Prieš renkantis pamatus pasyviam namui jau žinojau keletą veiksnių, kurie padėjo apsispręsti. Norėjau kuo šviesesnio namo, norėjau kuo daugiau saulės spindulių įkinkyti namo šildymui, norėjau masyvaus namo su didele termomase. Sklype aukštas gruntinio vandens lygis apie -120 cm. Didelis rūsys iš pradžių buvo planuose, bet vėliau optimizuojant išlaidas buvo nuspręsta daryti mažą rūsį, kurio ideali vieta buvo po atskiru nuo namo sandėliuku.
Pamatų pasirinkimo veiksniai ir įžvalgos iš sandaros patirties
Įvertinus visus šiuos veiksnius atkrito mano nuomone daugiausiai medžiagų pareikalausiantys ir brangiausi juostiniai pamatai. Norint gerai apšiltinti šiuos pamatus U = 0,1 - 0,14 W/(m²K) rūsio sienoms būtų reikėję papildomai tiek pat polistireninio putplasčio kiek ir grindų apšiltinimui, o tai labai dideli kiekiai. Tektų naudoti brangų ekstrudinį putų polistireną, nes gruntas pas mane nėra sausas ir nėra galimybės įrengti patikimą 3 metrų gylio drenažą. Reikėtų įrengti brangų hidroizoliacinį sluoksnį dideliame plote ir kovoti su susidarančiu hidrostatiniu vandens slėgiu dėl aukšto gruntinio vandens lygio.
Populiariausi Lietuvoje poliniai pamatai taip pat buvo vertinami. Mano planuojamam nedideliam namui būtų reikėję apie 35 polių, kurių bendras betono skrespjūvio plotas būtų mažiausiai 2,5 m². Per polius mano šiluma teka į gruntą. Norint gerai apšiltinti polinius pamatus masyviam namui teks pasidarbuoti nepalyginamai daugiau. Prieš užpilant betoną reikia sudėti ~5 cm storio ekstrudinio putplasčio cilindrus ar stačiakampes “dėžutes“ į praplatintas polių skyles iki 100-130 cm gylio. Tai būtų efektyviausias viršutinės polių dalies apšiltinimo būdas ir nereikėtų vėliau atkasinėti polių ir kažkokiu būdu lipdyti putplastį ant apvalių, grublėto paviršiaus polių.
Rostverko, šiltinimo ir hidroizoliacijos posūkiai
Į rostverko klojinius sudedamas ir įtvirtinamas putplastis, o betonas pilamas ant viršaus. Taip gaunamas kokybiškiausias apšiltinimo sluoksnis. Naudojant ekstrudinį putplastį reikėtų pašiaušti jo slidų paviršių, kad prikibtų betonas. Metro gylyje polių betono temperatūra susilygina su grunto temperatūra, kuri yra apie +7ºC, o ypač gerai apšiltinas rostverkas mūriniame name sušyla iki +15…+16ºC. Turint šiuos skaičius lengva įvertinti kiek šilumos nuteka gerai apšiltintais poliais į gruntą per 200 dienų šildymo sezoną: 2,5 m² * 2 W/(mK) * (16ºC-7ºC) / 1 m = 45 W; 45 W * 24 val. * 200 d. = 216000 Wh = 216 kWh.
Vien dėl polių įtakos susidaro neišvengiamas šilumos nutekėjimas, kurio pasyviame name užektų virš 10 m² patalpų plotui apšildyti visą sezoną, nors šildant elektra tai kainuotų ne tiek ir daug, 100 Lt per metus. Statant karkasinį namą rostverko temperatūrą galima sumažinti dar keliais laipsniais izoliuojant jį nuo šiltų namo konstrukcijų ir taip sumažinti polių įtaką iki minimumo. Šio sprendino šalutinis efektas yra labai sukeltas grindų paviršius lyginant su grunto paviršiumi šalia namo. Minimalus aukščių skirtumas bus ~50 cm, nes karkasinių sienų apačia (rostverko viršus) turi būti bent 20 cm aukščiau nei grunto paviršius. Toliau eina bent 20 cm putplasčio, skiriančio šaltą rostverką ir šiltą betoninį grindų pagrindą ir dar 7-10 cm pats betoninis grindų pagrindas - “stežkė“.
