Rodzaje fundamentów w budownictwie szkieletowym

inż. Maciej Malimon

Autor

Zaczynając budowę domu szkieletowego warto poświęcić czas na wybór odpowiedniego fundamentu, biorąc pod uwagę warunki panujące na działce i nasze potrzeby.

W poniższym artykule opiszę pokrótce rodzaje fundamentów stosowanych w budownictwie szkieletowym oraz przedstawię ich największe wady i zalety.

Będą to:

fundamenty tradycyjne,
płyta fundamentowa zimna,
płyta fundamentowa grzewcza,
crawl space,
fundament punktowy.

Artykuł jest dość obszerny, dlatego postanowiłem podzielić go na dwie części – pierwszą obejmującą fundamenty ciężkie (fundament tradycyjny, płyty fundamentowe), a druga, którą opublikuję za kilka dni, opowie o metodach lekkich (crawl space, fundamenty punktowe).

Zaczniemy od tradycyjnych fundamentów.

Z założenia bardzo prosty, niedrogi i skuteczny rodzaj posadowienia budynku, niestety w Polsce, w kontekście budownictwa szkieletowego stosowane rozwiązania zakrawają o patologię budowlaną. Na początku opiszę jak tego typu fundamenty wyglądają w krajach skandynawskich (rozwiązanie ze ścianą fundamentową „ringmur”), a później zejdziemy na ziemię, i wrócimy do polskich realiów.

Rozwiązanie skandynawskie łączy zalety grzewczej płyty fundamentowej z fundamentami tradycyjnymi, choć płyta żelbetowa, wykonana z betonu konstrukcyjnego, może ale nie musi być elementem konstrukcyjnym współpracującym z fundamentową ścianą obwodową. Elementem nośnym jest izolowana termicznie monolityczna ściana fundamentowa, wewnątrz budynku grunt jest wymieniony na tłuczeń, a na grubej warstwie (20-30 cm) XPS jest wykonywana zbrojona wylewka z betonu konstrukcyjnego o dużo niższej grubości niż typowa płyta fundamentowa, wykonywana w jednym cyklu technologicznym ze ścianą fundamentową, ze wspólnym poziomem „0”, który jest już docelową warstwą przeznaczoną do wykończenia podłogi. Podwaliny ścian są posadowione na poziomie „0”, więc nie są narażone na zawilgocenie będąc zatopionymi w warstwach styropianu i wylewek, element żelbetowy w formie płyty nie posiada dylatacji i nie jest narażony na osiadanie jak w przypadku typowych fundamentów stosowanych w Polsce.

Jeśli chodzi o zalety i wady – w zasadzie posiada większość zalet grzewczej płyty fundamentowej, i nie posiada zaletowady wysokiej akumulacji – akumulacja jest podobna jak w wypadku tradycyjnych wylewek.

Wadą są wyższe wymagania odnośnie nośności gruntu, oraz konieczność wymiany gruntu pod wylewką na tłuczeń – który w Skandynawii jest bardzo popularny i łatwo dostępny, jednak w Polsce jest stosunkowo drogi w porównaniu do innych kruszyw zasypowych. Do tego dochodzi fakt, że bardzo niewiele firm w Polsce zna ten system, a materiał jest trudno dostępny, i dedykowane elementy brzegowe trzeba sprowadzać ze Skandynawii. Oczywiście można to samo zrobić z wykorzystaniem innych systemów dostępnych w Polsce, bądź zmajstrować coś samemu, lecz jeszcze nie spotkałem się, aby jakiś wykonawca chciał „ruszyć głową” i wyjść poza standardy stosowane w Polsce.

Wróćmy do naszego kochanego kraju

W Polsce są to ławy posadowione przeważnie poniżej poziomu przemarzania (choć nie muszą być w wypadku wykonania wymiany gruntu na niewysadzinowy oraz wykonaniu drenażu) + ściany fundamentowe, wypełnieniem jest zagęszczona warstwa kruszywa zasypowego. Kolejnymi warstwami wewnątrz są: podkład z chudego betonu, hydroizolacja, styropian lub inny rodzaj nienasiąkliwego materiału przeznaczonego do stosowania pod wylewki, następnie wykonywana jest wylewka – niestety, najczęściej z bardzo niskiej jakości materiału z miksokreta, nie mającego nic wspólnego z betonem konstrukcyjnym. Ten sposób posadowienia nie determinuje źródła ogrzewania budynku, które powinno być przemyślane już na etapie wykonywania niektórych rodzajów fundamentów odnośnie specyfiki danego budynku.

