Mitä ovat jäätymissuojatut matalat jalustat ja miksi niitä käytetään?
Suurin osa kylmän ilmaston rakennuskoodeista edellyttää, että perustan jalat asetetaan pakkasviivan alle, joka voi olla noin 4 jalkaa syvä Pohjois-Yhdysvalloissa. Tavoitteena on suojata säätiöitä pakkasilta.
Tähän standardiin on poikkeus: monet koodit antavat säätiöiden makaa pakkasviivan yläpuolella, kunhan ne ovat 'suojattu pakkaselta'. Hyväksyntä riippuu kuitenkin paikallisista säännöstöviranomaisista, ja se voi vaatia erityistä suunnittelua. Yhdysvaltain rakennusviranomaisten neuvoston (CABO) yhden ja kahden perheen asuntokoodin vuoden 1995 painos sisältää yksinkertaistetut ohjeet matalien perustusten laatoitettujen laatarakenteisten talojen rakentamiseksi, jotka on suojattu pakkaselta jäykällä vaahtomuovieristeellä.
Pakkaselta suojattu matala säätiö (FPSF) on käytännöllinen vaihtoehto syvemmille, kalliimmille perustuksille kylmillä alueilla, joissa maaperän jäätyminen on kausiluonteista ja jäätymismahdollisuudet.
kuinka kauan pullo viiniä kestää
Löydä laatta- ja säätiöurakoitsijat läheltäni
Kuvassa 1 on esitetty FPSF ja tavanomainen perusta. FPSF: ssä on strategisesti sijoitettu eristys pakkasen nostamiseksi rakennuksen ympärille, jolloin perustuksen syvyydet ovat niin matalat kuin 16 tuumaa jopa ankarimmissakin ilmasto-olosuhteissa. Laajinta käyttöä on ollut Pohjoismaissa, joissa yli 40 miljoonaa FPSF-taloa on rakennettu onnistuneesti viimeisten 40 vuoden aikana. FPSF: ää pidetään vakiintuneena käytäntönä asuinrakennuksissa Skandinaviassa.
Kuinka FPSF toimii
Pakkaselta suojattu matala perustustekniikka tunnistaa rakennusten perustusten termisen vuorovaikutuksen maan kanssa. Rakennusten maahan tuleva lämpö lisää tehokkaasti pakkasen syvyyttä perustuksen kehällä. Tämä vaikutus ja muut olosuhteet, jotka säätelevät pakkasta tunkeutumista maahan, on esitetty kuvassa 2.
On tärkeää huomata, että pakkasviiva nousee lähellä perustusta, jos rakennusta lämmitetään. Tämä vaikutus suurentuu, kun eristys sijoitetaan strategisesti perustuksen ympärille. FPSF toimii myös lämmittämättömässä rakennuksessa säästämällä maalämpöä rakennuksen alla. Kodien lämmittämättömät alueet, kuten autotallit, voidaan rakentaa tällä tavalla.
Kuva 3 havainnollistaa lämmönvaihtoprosessia FPSF: ssä, mikä johtaa suurempaan jäätymissyvyyteen rakennuksen ympärillä. Perustuksen kehän ympärillä oleva eristys säästää ja ohjaa lämpöhäviön laatan läpi kohti perustan alapuolista maaperää. Maaperän geoterminen lämpö auttaa myös nostamaan pakkasen syvyyttä rakennuksen ympärillä.
kuinka tehdä paperileijat
FPSF: t soveltuvat parhaiten laatalaatoille kodeissa, joissa on kohtalainen tai matala kaltevuus. Menetelmää voidaan kuitenkin käyttää tehokkaasti ulosvedettävien kellarien kanssa eristämällä perustus talon alamäkeen, jolloin porrastetun pohjan tarve poistuu. FPSF: t ovat hyödyllisiä myös projektien uudistamiseen osittain, koska ne minimoivat sivuston häiriöt. Asuin-, liike- ja maatalousrakennusten lisäksi tekniikkaa on sovellettu moottoriteillä, patoilla, maanalaisissa laitoksissa, rautateillä ja maanpenkereillä.
Lisää yleisiä kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys nro 1: Kuinka eristys estää pakkasen syntymisen?
