достичь желаемого эффекта.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на ремонте и проектировании фундамента и утеплении домов.

Подводим итоги

Утепление фундаментов с помощью пенополистирольных плит является универсальным средством решения проблем пучения грунтов и энергосбережения. Легкость и хорошая обрабатываемость плит позволяет большинство работ проводить самостоятельно. Исключительная атмосферостойкость этих материалов делает возможным утепление в несколько этапов, не боясь потери свойств под воздействием температуры, влаги и солнечного излучения.

Большое количество схем изоляции фундаментов с помощью ЭППС и пенопласта говорит о многообразии решаемых вопросов при самой различной конструкции построек. Мы рекомендуем застройщикам и домовладельцам изучать все популярные технологии применения полистирольных утеплителей.

Производство экструзионного пенополистирола

Утеплитель выпускается в виде плит толщиной 10-500 мм, длиной 500-2000 и шириной 500-6000 мм. Предприятия согласовывают габариты и форму с потребителем и могут их изменять.

Стандартные размеры пенополистирола для утепления фундамента — 1200х600 мм и толщина 20-150 мм. В кромках для удобства монтажа выбрана четверть.

Изготавливают теплоизолятор из гранулированного полистирола, который расплавляют и обрабатывают под давлением смесью фреона с угольной кислотой. Получившуюся густую пенистую массу выдавливают через экструзионную установку. После реакции полимеризации и улетучивания газа заготовки нарезают на листы. Материал приобретает мелкопористую структуру с диаметром ячеек 0,1-0,2 мм. Полости имеют замкнутую форму, вследствие чего отсутствует их связь с атмосферой. Это определяет низкую теплопроводность пенополистирола в сочетании с малой плотностью.

Производство пенополистирола Источник pinterest.es

Подготовительный этап

Пенополистирол ПСБ-С

Для начала следует рассчитать, сколько плит утеплителя понадобится для фундамента. Размеры стандартной плиты пенополистирола – 600х1200 мм, толщина от 20 до 100 мм. Для фундамента жилого здания обычно используют плиты толщиной 50 мм, укладывая их в два слоя. Чтобы узнать, сколько плит понадобится, общую длину фундамента умножают на его высоту и делят на 0,72 – площадь одного листа пенополистирола.

Например, если утепляется фундамент высотой 2 м в доме 10х8 м, площадь теплоизоляции равняется 72 квадратам. Поделив ее на 0,72, получаем количество листов – 100 штук. Поскольку утепление будет выполняться в два слоя, необходимо покупать 200 плит толщиной 50 мм.

Это, правда, очень усредненный расчет, основанный на том, что толщина утепления будет именно 100 мм. Но эта величина может быть и больше — все зависит и от климатических условий региона, и от материала фундамента, и от типа утеплителя.

Существует специальная система система расчета толщины, для которой требуется знать показатель R — это постоянная величина требуемого сопротивления теплопередаче, установленная СНиП для каждого региона. Ее можно уточнить в местном отделе архитектуры, или же взять из предлагаемой таблицы:

Калькулятор расчета толщины утепления фундамента

Чтобы не утруждать читателя формулами расчета, ниже размещен специальный калькулятор, который позволит быстро и точно найти требуемую толщину термоизоляции. Полученный результат округляют в большую сторону, приводя к стандартной толщине панелей выбранного утеплителя:

Помимо пенополистирола понадобится:

• мастика или рубероид;
• гравий;
• клей;
• дюбели-грибки;
• шпатлевка или монтажная пена;
• уровень;
• зубчатый шпатель;
• цементный раствор;
• песок;
• армирующая сетка;
• валик.

Когда все материалы заготовлены, по периметру фундамента выкапывают траншею. Копать нужно до уровня промерзания, то есть на глубину 1,5-2 м. Чтобы в траншее удобно было работать, ее ширина должна равняться 0,8-1 м. Разумеется, выемка грунта производится исключительно вручную, поскольку техника может повредить фундамент. Стенки основания нужно тщательно очистить от земли, неровности и трещины заделать раствором.

Свойства

Физико-механические свойства и технические характеристики экструзионного пенополистирола регламентирует ГОСТ 15588-2014. В соответствии с ним плиты маркируются как ППС 10…45 в зависимости от предельной плотности.

