Всё что надо знать о строительной физике или ликбез для самостройщика

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Прекрасная тема, и она действительно лучше подходит для моих вопросов, первоначально заданных в https://www.forumhouse.ru/threads/220943/page-2#post-6929208
Поэтому сделаю репост.

Началось все с того, что дом я решил делать на УШП. Рядом будет отдельно стоящий гараж размерами ~ 6,3*7,6*2.5 м, который отапливаться не будет. Из соображений унификации при строительстве фундамента первоначально я тоже нарисовал его стоящим на УШП.

Но потом возникла мысль под гараж плиту сделать не по классике УШП, как на рисунке выше, а как на рисунке ниже - утеплить саму коробку гаража, а плиту снизу не утеплять.

Профит предположительно в том, что за счет тепла земли внутри гаража зимой будет если и не плюсовая температура, но и не как на улице, а значительно теплее. А значит, по утрам машину заводить зимой будет проще.
Решил я эту идею посчитать.

Среднегодовая температура земли под Москвой - около +7 °С, а также имею косвенные данные, что для непромерзания грунта достаточно накрыть его сверху 6 см пенопласта.
6 см пенопласта под плитой - это для моего случая теплопотери ~30 Вт/К (здесь и далее - сразу умножил 1/R на соответствующие площади).

Если вместо 6 см пенопласта под плиту положить, скажем, 10 см минваты в стены и 20 см на потолок, то даже самый прикидочный теплорасчет покажет: такая замена не эквивалентна.
Герметично утепленные стены+потолок - это 35 Вт/К. Также появляются дополнительные теплопотери:

• за счет воздухообмена, при полукратном в час - около 20 Вт/К,
• через окна, ворота, двери и всякие щели, мосты холода - пусть еще 35 Вт/К.

Т. е. вместо 30 Вт/К получаются 90 Вт/К (а это пенопластовый эквивалент под плитой не 6, а всего лишь 2 см толщиной, т. е. могу сделать вывод: под плитой грунт промерзать однозначно будет).

Ну так и что с того: если промерзание будет происходить в пределах гравийно-песчаной подушки, которая дренируется, то ничего в плите треснуть не должно.

...Но далее мои скиллы в построении расчетных моделей дали сбой. А вопросы остались:

1. На какую глубину промерзнет грунт к концу подмосковной зимы? Ну, т. е. на какую глубину нужно будет дренируемую подушку под плиту сделать, чтобы плиту не вспучило?
2. Какая температура внутри гаража установится, если, скажем, в крещенские морозы (под конец зимы) среднесуточная температура неделю будет держаться в районе -25°С?
3. С какой стороны в стенах и потолке расположить паробарьер? Ведь зимой градиент наружу не такой, как был бы в отапливаемом доме, да и жильцов и приборов, испаряющих влагу, в гараже нет. Зато летом внутри будет всегда прохладно, так правильно ли предполагать выпадение конденсата скорее летом изнутри гаража, чем зимой во внешней части стен?
4. Этот вопрос выпадает из контекста данной темы, но все равно задам. Конструктив УШП (тонкая плита) в данном случае можно оставить? Или усилить, от греха, за счет увеличения толщины плиты и двух слоев армирования?

Будет ли вообще стоить свеч такая игра? Может быть, мои надежды использовать бесплатное тепло земли не так уж обоснованы? Или же теплее в гараже станет, но при этом будут периодически появляться какие-то побочные негативные эффекты, о которых я не додумал, например, конденсат в/на автомобиле? (Про то, что утеплителя потребуется больше, я и сам догадался - экономические вопросы конечно важны, но пока что не в приоритете.)

Думаю, вообще будет интересно пообсуждать. Так как вопросы проектирования теплых домов уже во многих темах разъяснены и поняты. А вот принципы правильного проектирования холодных, неотапливаемых построек как-то на этом форуме не очень освещены. А в них физика ведь совсем по-иному себя может проявлять!​

 

Любопытно, зачем такой воздухообмен? Вода растаяла, вытекла в дренаж. Пара от неё -все да ничего. На мой взгляд, утром выехали, вечером заехали, воздух поменяли - достаточно. Щели это тоже - лишние. Ставьте нормальную дверь. Зачем зимой окна? Может быть, поставить на всю зиму ставни из ППС?
Для пикового морозного периода или для ремонта почему бы не предусмотреть в гараже отопитель. Или, для начала, можно погреть и двигателем, выведя выхлопные газы через трубу на на улицу.
Гараж - это не подпол. Конденсата там не будет. Мало ли появится - откройте двери.

 

Да, невнимательно. Но сути дела это не меняет, на мой взгляд.
Глубина промерзания грунта - это препятствие достаточное для незамерзания, а для теплоизоляции мне представляются логичными несколько иные цифры.

 

Действительно, можно и воздух менять реже, и ворота гаражные попытаться сделать совсем без щелей и мостиков холода, и окна ставнями из ппс на зиму закрывать. И снизить теплопотери по этим статьям, например, с 20 и 35 до 10 и 15 Вт/К. Суммарно будет не 90, а 60 Вт/К. Промерзание уменьшится, но останется. Для непромерзания надо 30 Вт/К.
Для расчета я бы предпочел некоторый запас, поэтому взял 90, а не 60.

Обогреватели, конечно, тоже будут (да вот хотя бы вечером теплую машину загнал - пока она остывает, тепло в гараж передается, уже обогреватель. Но с расчетной целью я их тоже решил пока не учитывать. Ну а вдруг зимой будет довольно длительный период, когда в гараже машины не будет - или будет стоять без движения, и обогреватель некому будет включить?