Pakkasnopeutta voi esiintyä vain, kun kaikki seuraavat kolme ehtoa ovat olemassa: 1) maaperä on pakkaselle herkkä (suuri lietefraktio), 2) riittävä kosteus on käytettävissä (maaperä on yli noin 80-prosenttisesti kyllästynyt) ja 3) pakkasessa lämpötilat tunkeutuvat maaperään. Yhden näistä tekijöistä poistaminen estää pakkasvaurioiden mahdollisuudet. Tässä suunnitteluoppaassa vaadittu eristys estää taustalla olevan maaperän jäätymisen (tuuman polystyreenieristyksen, R4.5, ekvivalentti R-arvo on keskimäärin noin 4 jalkaa maata). Eristyksen käyttö on erityisen tehokasta rakennusalustalle useista syistä. Ensinnäkin lämpöhäviöt minimoidaan varastoitaessa ja ohjata lämpöä perustuksen maaperään - ei ulos perustuksen seinän pystysuoran pinnan kautta. Toiseksi ulospäin ulottuva vaakasuora eristys erottaa kosteuden perustuksesta ja minimoi jäätymisvaaran. Lopuksi eristeen takia pakkasviiva nousee, kun se lähestyy perustusta. Koska pakkasnostovoimat vaikuttavat kohtisuoraan pakkasviivaan nähden, jos voimat ovat, ne vaikuttavat vaakasuunnassa eivätkä ylöspäin.
Kysymys nro 2: Vaikuttaako maaperätyyppi tai maan peite (esim. Lumi) vaadittavan eristeen määrään?
Suunnittelun mukaan ehdotetut eristysvaatimukset perustuvat pahimpaan maaperään, jossa ei ole lunta tai orgaanista peitettä maaperässä. Samoin suositeltu eristys estää tehokkaasti kaikkien pakkaselle alttiiden maaperien jäätymisen. Veden jäätymisen (faasimuutos) aikana absorboituneen lämmön (piilevä lämpö) takia lisääntyneet maaperämäärät pyrkivät hillitsemään maaperän ja vesimassan pakkasen tunkeutumista tai lämpötilan muutosta. Koska maaperän vesi lisää maaperän lämpökapasiteettia, se lisää jäätymiskestävyyttä lisäämällä maaperän 'lämpömassaa' ja lisäämällä merkittävää piilevää lämpövaikutusta. Siksi ehdotetut eristysvaatimukset perustuvat pahimpaan tapaan, mutaiseen maaperään, jossa on riittävästi kosteutta pakkasen sallimiseksi, mutta ei niin paljon, että maaperä itsessään vastustaisi voimakkaasti pakkaslinjan tunkeutumista. Itse asiassa karkeajyväinen maaperä (pakkaselle altis), jossa on vähän kosteutta, jäätyy nopeammin ja syvemmälle, mutta ei pakkasvaurioita. Siksi ehdotetut eristyssuositukset lieventävät tehokkaasti pakkasnopeutta kaikilla maaperätyypeillä vaihtelevissa kosteus- ja pintaolosuhteissa.
Kysymys nro 3: Kuinka kauan eristys suojaa perustusta?
mehevä, joka näyttää ruusulta
Tämä kysymys on erittäin tärkeä suojeltaessa koteja tai muita rakenteita, joiden elinajanodote on pitkä. Eristeen kyky toimia maan alla on riippuvainen tuotetyypistä, laadusta ja kosteuden kestävyydestä. Euroopassa polystyreenieristystä on käytetty perustusten suojaamiseen lähes 40 vuoden ajan ilman pakkasenkokemusta. Siten, kun R-arvot säädetään asianmukaisesti maanalaisiin käyttöolosuhteisiin, sekä suulakepuristettua polystyreeniä (XPS) että paisutettua polystyreeniä (EPS) voidaan käyttää suorituskyvyn varmistamiseksi. Yhdysvalloissa XPS: ää on tutkittu Alaskanin moottoritie- ja putkihankkeille, ja on todettu, että XPS: n R-arvo säilyi 20 vuoden palveluksen ja vähintään 5 vuoden upotuksen jälkeen veteen (viite McFadden ja Bennett , Rakentaminen kylmillä alueilla: Opas suunnittelijoille, insinööreille, urakoitsijoille ja johtajille, J. Wiley & Sons, Inc., 1991. s. 328-329). Laadunvarmistussyistä sekä XPS että EPS voidaan helposti tunnistaa merkinnöillä, jotka vastaavat nykyisiä ASTM-standardeja.