Основные свойства утеплителя:

1. Плотность 10-45 кг/м?. Материал очень легкий благодаря большому содержанию воздуха в мельчайших пузырьках.
2. Коэффициент теплопроводности 0,031-0,041 Вт/м°С. Это самая низкая характеристика среди строительных теплоизоляторов. Благодаря мелкопористой структуре материала теплопередача осуществляется преимущественно путем конвекции, поэтому энергия перемещается сквозь слой очень медленно.
3. Водопоглощение в первые сутки в пределах 0,2%, за последующий месяц — до 0,6% по объему. Малый показатель обусловлен замкнутым характером пор. Влага проникает только в поверхностный слой материала, разрушенный при резке.
4. Прочность на сжатие пенополистирола определяется при линейной деформации, не превышающей 10%. Для утепления подземных частей зданий используют материал с характеристикой не менее 100 кПа. Необходимую марку по прочности определяют расчетом, учитывая конструктивное решение основания. Например, фундаментная плита создает значительную нагрузку. Чтобы ее выдержать без разрушений, используют ППС марки не ниже 40…45.
5. Низкая паропроницаемость. Прохождению водяного пара препятствует плотный слой из пузырьков, плита из пенополистирола практически герметична.
6. Термостойкость в интервале -50°С …+75°С с сохранением физических свойств материала.
7. Срок службы плит из пенополистирола достигает 50 лет. Это сложно пока проверить ввиду относительной новизны материала, но институт НИИСФ провел исследования. Они подтвердили долговечность полимера при эксплуатации в условиях, приближенным к реальным. Европейские и американские строители свидетельствуют о том же.
8. Экологическая безопасность. Известно свойство полистирола при нагреве до высоких температур выделять ядовитый удушливый газ. При эксплуатации фундамента такая ситуация вряд ли возникнет, конструкция в толще земли не подвергается опасности возгорания. При правильной технологии утепления возможность перегрева отсутствует.

Таблица размеров пенополистирола Источник it.decorexpro.com
Отдельная тема — устойчивость пенополистирола к химическому воздействию. Кислоты, щелочи, соли, спирты и компоненты строительных смесей на основе цемента не вступают в реакцию с полимером. Опасность представляют органические вещества — углеводороды, растворители, полиэфиры и эфиры, масляные краски, кетоновые соединения, деготь. При взаимодействии с ними полимер разрушается.

Плюсы и минусы ЭППС

Пенополистирольный утеплитель на нижнем уровне здания уверенно конкурирует с более привычной минеральной ватой. Последняя утрачивает эффективность при намокании, поэтому использовать её под землёй нецелесообразно. Пенополистирол за целый месяц непосредственного контакта с водой (например, с подземными водами, активизирующимися весной) впитает менее 1% от всего своего объёма. Кроме того, этот материал не гниёт, не поддаётся химическим воздействиям и способен выдержать до тысячи замерзаний, не деформируясь и не утрачивая свойств.

Главное положительное качество экстудированного пенополистирола, крайне важное именно для термоизоляции фундамента – низкая теплопроводность, — объясняется его уникальной закрытопористой структурой. Пенополистирол представляет собой, по сути, скопление наполненных газом замкнутых ячеек. Вместе они образуют своеобразную воздушную подушку, которая не выпускает тепло изнутри и не впускает холод снаружи. То есть ЭППС идеально соответствует требованиям, которым обязан соответствовать качественный утеплитель.

Плотность пенополистирола значительно превосходит «потолок», необходимый для того, чтобы утеплить подвал и цоколь (до 35 килограммов на кубометр).

Наконец, явными преимуществами для потребителей являются:

• небольшой вес материала;
• лёгкость при резке;
• простота монтажа, обеспечиваемая за счёт соединительных шипов и пазов по краям плит;
• вытекающая из предыдущего пункта идеальная стыковка плит, благодаря чему холод не будет проникать между ними.

У пенополистирола есть и отрицательные стороны. Главная из них – горючесть материала. Решить эту проблему поможет обработка защитным составом.

Утепление ленточного фундамента

Оптимально утеплять фундамента снаружи. В этом случае конструкция не промерзает и не увлажняется. Такой способ применяют при теплоизоляции на этапе строительства.

При затрудненном доступе к внешней части основания утепляют пенополистиролом фундамент изнутри. Это не убережет конструкции от холода и влаги, но уменьшит теплопотери.