Odnośnie zalet –brak konieczności wymiany gruntu pod częścią nośną, możliwość zastosowania nawet przy dużych spadkach terenu, możliwość korekcji instalacji kanalizacyjnej pierwszej kondygnacji względem projektu już po wykonaniu fundamentów, stosunkowo wysoka tolerancja dokładności wykonania, uniwersalność wykończenia, łatwość wykonywania przebudów domu.

Wady (Mówiąc o wersji „polskiej”) :

Problematyczne połączenie podwaliny z wylewką (podwaliny ścian zewnętrznych i wewnętrznych są zamknięte w warstwach styropianu i wylewek, co znacząco wpływa na ich żywotność, możliwość odparowania wilgoci, wykrycie ewentualnych awarii instalacji wodnej),
Nagminny brak dokładności w wykonaniu hydroizolacji pomiędzy „chudziakiem” a warstwami termoizolacji,
Nagminne problemy ze słabym zagęszczeniem kruszywa pod chudym betonem, co wraz ze stosowaniem niskiej jakości styropianu prowadzi do osiadania wylewek i częstego widoku cokolików/listew uniesionych ponad warstwami wykończeniowymi podłogi,
Konieczność stosowania dylatacji, które są kłopotliwe do przeniesienia na warstwy wykończeniowe przez ekipy prowadzące te prace,
Zła kolejność prac (nagminne wykonywanie prac mokrych w budynku w nieodpowiednim momencie budowy), przerwa technologiczna w procesie budowy po wykonaniu wylewek,
Skomplikowane wykonanie ław bądź niemożność ich wykonania przy kiepskich warunkach geologicznych, olbrzymi problem i brak możliwości szybkiej diagnozy problemu przy zalewaniu domu np. przez nieszczelną instalację wodną,
Nagminne problemy z osiadaniem ścianek działowych posadowionych na „chudziaku”, co wiąże się z pękaniem łączenia suchej zabudowy na styku ścianek z sufitem, niska jakość „betonu” stosowanego do wykonania wylewek.
Najpoważniejsza wada – zamknięcie podwalin ścian poniżej poziomu „0” jest możliwa do usunięcia, jednak wiąże się z wykonaniem obustronnie izolowanego dodatkowego cokołu podnoszącego poziom posadowienia podwalin do „0”budynku, jednak wiąże się to z dodatkowym nakładem prac i kosztami.

Kolejnym rodzajem fundamentu jest „zimna” płyta fundamentowa.

Przy poprawnym wykonawstwie powinna posiadać cokół podnoszący podwaliny ścian do poziomu „0” – eliminując największą wadę rozwiązania z fundamentami tradycyjnymi. W zależności od podłoża, wymaga wymiany gruntu na określoną głębokość, następnie najczęściej układany jest materiał typu XPS/EPS hydro o niewielkiej grubości bądź folia budowlana, elementem nośnym jest monolityczna płyta fundamentowa, najczęściej grubości ok. 20 cm Dalsze etapy prac wykonywane są podobnie jak przy fundamencie tradycyjnym poczynając od etapu konstrukcji żelbetowej tak samo jak po wykonaniu podkładu z chudego betonu przy fundamencie tradycyjnym.

Zalety:

Możliwość posadowienia budynku przy kiepskich warunkach gruntowych,
Wyższa stabilność niż fundamenty tradycyjne,
Łatwość prowadzenia przebudów domu ze zmianą funkcji pomieszczeń.

Wady:

Praktycznie większość wad „polskich” tradycyjnych fundamentów poza problemami ze słabym zagęszczeniem i osiadaniem kruszywa,
Wyższy sumaryczny koszt wykonawstwa,
Nielogicznie wydane fundusze (2x prace betoniarskie i zbrojarskie) – o wiele lepszy efekt niższym nakładem prac i kosztów można osiągnąć stosując płytę grzewczą,
Wysoki koszt wykonania w przypadku dużej różnicy poziomów terenu.