Kysymys nro 4: Mitä tapahtuu, jos lämmitysjärjestelmä epäonnistuu hetkeksi talvella?
Kaikissa rakennustyypeissä rakennuksen lattian läpi tapahtuva lämpöhäviö vaikuttaa geotermiseen lämmön varastointiin rakennuksen alla, joka talvella vapautuu perustuksen kehältä. Eristettyjen jalkojen käyttö säätelee tehokkaasti varastoitua lämpöhäviötä ja hidastaa pakkaslinjan tunkeutumista lämmitysjärjestelmän vikaantumisen tai takaiskun aikana. Tavanomaiset perustukset, joissa on tyypillisesti vähemmän eristystä, eivät tarjoa tätä suojaustasoa, ja pakkanen voi tunkeutua nopeammin perustuksen seinän läpi ja lattialaatan alapuolelle. Ad-jäädyttämisen (maaperässä olevan veden ja pohjaseinän välillä olevan jäätyneen sidoksen) ansiosta pakkasen ei tarvitse tunkeutua alustojen alle, jotta se olisi vaarallista kevyelle rakenteelle. Tässä mielessä jäätymissuojatut pohjat estävät tehokkaammin pakkasvaurioita. Ehdotetut eristysvaatimukset perustuvat erittäin tarkkoihin ilmastotietoihin, jotka on todistettu jopa 86 vuoden talvisäästöillä yli 3000 sääasemalla eri puolilla Yhdysvaltoja. Eristys on mitoitettu estämään pohjan maaperän jäätyminen 100 vuoden paluukauden talvella tapahtuvan jäätymisen yhteydessä erityisen tiukassa kunnossa, jossa ei ole lunta tai maaperää. Silloinkin on erittäin epätodennäköistä, että tällaisen tapahtuman aikana heillä ei ole lumipeite, riittävän korkea maan kosteus ja pitkäaikainen rakennuksen lämmön menetys.
Kysymys nro 5: Miksi tarvitaan suurempia määriä eristystä perustuksen kulmissa?
Lämpöhäviö tapahtuu ulospäin perustuseinistä ja on siten lisääntynyt ulkokulman läheisyydessä kahden vierekkäisen seinän pinnan yhdistetyn lämpöhäviön takia. Tämän vuoksi kulmialueilla tarvitaan suurempia eristysmääriä perustuksen kulmien suojaamiseksi jäätymisvaurioilta. Eristetty jalustarakenne tarjoaa siten lisäsuojan kulmissa, joissa jäätymisvaarojen riski on suurempi.
Kysymys nro 6: Mitä kokemuksia Yhdysvallat on nähnyt tästä tekniikasta?
Frank Lloyd Wright käytti huurretta suojattuja eristettyjä jalustoja jo 1930-luvulla Chicagon alueella. Mutta siitä lähtien eurooppalaiset ovat ottaneet johtoaseman tämän käsitteen soveltamisessa viimeisten 40 vuoden aikana. Norjassa, Ruotsissa ja Suomessa on nyt yli miljoona taloa, joissa on eristetyt matalat alustat, jotka rakennussäännöissä tunnustetaan vakiokäytännöksi. Yhdysvalloissa eristystä on käytetty jäätymisen estämiseksi monissa erityisissä suunnitteluprojekteissa (ts. Moottoriteillä, patoilla, putkistoissa ja rakennetuissa rakennuksissa). Alaskan paikalliset koodit ovat hyväksyneet sen käytön kotiympäristössä, ja sitä on käytetty hajautetusti muiden valtioiden koodaamattomilla alueilla. On todennäköistä, että Yhdysvalloissa (mukaan lukien Alaska) on useita tuhansia taloja, joissa on pakkaselta suojattuja eristettyjä alustoja.