Устройство дренажа и гидроизоляция

Подготовительный этап при вертикальной теплоизоляции ленточного фундамента — устройство дренажа и гидроизоляция наружной поверхности. Эти меры предохраняют конструкции от увлажнения, что сказывается на их работе в лучшую сторону. Отсутствие подсоса влаги дополнительно препятствует промерзанию железобетона.

Гидроизоляция ленточного фундамента Источник readmehouse.ru

Теплоизоляция отмостки

Изоляция грунта вокруг здания используется для защиты его (грунта) от пучения и уменьшения глубины, на которую закладывается фундамент. Пенополистирол препятствует деформации. Это увеличивает надежность и долговечность основания.

Как правильно утеплить отмостку

Оптимальная конструкция утепления отмостки

Теплоизоляция поверхности начинается с вертикальной укладки, после чего песок засыпают обратно на 15 см ниже уровня грунта. Опалубка выполняется на расстоянии около метра от стены, дно выравнивается и утрамбовывается. После этого укладываются плиты, гидроизоляционная плёнка и заливается бетон. Его нужно выровнять так, чтобы был небольшой уклон на внешнюю сторону. Если бетон застыл, опалубка снимается и производится отделка отмостки камнем или тротуарной плиткой.

Утепление отмостки

Видео описание

Процесс утепления фундамента экструдированным пенополистиролом отображен в этом видео:

Заключительные работы

После утепления аккуратно засыпают пазухи непучинистыми материалами — песком, щебнем. По периметру прокладывают горизонтальный слой рубероида шириной 0,7-1 м, плиты пенополистирола. Накрывают гидроизоляцией, бетонируют отмостку по армирующей сетке.

При устройстве мелкозаглубленного фундамента утеплитель монтируют также под подошвой. Для полов по грунту пенополистирол укладывают по всей площади первого этажа, затем заливают стяжку.

Цоколь отделывают штукатуркой, декоративными панелями, плиткой. От грызунов закрепляют мелкоячеистую сетку.

Отделка декоративными панелями поверх ППС Источник seloidacha.ru

Технология крепления

Для изоляции мелкозаглубленного ленточного основания крепление листов утеплителя выполняется на специальный клей. В его составе не должно быть органических растворителей. Слой битумной мастики, нанесенной для гидроизоляции, должен остыть перед монтажом пенополистирола. Клеевой состав наносится точечно на плиту, потребуется 7-8 мазков в углах и посередине. Прижав материал к стене своими руками, ее нужно некоторое время подержать для фиксации клея.

Укладывание утеплителя снаружи начинается от угла дома. Чтобы избежать перекосов, правильность установки проверяется строительным уровнем. Каждый следующий ряд плит фиксируется со смещением на половину листа. Удобству монтажа способствует замковая система материала шип-паз. Оставшиеся между плитами щели задувают монтажной пеной. Даже если технология теплоизоляции не требует укладки ЭППС в два слоя, на углах лучше выполнить двойную защиту, выведя по 1 метру в каждую сторону.

Фиксация экструдированного пенополистирола предусматривает только клеящий состав. Забивание пластиковых дюбелей в подземной части категорически запрещено, так как оно нарушит герметичность гидроизоляционного покрытия. При утеплении цокольного этажа тарельчатые дюбеля забиваются по 5 штук на каждую плиту. Для монтажа крепления в плитах и стене дома высверливаются отверстия, в которые забиваются пластиковые дюбеля. К работе приступают спустя 3 дня после приклеивания, когда состав высохнет. Финишная отделка цоколя выполняется облицовочным материалом.

Утепление плитного фундамента

Такой вид основания называют утепленной шведской плитой. Фундамент представляет собой сложную конструкцию из слоев тепло- и гидроизоляции, арматуры, ребер жесткости, бетона и встроенной системы отопления. Плиты пенополистирола укладывают на уплотненную подсыпку из дренирующих материалов. Утепляют наружные поверхности цоколя, отмостку.

Утепленная шведская плита Источник mosarmprof.com

Получившаяся «чаша» представляет собой энергосберегающее основание, на которое впоследствии монтируют дом. Такая конструкция служит одновременно полом первого этажа, частью отопительной системы и тепловым аккумулятором. Экономия топливных ресурсов по сравнению с другими видами фундаментов достигает 30%.