Norint pakelti grunto temperatūrą po rostverku ir apsisaugoti nuo įšalo reikėtų įrengti “sijoną“ iš ekstrudinio putplasčio, kuris izoliuoja žemės šilumą nuo aplinkos šalčio ir neleidžia susidaryti įšalui. Vienas iš galimų variantų antroje nuotraukoje. Artimesnė pamatui 60 cm “sijono“ dalis galėtų būti 10 cm storio, o tolimesnė 60-100 cm dalis gali būti ir plonesnė - 5 cm. Egzistuoja dvi pagrindinės formos, kurios nusako “sijono“ (apšiltinimo plokštumos) orientaciją: vertikali ir horizontali. Vertikali forma laikoma šiek tiek efektingesne, bet horizontali yra paprasčiau įrengiama ir gali turėti papildomą paskirtį vandens nuvedimui nuo pamato, grindinio trinkelių ir cokolio apdailos apsaugai nuo iškilnojimo veikian įšalui.
Įsotintas vandeniu gruntas įšalo metu kelia grunto paviršių aukštyn 2-3 cm. Dėl šios priežasties aplink pamatus turi būti vandenį drenuojantis gruntas. “Sijono“ įrengimas yra ypatingai sunkiai atsiperkanti investicija. Lyginant polinius pamatus su vėliau aptariamais panašaus apšiltinimo lygio plokščiaisiais pamatais, poliniams pamatams reikės panašaus arba didesnio betono kiekio, didesnio polistireninio putplasčio kiekio apšiltinimui ir hidroizoliacinio sluoksnio.
Plokštuminiai pamatų privalumai ir trūkumai
Polių ir rostverko betonas nepriklausys namo temomasei ir nedirbs palaikant pastovią namo teperatūrą. Pagrindiniai polinių pamatų privalumai yra plačiai žinoma technologija, galimybė pigiau įrengti pamatus ant šlaito ar žemės ploto, kur viena namo pusė turėtų labai skirtingas grunto atsparumo savybes nei kita pusė. Pvz. viena pusė nejudintas kietas gruntas, o kita pusė storas piltinio augalinio grunto sluoksnis. Viršutinis grunto sluoksnis poliniams pamatams nėra svarbus, bet svarbu turėti kuo tvirtesnį gruntą giliau. Tuo tarpu plokštiesiems pamatams atvikščiai, svarbu turėti tvirtesnį arba bent vienodų savybių viršutinį poros metrų sluoksnį. Grunto savybės dažnai tampa pagrindiniu pamatų pasirinkimo veiksniu, nepriklausomai nuo norų. Mano atveju gruntas buvo šiek tiek palankesnis plokštiesiems pamatams. Beveik visi sklypai Lietuvoje yra tinkami plokštuminiam pamatui įrengti, išskyrus kalnuotą reljefą ar labai storą augalinį sluoksnį turinčias vietas, kuriose tektų atlikti daug brangiai kainuojančių žemės darbų.
Dar vienas mažai girdėtas pamatų tipas yra seklieji pamatai įrengiami virš įšalo zonos ant sutankintos skaldos arba žvyro. Radau ir kas mėgsta įrengėti panašius pamatus Lietuvoje, bet tai tikrai ne geriausias pavyzdys… Daug nesidomėjau šiuo pamatų tipu, bet kiek žinau jie savo veikimo principu panašūs į plokščiuosius pamatus, nes rostverko apačioje galima įrengti platesnį padą, kuris remiasi savo plokštuma į grunto paviršių ir gali būti apšiltintas kietu ekstrudiniu putplasčiu iš apačios. Sutrombuotos skaldos paviršius, į kurį remiasi šie pamatai būna apie 0-40 cm gylyje.