Yhdysvaltojen tekniikan todentamiseksi rakennettiin viisi koekotia Vermontiin, Iowaan, Pohjois-Dakotaan ja Alaskaan. Kodeissa oli automaattiset tiedonkeruujärjestelmät, joiden avulla seurattiin maan, perustuksen, laatan, sisä- ja ulkolämpötiloja eri paikoissa perustusten ympärillä. Havaittu suorituskyky oli sopusoinnussa eurooppalaisen kokemuksen kanssa siinä, että eristetyt jalustat estivät perustuksen maaperän jäätymistä ja kaatumista jopa tiukoissa ilmasto- ja maaperäolosuhteissa (viite Yhdysvaltain asunto- ja kaupunkikehitysministeriö, 'Frost Protected Shallow Foundations for Residential Construction' , Washington, DC, 1993).
Kysymys nro 7: Kuinka energiatehokkaat ja mukavat ovat jäätymissuojatut laattojen perustukset?
Pakkasenkestävien jalustojen eristysvaatimukset ovat vähimmäisvaatimukset jäätymisvaurioiden estämiseksi. Vaatimukset tarjoavat tyydyttävän energiatehokkuuden, mukavuuden ja suojan kosteuden tiivistymiseltä. Koska nämä vaatimukset ovat vähimmäisvaatimuksia, lisäeristystä voidaan soveltaa erityisten mukavustavoitteiden tai tiukempien energiakoodien täyttämiseksi.
kuinka poistaa maalitahrat betonista
FPSF: n rakentamiseen liittyvät kysymykset
Nämä asiat koskevat minkä tahansa FPSF: n rakentamista:
Kylmät sillat . Kylmäsillat syntyvät, kun korkean lämmönjohtavuuden omaavat rakennusmateriaalit, kuten betoni, altistetaan suoraan ulkolämpötiloille. Perustuksen eristys tulisi sijoittaa siten, että jatkuvuus säilyy talon vaipan eristeen kanssa. Kylmät sillat voivat lisätä jäätymispotentiaalia tai ainakin luoda paikallisia matalampia lämpötiloja tai kondensoitumista laatan pinnalle. Rakennuksen aikana on huolehdittava eristeen asianmukaisesta asennuksesta.
Viemäröinti . Hyvä viemäröinti on tärkeää kaikilla perustuksilla, eikä FPSF ole poikkeus. Eristys toimii paremmin kuivemmissa maaperäolosuhteissa. Varmista, että maaperän eristys on riittävästi suojattu liialliselta kosteudelta äänen viemäröintikäytäntöjen avulla, kuten kaltevuus tasolle rakennuksesta.
Eristys tulee aina sijoittaa pohjavesitason yläpuolelle . Kerros soraa, hiekkaa tai vastaavaa materiaalia suositellaan parempaan viemäröintiin sekä tasaisen pinnan aikaansaamiseksi minkä tahansa vaakasuoran siipieristeen sijoittamiseksi. Vähintään 6 tuuman tyhjennyskerros vaaditaan lämmittämättömille FPSF-malleille. Rakennussäännöissä vaaditun 12 tuuman vähimmäisperussyvyyden lisäksi FPSF-suunnittelun edellyttämä perustuksen lisäsyvyys voi koostua tiivistetystä, pakkaselle alttiista täyteaineesta, kuten sorasta, hiekasta tai murskatusta kivestä.
Levyn pintalämpötilat (kosteus, mukavuus ja energiatehokkuus). Tässä suunnittelumenettelyssä määrätyt vähimmäiseristystasot suojaavat pohjamaata pakkaselta. Ne tarjoavat myös tyydyttävät laatan pintalämpötilat kosteuden kondensoitumisen estämiseksi ja minimilämpömukavuuden saavuttamiseksi. Koska suunnittelumenettely tarjoaa vähimmäiseristysvaatimukset, perustuksen eristystä voidaan lisätä vastaamaan näihin kysymyksiin ja energiatehokkuuteen liittyviä erityistarpeita. Kylmäsillan onnistunut rajoittaminen on kriittinen - varsi- ja laattatekniikan käyttö lisää itse asiassa toisen lämpötaukon laatan ja varren seinän välille. Seinien pystysuoran eristyspaksuuden nostaminen jäätymissuojan vähimmäisvaatimusten yläpuolelle parantaa myös energiatehokkuutta ja lämpömukavuutta. Viimeistelylattiamateriaalin, kuten maton, valinta vähentää asukkaan ja laatan välistä pintakosketusta ja antaa lämpimämmän tunnelman.