Как выбрать

Покупая ЭППС, нужно обязательно потребовать сертификат качества. Сами листы тоже необходимо осматривать. Они могут быть разной окраски, но цвет должен быть однородным. Желательно надломить кусок листа, должен быть слышен характерный треск. Потом посмотреть на структуру, на линии разлома будут видны правильные многогранники. При надавливании пальцем на лист он должен пружинить, но небольшая вмятина может остаться.

Все листы утеплителя должны быть одной толщины

При выборе ЭППС для утепления фундамента нужно обращать внимание на плотность. Для этих работ плотность пенополистирола должна быть не менее 35 кг/куб. м.

Очень важный момент, какой толщины должен быть лист ЭППС? Ответ на этот вопрос можно отыскать в СП 50.13330.2012, в котором приведены показатели и требования по тепловой защите зданий.

Ключевым показателем теплозащиты сооружения является сопротивление теплопередаче. Для удобства пользования в Правилах даются значения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций с разбивкой по градусо-суткам отопительного периода. Для каждого района строительства высчитывается нормируемое сопротивление теплопередачи с поправкой на коэффициент, учитывающий условия региона.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции состоит из сумм термических сопротивлений каждого материала (слоя) конструкции с учетом коэффициентов теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей конструкции. Термическое сопротивление – это отношение толщины конструкции к коэффициенту теплопроводности материала конструкции (кв. м*ºС/Вт), т. е. конструкция однородная.

Возвращаясь к вопросу выбора толщины ЭППС для основания, нужно воспользоваться формулой:

δут – толщина слоя утеплителя (м);

R0 – приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции района строительства, по таблице с учетом ГСОП (кв. м*ºС/Вт);

δ – толщина фундамента (м);

λ – коэффициент теплопроводности материала фундамента (Вт/м*ºС);

λут – коэффициент теплопроводности утеплителя (Вт/м*ºС).

Подготовка и гидроизоляция

Подготовительный процесс имеет свои нюансы для каждого типа фундамента. «Ленту» стандартной глубины следует вручную окопать траншеей шириной до одного метра и на глубину промерзания. Техника при этом не применяется, чтобы случайно не «травмировать» фундамент. Поверхность очищается и выравнивается – выступы скалывается, а трещины заделываются цементом.

Гидроизоляция

Затем кладётся гидроизолирующий слой: битумная мастика при помощи валика или жидкая резина – из пульверизатора. Важно, чтобы материал для гидроизоляции наносился сплошным слоем и не содержал органических растворителей, разрушительно воздействующих на ЭППС.

Ещё более эффективную защиту ленточному фундаменту обеспечит сочетание битума и рулонного материала. Рубероид, стеклоэласт и т.п. накладываются на мастику в нагретом состоянии с нахлёстом до 150 мм, стыки промазываются битумом. Точно так же можно изолировать от влаги и плитный фундамент.

Если фундамент на сваях

При свайном фундаменте для защиты от грунтовых вод требуется комбинация гидроизолирующего состава и дренажной системы. Дренаж монтируется в такой последовательности:

• выкапывается неглубокая траншея;
• дно траншеи засыпается щебнем;
• поверх щебня укладывается геотекстиль;
• трубы для отвода воды укладываются под наклоном от дома;
• поверх труб – ещё слой геотекстиля;
• кладётся верхний слой щебня.

Горизонтальный способ укладки

Схема утепления плитного фундамента

Горизонтальное утепление используется для фундамента плитного и ленточного типа, для чего берётся пенополистирол толщиной до 10 см.

Шаг 1. Вначале площадку расчищают от грунта, выравнивая дно, последние несколько сантиметров убирают вручную.

Шаг 2. Основание засыпается песком, который нужно утрамбовать.

Шаг 3. Выполняется временная опалубка, которая заливается слоем бетона без армирования.

Шаг 4. Затем, когда он застынет, начинается укладка плит.

Шаг 5. Сверху в качестве гидроизоляции кладётся толстая плёнка, которая проклеивается скотчем.

Шаг 6. Делают опалубку, затем производят армирование и заливают фундамент.

Шаг 7. Когда опалубка застынет, она снимается и производится дополнительная теплоизоляция боковых стенок.

Уложенный утеплитель

Видео — Фундамент монолитная плита. Утепление и гидроизоляция

Видео — Монолитная плита — технология