Można również zastosować inny rodzaj podkładu podłogowego niż wylewki – np. suchy jastrych, minimalizujący akumulację, jednak wchodzimy tutaj w jeszcze bardziej kosztowne rozwiązania.

Grzewcza płyta fundamentowa.

Posadowiona jest na odpowiednio grubej warstwie termoizolacji – najczęściej 20-30 cm. Warstwa konstrukcyjna jest jednocześnie ostateczną warstwą pod wykończenie – nie wykonuje się na niej wylewek. W elemencie żelbetowym zatopione są rury ogrzewania podłogowego, kable grzewcze lub kanały transportujące ciepłe powietrze. Szalunkiem bocznym również jest materiał termoizolacyjny, o grubości zależnej od zastosowanego przekroju ścian domu.

Zacznę od pierwszej kwestii – wysokiej akumulacji, której nie można zakwalifikować ani jako zalety, ani jako wady – gdyż skutki zastosowania grzewczej płyty fundamentowej w budynku mogą być różne. Przy poprawnym wykonawstwie, domu szczelnym i energooszczędnym jest to zaleta, ponieważ aby ogrzać budynek o niskim zapotrzebowaniu energetycznym, wystarczy, że płyta będzie o 1-2* cieplejsza niż powietrze w budynku o docelowej temperaturze. Zapewnia to olbrzymią stabilność temperatury w budynku niezależnie od pogody i jej szybkich zmian oraz świetną współpracę z niskotemperaturowymi źródłami ogrzewania (pompami ciepła), które podgrzewając wodę do niskich temperatur są najbardziej ekonomiczne w eksploatacji, czy chociażby z kotłem elektrycznym pracującym w taryfie nocnej, co jest bardzo korzystne w przypadku niedużych domów. Natomiast przy budynku zbudowanym w niższym standardzie, konieczne jest jej podgrzanie do wyższej temperatury, co może powodować duży dyskomfort przy zmianach temperatury zewnętrznej, ponieważ temperatura płyty jest znacznie wyższa od komfortowej temperatury wewnątrz budynku – np. przy nagłym ociepleniu i braku konieczności ogrzewania budynku z dużą mocą będzie się bardzo długo schładzać, i w domu będzie za gorąco.

Zalety:

Brak prac mokrych w budynku,
Brak problemów z osiadaniem wylewek, podwaliny ścian są „na wierzchu” – dlatego mają ciągłą możliwość odparowywania wilgoci, nie są narażone na zgnicie,
Ułatwienie prac związanych z wznoszeniem budynku i utrzymanie porządku na budowie ,
Redukcja nakładu prac instalatorskich (elementy instalacji wod-kan, oraz ogrzewanie podłogowe są już elementem płyty),
Zniwelowanie mostka termicznego powstałego przy połączeniu podwaliny z fundamentem,
Niższy nakład pracy i sumaryczny koszt wykonania niż w przypadku płyty „zimnej”,
Brak dylatacji przy typowych wymiarach domów jednorodzinnych.

Wady:

„Ciemna strona akumulacji” – długi czas potrzebny do zmiany temperatury w budynku,
Bardzo wysoki reżim technologiczny i niewielka ilość firm w kraju, która potrafi poprawnie wykonać taki fundament. Przerabiałem już kilka firm z „czołówki google”, i współpraca z nimi zawsze kończyła się na jednej realizacji, a z jedną z firm zmuszony byłem pożegnać się w bardzo nieprzyjemny sposób, z lawinowym użyciem słów powszechnie uważanych za mocno niekulturalne ,
Wysoki koszt wykonania w przypadku dużej różnicy poziomów terenu,
Brak możliwości przeniesienia niektórych punktów kanalizacyjnych w trakcie dalszych etapów realizacji budowy,
Trudne prace naprawcze w przypadku popełnienia błędów wykonawczych, dlatego należy na tym polu współpracować jedynie z najlepszymi, aby uniknąć ryzyka bardzo przykrych w skutkach awarii. Jednak są w naszym kraju firmy godne polecenia, które potrafią taki fundament wykonać bardzo dobrze.