Lämmitetyt laatat ja energiatehokkuus . FPSF-suunnitteluprosessia voidaan soveltaa kaikkiin laatalla käytettäviin tekniikoihin, myös niihin, joissa on laatan sisäinen lämpö, joka tarjoaa erinomaisen lämpömukavuuden. Jos käytetään laatan sisäistä lämmitysjärjestelmää, suositellaan lisäeristystä laatan alle ja kehän ympärille energiatehokkuuden parantamiseksi.
betonitasojen hinta neliöjalkaa kohti
Suojaa eristystä . Koska pystysuora seinän eristys perustuksen ympärillä ulottuu luokan yläpuolelle ja altistuu ultraviolettisäteilylle ja fyysiselle väärinkäytölle, tämä osa on suojattava sekä sitkeällä että kestävällä pinnoitteella. Joitakin harkittavia menetelmiä ovat stukkopinnoitusjärjestelmä tai vastaavat harjatut pinnoitteet, esipinnoitetut eristystuotteet, välipalat ja painekäsitelty vaneri. Rakentajan tulee aina varmistaa, että tällaiset materiaalit ovat yhteensopivia eristyslevyn kanssa. Suojapinta tulee levittää ennen täytettä, koska sen on ulotuttava vähintään neljä tuumaa luokan alle. Myös polystyreenieristys hajoaa helposti hiilivetyliuottimilla, kuten bensiini, bentseeni, dieselpolttoaine ja terva. On vältettävä eristysvaurioita käsittelyn, varastoinnin ja täytön aikana. Lisäksi, jos termiitit ovat huolenaiheita, suositellaan tavanomaisia ennaltaehkäiseviä käytäntöjä, kuten maaperän käsittely, termiittikilvet jne.
Eristyseritelmät . Koska jotkut eristemateriaalit vastustavat veden imeytymistä vähemmän tehokkaasti kuin toiset, mikä puolestaan heikentää niiden lämmönkestävyyttä (R-arvot), eristemateriaali on määriteltävä huolellisesti. Seuraavia efektiivisiä R-arvoja on käytettävä määritettäessä tähän sovellukseen vaadittavia eristyspaksuuksia: Tyypin II paisutettu polystyreeni - 2,4 R tuumaa kohti tyypin IV, V, VI, VII suulakepuristettu polystyreeni - 4,5 R tuumaa kohti tyypin IX paisutettu polystyreeni - 3,2 R / tuuma tuumaa. Erikoissovellukset, kuten alustojen rakenteellisten kuormien kantaminen, voivat vaatia suuremman tiheyden polystyreenit vaadittaville puristuslujuuksille. Valmistaja pyytää valmistajia tuotekohtaisista tiedoista.
Oviaukot ja kynnysarvot . Oviaukkoissa, joissa kynnys ylittää seinän pystysuoran eristeen, eristys tulisi leikata tarpeen mukaan, jotta kynnys olisi riittävän tukeva ja kiinnittynyt riittävästi. Aukkojen koko tulisi minimoida.
Maisemointi ja siipien eristys. Tilanteissa, joissa vaaditaan laaja vaakasuora siipien eristys (esim. Yli 3-4 jalkaleveyttä), tämä voi estää suurten istutusten sijainnin kodin lähellä. Joissakin näistä tapauksista paksumman siipieristeen käyttö tai perustuksen syvyyden lisääminen pienentää siipien eristeen vaadittavaa leveyttä.
Säätiön korkeus . Ottaen huomioon, että useimpia polystyreenieristyslevyjä on tyypillisesti saatavana 24 tuuman ja 48 tuuman levyisinä, 24 tuumasta tulee käytännöllinen korkeus monille perustuksille. Tämä antaa 16 tuumaa säätiötä luokan alle ja 8 tuumaa luokan yläpuolelle.
Kaivaukset . Yleensä kevyet laitteet sopivat FPSF: iin, koska kaivamista tarvitaan vähän. Kuten minkä tahansa perustuksen kohdalla, orgaaniset maaperäkerrokset (pintamaaperä) tulisi poistaa, jotta perusta kestäisi kiinteää maata tai tiivistettyä täytettä.
Rakentamisen aikataulutus. Perustuksen tulisi olla valmis ja rakennus suljettu ja lämmitettävä ennen pakkasää, tavanomaisen rakennusmenetelmän tapaan.