Pagrindui iškastoje tranšėjoje galima sutrombuoti statybinių atliekų, žvyro ir ant viršaus skaldos. Sprendžiant iš išvaizdos galima sakyti, kad tai poliniai pamatai tik be polių. Šiuo atveju reikėtų stiriai pagalvoti apie termoizoliacinio “sijono“ įrengimą apsaugai nuo įšalo, nes pagrindo kilsnumas yra pagrindinė šių pamatų problema. Mano nuomone tokie pamatai yra geriausiai tinkami lengvam karkasiniam namui, kai viršutiniai grunto sluoksniai yra pakankamai tvirti, o gruntinis vanduo niekada nesiekia įšalo gylio ir nėra pavojaus užšalti po pamatais susikaupusiam vandeniui.
Plokštuminiai pamatai kaip pasyviam namui sprendimas
Paskutinis tipas pamatų, kuriuos norėčiau aptarti, yra plokštuminis pamatas. Jis yra pripažįstamas kaip labiausiai tinkantis pasyviems namams ir sutrumpintai rašomas “PP“. Plokštuminis pamatas yra geriausiai izoliuotas nuo grunto pamatas neturintis šalčio tiltų. Nesigilinant į detales tai labai paprastas pamatas - grunto plokštuma, apšiltinimo sluoksnis ir ant viršaus betono plokštė. Iš šio paprastumo seka ir efektyvumas. Nei viena konstrukcijos dalis nekerta apšiltinimo sluoksnio. Galėčiau pabrėžti, kad visas apšiltinimo sluoksnis PP dirba tolygiai izoliuodamas šilumą, nėra vietų, kur jis būtų neefektyviai panaudotas, kaip kad kokiame polių apšiltinime. PP betonas turi mažiausią sąveikos plotą su išore lyginant su kitais pamatų tipais ir iš to seka, kad jam reikia mažiausiai putplasčio apšiltinimui. Taip pat tai didžiausią termomasę suteikiantys pamatai. Visas PP betonas yra kambario temperatūros ir pilnai dalyvauja namo temperatūros stabilizavime kaip aktyvi termomasė vertinant keleto dienų laikotarpį. Taigi visos reikalingos medžiagos yra panaudojamos efektyviausiu būdu.
Yra sakoma, kad plokštuminiams pamatams reikia daugiau betono ir armatūros nei poliniams, bet aš tai norėčiau paneigti. PP yra daugiau nei rostverkas su poliais, tai kartu yra ir namo grindys. Mano 105 m² PP prireikė 16,8 m³ betono ir 1300 kg armatūros. Lygiai tiek betono būtų užtekę įrenginėjant 8 cm storio grindis ir polinių pamatų rostverką, bet būtume pritrūkę dar bent 8 m³ poliams. Polinių pamatų atveju tik 8 cm grindų betonas būtų pilnai dirbęs kaip termomasė. Lyginant armatūros kiekius galima pastebėti, kad kai kuriuose poliniuose pamatuose buvo panaudota dvigubai mažiau armatūros nei mano atveju, bet neaišku ar jie buvo įrenginėjami pagal projektą. Susidariau nuomonę, kad plokštiesiems pamatams reikia apie trečdaliu daugiau armatūros nei poliniams. Gruntas sklype buvo vidutiniškas poliniams pamatams ir geras plokštuminiams.
Viršutinis sluoksnis apie 150 cm buvo nejudintas smėlis, giliau priemolis. Vietomis priemolis išlysdavo ir aukščiau. Ant nelaidaus vandeniui priemolio sluoknio kaupdavosi gruntinis vanduo, kurio lygis buvo apie 130-150 cm. Esančio nejudinto grunto sąlygos buvo tinkamos įrenginėti plokštuminius pamatų. Kaip ir dauguma statytojų Lietuvoje galvojau apie namo ilgalaikiškumą. Didžiausias galvos skausmas buvo polistireninio putplasčio padėjimas tiesiai po gelžbetoninėmis namo konstrukcijomis ir poveikis visu namo svoriu. Po poros mėnesių domėjimosi, mokslinių tiriamųjų straipsnių ir gamintojų techninės informacijos skaitymo, nesėkmingos eksplotacijos atvejusių ieškojimo, diskusijų su bendraminčiais įsitikinau, kad projektuojant su atsarga jokios grėsmės nėra.
