Теплоизоляция пола на грунте
Пол на грунте — особенная конструкция: ее вес переносится непосредственно на грунт и не оказывает нагрузки на фундамент, однако из-за контакта с землей она подвергается воздействию грунтовых вод. Чтобы защитить дом от избытка влаги и потери тепла, необходимо грамотное проектирование и выполнение тепло- и гидроизоляции ДБН В.2.6-31:2006 не регламентирует величину сопротивления теплопередаче R такого пола. В этой ситуации можно предположить, что эта величина должна быть приближена к аналогичному показателю для стен, т. е. около 3 м2 °С/Вт.
Пол на грунте может быть выше или ниже уровня земли в зависимости от наличия подвала (рис 1 а, б).
Укладка слоев пола в домах без подвала и с подвалом отличается прежде всего толщиной теплоизоляционного материала. В домах с подвалом слой утеплителя может быть тоньше, потому что пол здесь, как правило, расположен ниже глубины промерзания. При этом теплоизоляцию в связи с большой вероятностью появления грунтовых вод лучше укладывать поверх гидроизоляции. В домах без подвала теплоизоляция укладывается под или над гидроизоляцией — в зависимости от уровня грунтовых вод и используемого материала.
Рис. 1. Способы утепления пола на грунте;
а — в доме с подвалом; б — в доме без подвала; в г - плитами пенополистирола; д — плитами экструдированного пенополистирола; е — плитами из пенополиуретана; ж — плитами минеральной ваты;
з — керамзитом, и — керамзитом в мешках; к — гранулированным шлаком, л — пеностеклом: 1 — материковый грунт; 2 — гравий или песчано-гравийная смесь; 3 — бетонная стяжка; 4 — влагозащитная или водозащитная гидроизоляция (в зависимости от уровня грунтовых вод);
5 — горизонтальная гидроизоляция фундаментной стены; 6 — цементная стяжка; 7 — компенсационная лента; 8 — горизонтальная гидроизоляция фундаментной стены; 9 — напольное покрытие; 10 — цементная корочка;
11 — битумный слой; 12 — полиэтиленовая пленка
При низком уровне грунтовых вод достаточно влагозащитной противокапиллярной гидроизоляции. Если же уровень грунтовых вод высокий, потребуется водозащитная гидроизоляция из рубероида или пленочной мембраны. Лучше всего, если она будет находиться точно на том же уровне, что и гидроизоляция в фундаментной стене.
И в любом случае горизонтальная гидроизоляция фундаментной стены должна быть соединена с влагозащитной гидроизоляцией пола. Нахлест при этом выполняют не меньше чем 10 см, если гидроизоляция состоит из двух слоев рубероида на мастике, и 20 см — если гидроизоляция выполнена из пленочной мембраны.
Общая схема выполнения пола на грунте такова. Сначала готовят основание. На месте удаленного растительного слоя и частично материкового грунта в сухие грунты утрамбовывают щебень, гравий или кирпичный бой. Для влажных грунтов используют слой гидроизоляции из жирной глины или щебня, пролитого битумом. Для выравнивания основания сверху укладывают слой песка толщиной 5—10 см с последующим уплотнением и выполняют стяжку из бетона класса не ниже В10 (лучше В15). После отвердения последней укладывают слой гидроизоляции, поверх которого размещают утеплитель. Слой утеплителя обычно закрывают цементной стяжкой, которая не должна быть тоньше 4 см; иногда ее нужно укрепить стальной или пластиковой сеткой. Чтобы стяжка не растрескивалась в этом месте, а ударные шумы не передавались на стены, стяжку от фундаментной стены отделяют компенсационной лентой. Кроме того, если площадь стяжки превышает 25—30 мг, необходимо устраивать деформационные швы, разделив ее на более мелкие участки.
Теперь рассмотрим наиболее популярные схемы устройства полов на грунте с применением различных материалов.
Плиты из обычного пенополистирола
Для утепления пола на грунте применяют плиты марки ПСБ-С-35 (приблизительно соответствует европейской маркировке EPS 100 038 «Крыша/Пол») и ПСБ-С-50 (EPS 200 036 «Крыша/Пол/Паркинг»). Плиты подбираются в зависимости от нагрузки. ПСБ-С-35 используют для утепления полов в жилых помещениях. ПСБ-С-50 способны выдержать большую нагрузку, поэтому могут применяться и для утепления гаража.
Обычно плиты имеют ширину 50—60 см, длину 100-120 см и продаются в упаковках объемом 0,3—0,4 м3. Этого достаточно для утепления площади 3—4 м2 слоем толщиной 10 см. В основание пола укладывают слой гравия 30 см, который покрывается бетонной стяжкой толщиной 10 см. Затем возможны два варианта.
