ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при сооружении фундаментов мелкого заглубления или основания строительных конструкций на вечномерзлых грунтах.
Известны теплоизолированные фундаменты, устроенные с допущением оттаивания твердомерзлых оснований в процессе эксплуатации (см. принцип II использования вечномерзлых грунтов в качестве основания по СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»), состоящие из монолитной железобетонной ребристой плиты с теплоизолирующим слоем или сборных железобетонных плит, монтируемых для восприятия и выравнивания неравномерных осадков на подсыпке ребрами вниз и связанные в единую конструкцию с помощью поперечных фундаментных балок (см. Альбом технических решений оснований и фундаментов сельских и поселковых зданий на вечномерзлых грунтах / Н.Б. Кутвицкая. Госстрой РС(Я), 1994. С. 10).
Для повышения устойчивости и снижения неравномерных осадков известных фундаментов теплоизолирующая прослойка в них размещается в полостях плит или в толще подсыпки.
Известные теплоизолированные фундаменты сложны в конструктивном выполнении, поскольку они выполнены из многоэлементных конфигурированных узлов.
Наиболее близким к заявляемому решению является теплоизолированный фундамент, содержащий несущий, гидроизолирующий и пенополистирольный теплоизолирующий элементы, где в качестве несущего, гидроизолирующего и теплоизолирующего элементов в нем использована мелко заглубленная под возводимое строение плита из экструдированного пенополистирола (см. RU №70670, E02D 27/01, 27/02, 31/02, 31/10, 31/14, E04B 5/00, 2006).
Недостатками известного теплоизолированного фундамента являются необеспеченность его пространственной устойчивости при возможном возникновении неравномерных осадков в случае оттаивания твердомерзлых оснований для условий вечномерзлых грунтов из-за отсутствия жесткой цельной конструкции фундамента и его низкая тепловая инерция (теплоаккумулирующая способность), снижающая теплоустойчивость построенного на нем здания в целом.
Задача предлагаемого технического решения заключается в обеспечении пространственной устойчивости фундамента и его высокой тепловой инерции (теплоаккумулирующей способности).
Технический результат, получаемый при использовании настоящего решения, выражается в конструкции фундамента для условий вечномерзлых грунтов, способной воспринимать неравномерные осадки при оттаивании твердомерзлых оснований, а также в обеспечении высокой тепловой инерцию (теплоаккумулирующей способности) фундамента, повышающей теплоустойчивость построенного на нем здания в целом.
Для решения поставленной задачи теплоизолированный фундамент, представляющий собой мелко заглубленную под возводимое строение плиту из экструдированного пенополистирола, отличающийся тем, что плита из экструдированного пенополистирола связывают в единую жесткую конструкцию с помощью перекрестных лент из монолитного железобетона, а в полости между лентами укладывают дополнительный теплоизоляционный слой из фибролита.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналога свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, обеспечение пространственной устойчивости фундамента и его высокой теплоаккумулирующей способности.
Теплоизолированный фундамент может иметь форму сплошной плиты, либо состоять из размерных плит из экструдированного пенополистирола, выпускаемых отечественными предприятиями. Горизонтальный конструктивный элемент фундамента, воспринимающий нагрузку от ограждающих конструкций и неравномерные осадки при оттаивании твердомерзлых оснований для условий вечномерзлых грунтов выполняется из монолитного железобетона в виде перекрестных лент на месте строительства.
Конструкция фундамента поясняется чертежом, где на фигуре показан поперечный разрез фундамента с возведенной на нем стеной.
Теплоизолированный фундамент представляет собой плиту из экструдированного пенополистирола 1, заглубленную в грунт 2 под возводимое строение, стена, дополнительный теплоизоляционный слой стены и пол которого обозначены 3, 4 и 5, соответственно. По месту установки фундамента снизу выполнена выравнивающая подсыпка 6 и верхняя уплотнительная отмостка 7 здания. На плите 1 устраиваются перекрестные железобетонные ленты 8, в полости которых укладывается дополнительный теплоизоляционный слой 9 из фибролита.
Согласно СНиП 2.02.04-88 выбор принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания, а также способов и средств, необходимых для обеспечения принятого в проекте температурного режима грунтов, производят на основании сравнительных технико-экономических расчетов.
n
n
n
общ
n
ф
n
n
Ф
Ф
2
3
2
При использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу II строительство на площадке проектируют с допущением ограниченной зоны оттаивания грунтов основания. Поэтому по результатам сравнительных технико-экономических расчетов для условий г. Якутска толщина плиты из экструдированного пенополистирола «Пеноплэкс-45» составляет 0,10 м согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», т.е. его термическое сопротивление равно R=σ/λ=0,1/0,032=3,13 м·C°/Вт. С учетом дополнительного теплоизоляционного слоя, уложенного в полостях перекрестных лент, из фибролита плотностью 400 кг/м общее значение термического сопротивления составит R=R+R=σ/λ+σ/λ=3,13+0,3/0,16=5,01 м·°C/Вт.
общ
Теплоустойчивость конструкции по СНиП 23-02-2003 принято оценивать по величине тепловой инерции D материалов ее составляющих, которая для предлагаемого технического решения фундамента составляет:
общ
n
ф
n
n
Ф
Ф
D=D+D=RS+RS=3,13×0,42+1,88×3,72=8,3,
n
Ф
где через S и S обозначены расчетные коэффициенты теплоусвоения экструдированного пенополистирола и фибролита, соответственно.
n
n
n
Тепловая инерция плиты из экструдированного пенополистирола, представляющей теплоизолированный фундамент по прототипу для условий г. Якутска, составляет D=RS=3,13×0,42=1,31, следовательно, эффект повышения теплоустойчивости конструкции фундамента по предлагаемому техническому решению увеличивается более чем в 6 раз.
Использование предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом полезной модели позволяет:
- обеспечить пространственную устойчивость фундамента за счет применения конструктивного элемента в виде перекрестных лент из железобетона, способных воспринимать неравномерные осадки при оттаивании твердомерзлых оснований для условий вечномерзлых грунтов;
- обеспечить повышенную теплоустойчивость построенного на нем здания в целом за счет высокой тепловой инерции дополнительной теплоизоляции фундамента из фибролита, обладающего наивысшим значением расчетного значения коэффициента теплоусвоения среди аналогичных теплоизоляционных материалов (см. СП 23-101-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты здания. Приложение Д).