Norint tikrai ramiai miegoti derėtų naudoti kiek atsparesnį gniuždymui putplastį nei paskaičiuoja konstruktoriai, tai viena iš nedaugelio vietų, kur rekomenduočiau nepataupyti. Cheminiu požiūriu tai viena iš patvariausių dirbtinių organinių mežiagų pasižyminti ypatingu atsparumu aplinkos poveikiui ir šiuo aspektu pranokstanti poliuretano (PUR) ar poliuretano-polyisocyanurato (PIR) šiltinimo medžiagas.
Reikėjo įvertinti galimas plokštuminių pamato trūkumų: tokie pamatai brangiau kainuos kalnuotame ar storame augalinio grunto sluoksnyje, tenka rasti patikimus statybininkus ir santechnikus, kurie turi patirties, o jau įrengto plokštuminio pamato atveju gali būti sunku pataisyti inžinerines komunikacijas be žymių išlaidų. Taip pat būtina iš anksto paruošti visus projektus - namo išplanavimą, konstrukcijų, kanalizacijos, vandentiekio, šildymo ir elektros sprendimus, kad užbetonavus būtų galima išvengti vėlesnių pakeitimų.
Inžinerinės, ekonominės ir praktinės įžvalgos
Kitas plokštuminių pamatų privalumas yra mažesnis medžiagų kiekis. Putplasčio reikia mažiausiai iš visų pamatų tipų. Armatūros kiekis didesnis, bet betono reikia apie 30 % mažiau. Nereikalinga hidroizoliacija, nereikalingas rostverko ir polių apšiltinimas. Tai atperka padidėjusias išlaidas dėl panaudojamo kietesnio putplasčio plokštuminiuose pamatuose ir supaprastina apšiltinimo darbus. Požeminius santechnikos darbus bus daug lengviau atlikti ant lygaus pagrindo nei kasinėjant po rostverku jau išlietuose pamatuose su sąlyga, kad visi santechnikos mazgai suplanuoti iš anksto. Nebereikia užpilti smėlio į jau pastatytus pamatus. Rankomis suvežti tiek tonų smėlio yra tikrai nemažas darbas.
Plokštuminiai pamatai reikalauja kruopštaus iš anksto suplanuotos inžinerinės komunikacijos tiek grindyse, tiek aplink pamatus. Reikia kokybiškai įrengti požeminę kanalizaciją ir kitus požeminius įvadus bei išbandyti viską prieš betonuojant - remiantis patirtimi, remontas po plokštuminio pamato yra sudėtingas. Susidarytų šilumos tiltelių rizika sumažėja dėl vientikos plokštės. Kitas privalumas - didžiausia termomasė, iš visos masės išliejamas betonas dirba kaip aktyvi šilumos saugykla. Tai ypač svarbu namams su ilgesniu hibridiniu ar saulės energijos panaudojimu.
Kiekvieno namo statyba prasideda nuo pamatų įrengimo. Tai pastato pagrindas, nuo kurio tvirtumo priklauso ir viso namo kokybė. Senuose namuose iki 20 proc. ne visur galima įrengti plokštuminius pamatus, todėl poliniai pamatai vis dar išlieka kaip alternatyvus sprendimas. Tokiu atveju tikslas - sumažinti šilumos tiltelius ir supaprastinti darbus, o dvi darbo fazės - rostverko išliejimas ir apšiltinimas - kartais gali būti sujungtos į vieną etapą.
Ekspertų patarimai ir praktiniai patarimai
Finnfoam pristato paprastą sprendimą polinių pamatų rostverko įrengimui - U formos klojininius iš ekstrudinio polistireninio putplasčio (XPS). Tokiu būdu vienu įrengimo etapu atliekamos dvi darbo fazės: suformuojamas klojinys rostverko išliejimui ir apšiltinami pamatai iš trijų pusių. Maksimalus galimas įrengti rostverko aukštis - 56 cm. Pamato konstrukciją parenkama konstruktorius. Prieš pamatų projektavimą būtina atlikti sklypo inžinerinius geologinius grunto tyrimus.