В первом из них на стяжку укладывают гидроизоляцию, которая должна находиться на том же уровне, что и горизонтальная гидроизоляция в стене (см. рис. 1 в). Сверху размещают плиты ПСБ, которые можно укладывать одним толстым слоем или двумя более тонкими, соблюдая перевязку швов. Общая толщина утеплителя должна составить 10 см. Поверх наносится цементная стяжка толщиной минимум 4 см с армированием стальной или пластиковой сеткой. На стяжку кладут напольное покрытие.
При втором способе толщина всех слоев такая же, меняется только расположение гидроизоляции — ее укладывают не под утеплитель, а сверху него (см. рис 1 г). В этом случае она защищает от попадания бетона между плитами пенополистирола и образования мостиков холода. Особое внимание нужно уделить предварительному расчету: гидроизоляция пола должна оказаться на одном уровне с горизонтальной гидроизоляцией стены.
Главное преимущество утепления пола пенополистиролом в том, что материал общедоступен. Однако надо учесть, что он растворяется при контакте со смолами и мастиками, содержащими органические растворители. Водопоглощение плит по истечении 24 часов не превышает 1,8—2 %. Сопротивление теплопередаче R пола, утепленного плитами ПСБ-С-35 толщиной 10 см, составляет 3,05—3,36 м2-°С/Вт; плитами ПСБ-С-50 — 3,19—3,54 м2-°С/Вт.
Плиты из экструдированного пенополистирола
Эти плиты более твердые, имеют более плотную структуру с замкнутыми ячейками и способны переносить большую нагрузку. Поэтому их часто применяют для утепления пола не только в жилых помещениях, но даже в промышленных зданиях, где давление на пол очень велико. Обычно используют плиты XPS 200, XPS 300 и XPS 500 размером 60х125 см. Они продаются в упаковках объемом 0,40—0,45 м3, что достаточно для 5,5—6 м2 пола.
Плиты укладываются непосредственно на слой гравия; благодаря их плотности не нужно делать основание из тощего бетона (см. рис. 1, д). Бетонная стяжка толщиной 10 см укладывается поверх гидроизоляции из двух слоев рубероида на мастике. Поскольку материал имеет низкое водопоглощение (0,05—0,3 %), плиты могут применяться даже при высоком уровне грунтовых вод. Кроме того, они характеризуются низким коэффициентом теплопроводности Х=0,027—0,035 Вт/(м °С), благодаря чему толщина теплоизоляции может составлять всего 8 см. Сопротивление теплопередаче R такого пола толщиной 8 см составляет 2,68—3,36 м2 °С/Вт.
Недостаток у этих плит тот же — растворяются при контакте со смолами и мастиками, содержащими органические растворители.
Плиты из пенополиуретана
Не все имеющиеся на рынке плиты этого типа рекомендуются для теплоизоляции полов на грунте. Нужны твердые плиты однородной структуры с замкнутыми ячейками. Они производятся из пенополиуретана, обозначенного символом PUR или из его более современной разновидности PIR. Иногда с обеих сторон плиты покрыты слоем алюминиевой фольги или стекловолокна для уменьшения паропроницаемости и повышения теплоизоляционных свойств. Размер таких плит, как правило, 120x60 или 250x120 см, в упаковках объемом около 0,3 или 0,6 м3, которыми можно утеплить площадь соответственно 4—4,5 и 8—9 м2. Края плит могут быть прямыми или фрезерованными. Их водопоглощение относительно высоко и составляет от 0,5 до 2,9 %, поэтому лучше укладывать их на слое влагозащитной гидроизоляции (смотреть рис. 1, е).
Низкий коэффициент теплопроводности Х=0,023—0,025 Вт/(м °С) позволяет использовать более тонкие плиты. Сопротивление теплопередаче К пола на грунте с плитами из пенополиуретана толщиной 7 см составляет 3,71—3,45 м2-°С/Вт
Кроме плит в качестве утеплителя используют также напыление из пенополиуретана.
Плиты из минеральной ваты
Для пола на грунте подходит только твердые плиты, обладающие большой плотностью и устойчивостью к деформации. Кроме того, используемая для их производства минвата должна быть обработана гидрофибизирующим средством, уменьшающим водопоглощение. Принимая во внимание волокнистую структуру материала, плиты должны быть изолированы как от грунта, так и от слоев, которые укладываются непосредственно на них (см. рис. 1, ж). Плиты из минваты стандартного размера 100x50 см продаются в упаковке, достаточной для укладки теплоизоляции на площади от 1 до 4 м2.
Их коэффициент теплопроводности Х=0,040— 0,041 Вт/(м-°С). Теплоизоляцию нужной толщины 10 см можно выполнить из одного толстого слоя или двух более тонких. Сопротивление теплопередаче R пола на грунте, утепленного минеральной ватой, составляет 2,85—2,91 м2 К/Вт.