 

Так вентиляция в гараже нужна только несколько часов, пока там стоит машина, лучше её сделать на таймере, загнали машину, щёлкнули выключателем, включили вентиляцию, она 3 часа поработала, машина высохла, выключилась. А если машины нет, то вентиляция выключена. А если поставить масляный радиатор с термореле, он сам будет поддерживать температуру чуть выше нуля, и в этом тепло грунта ему поможет. Судя по Вашим расчётам, он будет тратить в два раза меньше электричества, чем в обычном варианте. Короче, отличная идея.

 

О! Спасибо, я даже раньше эти конструкции видел. Да, то что нужно.

Однако грунт у меня - пучинистый (глина, и вода высоко). Поэтому, в соответствии с рекомендациями в той теме, на которую ссылается #11, я должен положить пенопласт под плиту.
Поскольку я этого не делаю, я должен устранить возможность пучения на глубину промерзания. Таким образом. на первый план выходит самый первый вопрос: "На какую глубину промерзнет грунт к концу подмосковной зимы? Ну, т. е. на какую глубину нужно будет дренируемую подушку под плиту сделать, чтобы плиту не вспучило?".
И вот этого-то я как раз не могу понять, как посчитать.

Предложение от alexxxxx (и ранее от Билли@Бонса) поставить обогреватель (с термореле/для пикового морозного периода) - однозначно решает проблему промерзания, однако фундамент должен работать в полностью автономном режиме, даже если всю зиму электричество будет выключено.

 

У меня сосед подтапливает утепленный гараж в рабочее время.
А мне достаются его теплопотери, видимо через пол. Во время самой холодной зимы, когда был глубокий минус пару лет назад, вода у меня не замерзала.
3 стенки бетонные 100мм. Одна стена стальная 2 мм.
Не представляю, каким образом утепленный гараж может промерзнуть?
Фантастика.

 

Не, ну если вымораживать гараж по 3 часа в день, то, наверно, подтапливать придется.
Только зачем?
Разумнее натереть 2 раза в год машину воском.

 

Билли, ну ты что? В гараже без вентиляции машина сгниёт за год-два, если каждый день загонять её с мороза. Да и в расчётах вентиляция была учтена.

 

А как именно это произойдет?
Вот утро. Хозяин открывает двери и меняет воздух в достаточно объемном гараже на совсем сухой уличный.
И этот воздух потом нагревается и занимается поиском влаги в округе, насыщаясь ею.
Вечером хозяин снова меняет воздух, привезя ПОРОЙ, далеко не всегда, немного льда и снега. Вспомните, сколько дней в году идет снег? Совсем нечасто., но пусть будет ВСЕГДА, на автомобиле, особенно под крыльями, порой на крыше, достаточно изрядное количество воды в виде льда и снега.

Если устроить из этой воды лужу, то, не исключено, проблемы могут и быть. Но хозяин предположительно - не идиот. Он сделает нужные уклоны, положит линолеум либо покрасит пол так, что вся растаявшая вода сразу же уйдет, куда следует. И как это все добавит влажности? Да никак. Если какая-то и выпрыгнет, то её впитают какие-нибудь деревяшки, которые мы так старательно сушили сухим воздухом поутру. А днем мы их снова приведем сухим воздухом в боевое состояние.
Еще существует конденсат. Мы холодную железку привезли в более теплое помещение.
Но воздух в гараже достаточно сухой, а разница температур весьма невелика.
Что там в таком случае будет происходить, достаточно просто проверить опытным путем, принеся с улицы лист железа.

В моих рассуждениях может, конечно, содержаться ошибка, но проверить с помощью гигрометра их несложно.

А что если хозяин все- таки не дружит с головой?
Вот он поставил автомобиль, вода стекла, стоит лужа. Достаточно влажно.
Ну, это будет, наверно, как раз так, как у меня в гараже. Крыша подтекает - надо вот ехать делать, а некогда.
Да еще и вентиляция не сделана. Я его в этом году подмел наконец - вывез море всякого влажного мусора- разложившегося картона главным образом. Отрыл ворота снизу, появился зазор, куда хлынул поток воздуха, и сразу пол стал сухим.
Автомобиля у меня там нет. Но стоит прицеп и имеется масса всякого железа.
Если оно не лежало непосредственно в луже, то ржавчины на нем я как-то не приметил.

 

Билли, в гараже машина с мороза гниёт изнутри, при контакте с тёплым (относительно машины) воздухом гаража на железе выпадает конденсат, и в скрытых полостях тоже. Даже в тёплом гараже с вентиляцией машина гниёт быстрее, чем на улице, а без вентиляции на порядок быстрее. Это именно из-за конденсата. А не из-за лужи на полу.

 

Тут я не соглашусь с Вами. Приезжайте покажу полностью работающий объект...

 

UrriS, нормативная глубина промерзания грунта в подмосковье порядка140см. Слово нормативная здесь ключевое, поскольку это не реальная глубина промерзания, а глубина максимально возможного промерзания при влагонасыщенных грунтах и отсутствии снежного покрова. Но если Вы рассчитываете фундамент для какой нибудь высотки со сроком эксплуатации 200 лет, то должны предусмотреть и такой вариант, что однажды за эти 200 лет в конце октября прорвёт трубу, весь грунт вокруг фундамента пропитается водой, которая через неделю замёрзнет, а снег не выпадет до середины января.

Реальная глубина промерзания в подмосковье в зависимости от грунтов и снежного покрова колеблется от 30см до 200 см. Более подробно можете почитать, например тут: https://www.centrgeologiya.ru/karta-promerzanija.html