Įgilinimo ir hidroizoliacijos sprendimai priklauso nuo gruntinių sąlygų ir gruntinio vandens lygio. Jei gruntiniai vandenys aukšti, rekomenduojama įrengti drenžą ir vadinamą „sijonėlį“ - perimetru pakloti putplasčio plokštės. Pamatai neįgilinami žemiau įšalo, o įšalo poveikis eliminuojamas montuojant perimetrinį sijoną apie 40 cm gylyje.
Kai kurių segmentų teigiamas poveikis - plokštumatinių pamatų mazgo konstrukcija leidžia iš karto įrengti grindų šildymą, o liktiniai klojiniai padeda operatyviai užbaigti darbus. Tuo pačiu reikia atsižvelgti į galimybes terminių tiltelių mažinimui per šiltinimo sprendimus ir kokybę dirbti su inžineriniais tinklais per pamato plokštę.
Vertinamos sektoriaus tendencijos ir atsakymai į dažniausiai užduodamus klausimus
- Gręžtinių pamatai dažnai laikomi pigesniais, tačiau jų kaina priklauso nuo grunto ir įrengimo sąlygų.
- Plokštuminiai pamatai užkerta kelią šilumos tilteliams, jeigu visos izoliacijos sluoksniai yra tolygiai paskirstyti.
- Plokštuminiai pamatai gali būti tinkami ir kai gruntai nėra idealūs, tačiau reikia kruopščiai parengti projektą ir inžinerinę dokumentaciją.
- Poliniai pamatų rostverkas gali būti šiltinamas tiek iš išorės, tiek iš vidaus, norint sumažinti šilumos nuostolius.
Konsultacijos su konstruktoriais ir geologiniais tyrimais yra būtinos, nes grunto sąlygos ir gruntinis vanduo diktuoja projekto tipą ir įgilinimą. Pasirenkant sprendimą reikšmingi du svarbūs kriterijai - termomosė ir investicijų efektyvumas per visą namo gyvavimo laikotarpį.
Norėdami išvengti netikėtumų, svarbu įtraukti į projektą žinoma skaičiai: plokštuminio pamatų atveju reikalingas didesnis betono kiekis, bet mažiau hidroizoliacijos darbų; poliniuose pamatuose - daugiau putplasčio ir atskirų išorinių šiltinimo sprendimų, bei hidroizoliacijos sluoksnių. Kitos svarbios temos - grout, rostverko ir plokščių ausinimas, bei įgijimas patikimos inžinerinės komunikacijos prieš liejant betoną.
Jei planuojama intensyviai naudotis grindiniu šildymu ir saulės energija, plokštuminiai pamatai gali būti iš tiesų naudingas sprendimas dėl jų didelės termomosės ir efektyvaus šilumos kaupimo. Tačiau reikia atsižvelgti į vietinę praktiką, patikimumą bei specialistų patirtį diegiant tokias sistemas Lietuvoje.
Pamatai, tipai ir svarba statyboje
Taip pat reikėtų įtraukti kelias praktines rekomendacijas:
- Atlikti geologinius sklypo tyrimus ir pasikonsultuoti su kvalifikuotu architektu-konstruktoriumi dėl pamatų tipo pasirinkimo.
- Įvertinti gruntą, gruntinį vandenį ir sezono temperatūrų svyravimus planuojant įgilinimą ir drenažo sprendimus.
- Planuoti inžinerinius tinklus iš anksto ir įrengti jų testavimą prieš betonavimą, kad po betonavimo būtų galima lengvai atlikti remonto darbus.
- Investuoti į kokybišką putplastį ir tinkamą rostverko šiltinimą, kad būtų sumažinti šilumos tiltai.
Galutinis pasirinkimas priklauso nuo grunto savybių, namo dydžio, planuojamos šildymo sistemos ir inžinerinių komunikacijų išsidėstymo. Plokštuminiai pamatų sprendimai dažnai atrodo patrauklūs dėl nedidelių susitarimų dėl darbo etapų, estetikos ir optimalaus termomosės potencialo, tačiau reikalauja kruopštaus planavimo ir patirties.