Преимущества: огнестойкость, шумоизоляция. Недостатки: необходима дополнительная защита от влаги
Слой керамзита
Для пола на грунте используют керамзит фракции 8—16 мм и 10—20 мм. Он продается в мешках и насыпью и может иметь плотность 250—300 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности А=0,08 Вт/(м °С) или 400—500 кг/м3 с А=0,14 Вт/(м-°С). Чем выше коэффициент теплопроводности А, тем толще должен быть слой. Керамзит в конструкции пола на грунте заменяет три слоя: теплоизоляции, бетонной стяжки и гравия (см. рис. 1, з).
Несмотря на относительно высокое водопоглощение керамзита (20—22 %), при достаточной толщине слоя не потребуется даже укладка дополнительной гидроизоляции. Следует заказывать на 10—13 % больше керамзита, чем следует из проекта, и уплотнять его слоями толщиной по 15 см.
Чтобы облегчить последующие работы, стоит скрепить керамзит цементом, то есть пролить уплотненный слой тощим цементно-песчаным раствором. На второй день образуется корочка толщиной около 3 см, поверх которой настилают гидроизоляцию и устраивают бетонную стяжку толщиной 6—10 см под финишное покрытие.
Сопротивление теплопередаче R пола на грунте, утепленного керамзитом фракции 10—20 мм слоем 25 см, составляет 3,18 м2 С/Вт, а фракции 8—16 мм слоем 40— 45 см — 2.92-3,27 м2-°С/Вт.
Керамзит в мешках
На подготовленном ровном грунте рядом друг с другом плашмя укладывают специальные мешки с легким керамзитом фракции 10—20 мм (см. рис. 1, и). Для 1 м2 теплоизоляции нужно приблизительно 3 мешка. Свободные пространства между ними заполняются керамзитом той же фракции.
После укладки каждый мешок нужно разрезать или продырявить, чтобы выпустить из него воздух. Толщина теплоизоляционного слоя, который получается таким образом, составляет всего 15—18 см. Этого очень мало для обеспечения теплового комфорта — сопротивление теплопередаче R пола на грунте, утепленного таким способом, составляет всего 1,93 м2-°С/Вт.
Подобная теплоизоляция рекомендуется для помещений, в которых температура может быть ниже 16 °С, — гаражей или подсобок. Зато это, пожалуй, самый быстрый и легкий способ утепления пола на грунте. При необходимости можно досыпать слой керамзита толщиной около 10 см. Поверх слоя утеплителя настилают гидроизоляцию и устраивают бетонную стяжку толщиной 6—10 см с обязательным армированием стальной или пластиковой сеткой.
Гранулированный шлак
Гранулированный шлак — это сыпучий материал стеклоподобной структуры в виде зерен размером 5—10 мм Его получают посредством быстрого охлаждения металлургического шлака — побочного продукта выплавки чугуна. Шлаки прочны, легки, обладают высокими теплоизоляционными свойствами. Однако свежий шлак содержит вредные примеси. Ценный строительный материал из шлака получают в результате тщательной обработки, поэтому приобретать гранулированный шлак нужно только у ответственных поставщиков, продукция которых соответствует требованиям нормативных документов (ГОСТ 3476-74).
Плотность шлака составляет около 760 кг/м3. Учитывая коэффициент теплопроводности λ=0,14 Вт/(м-°С), толщина слоя теплоизоляции из него должна составлять около 40 см. Поскольку слой шлака заменяет собой и подстилающий слой из гравия, общая толщина пола будет сопоставима с толщиной полов, уложенных другими способами. Шлак укладывается непосредственно на выровненном грунте, поэтому работа по утеплению выполняется быстро.
Несмотря на то что водопоглощение шлака составляет 18 %, укладка дополнительной гидроизоляции на стыке с грунтом не требуется. Но если уровень грунтовых вод высокий, рекомендуется выполнение дренажа вокруг здания. Для укладки 1 м2 теплоизоляции толщиной 40 см потребуется около 300 кг шлака. Поверх утеплителя настилают гидроизоляцию и заливают бетонную стяжку толщиной 10 см под финишное покрытие (рис. 1, к).
Сопротивление теплопередаче R пола на грунте с использованием гранулированного шлака составляет 2,92 м2-°С/Вт.
Пеностекло
Теплоизоляцию укладывают на основу из гравия фракции 6—32 мм толщиной 10 см, поверх которой залита бетонная стяжка. На грани блоков, укладываемых на бетонную подоснову, следует нанести полимерминеральный клей или битумную мастику. После застывания клея блоки пеностекла готовы к укладке следующего слоя, например заливке бетонной стяжки.
При необходимости устроить усиленную гидроизоляцию для помещений с высокий влажностью по пеностеклу раскатывают рубероид на горячем битуме, поверх которого кладут полиэтиленовую пленку в один или два слоя, и весь «пирог» заливают цементной стяжкой толщиной 10 см (рис. 1, л). Финишным слоем в таком случае обычно служит керамическая плитка. Сопротивление теплопередаче R пола на грунте с использованием пеностекла составляет 2,92 м2-°С/Вт.