Pamatų pasirinkimas

Kaip pasirinkau pamatus

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. 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 apšiltinmui, 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. Dėl šių priežasčių net nepradėjau rimčiau galvoti apie juostinius pamatus, kurių neįrenginėja net ir prasčiau apšiltintiems, neturintiems rūsio namams.

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. Toliau reikia vadovautis tuo pačiu principu. 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 (šilumos laidumo koeficientas betonui yra 2 W/(mK) ) 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“. Viso bent 50 cm aukščių skirtumas, kuris daugeliui nebus priimtinas.

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. Gerai apšiltintiems pamatams, kurie tiesiogiai nesiliečia su gruntu, “sijonas“ reikalingas tik tada kai viršutiniame metro storio sluoksnyje yra nelaidaus vandeniui grunto ir reikia spręsti pagrindo kilsnumo problemą peršalus gruntui.
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. 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. Molingoms vietoms reikėtų atsivežti daugiau žvyro ar smėlio 30-50 cm pagrindui paruošti.

Dar vienas mažai girdėtas pamatų tipas yra seklieji pamatai įrengiami virš įšalo zonos ant sutankintos skaldos arba žvyro. Radau ir kas mėgsta įrenginėti 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. Nevertinant apšiltinimo sluoksnio šiam pamatui reikėtų mažiausiai betono ir jis galėtų būti įrenginėjamas pasyviems namams, nors konstruktoriai šį pamatų tipą vertina skeptiškai.

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 pamatus. 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. Buvo daug klausimų kaip tokia minkšta medžiaga gali tiek laiko išlaikyti tokį svorį. Po poros mėnesių domėjimosi, mokslinių tiriamųjų straipsnių ir gamintojų techninės informacijos skaitymo, nesėkmingos eksplotacijos atvejų 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.  Galite išsklaidyti savo abejones pažiūrėdami keletą filmukų apie putplasčio panaudojimą: 1, 2, 3. 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. Manau, tai patikimas ir ilgaamžis pagrindas pasyviam namui, kuriuo galės džiaugtis vaikai ir anukai.
Norėjau atkreipti dėmesį į keletą plokštuminių pamatų trūkumų. Tokie pamatai brangiau kainuos kalnuotame ar turinčiame storą augalinio grunto sluoksnį sklype. Reikės surasti statybininkus ir santechnikus, kurie turi patirties statydami tokį pamatą, nors kažko ypatingo ar stebuklingo ten tikrai nėra. Reikės turėti namo patalpų išplanavimo, konstrukcijų, kanalizacijos, vandentiekio, šildymo ir elektros projektus prieš įrenginėjant plokštuminį pamatą arba bent jau labai stipriai apgalvoti visas inžinerines komunikacijas grindyse, nes kažką pakeisti užbetonavus bus labai sunku arba net neįmanoma. Teks stipriai pasukti galvą statantis pačiam, nes kils daug klausimų dėl inžinerinių komunikacijų įrengimo. Reikia kokybiškai įrenginėti požeminę kanalizaciją ir kitus požeminius įvadus bei išbandyti viską prieš betonuojant, nes remontas po plokštuminiu pamatu praktiškai neįmanomas. Viską teisingai įrengus tokia grėsmė praktiškai išnyksta. Įgilintų dušo trapų betonavimas yra kiek sudėtingesnis ir reikia apgalvoti kaip tai bus daroma. Po laikančiomis apkrovas sienomis reikia naudoti atsparų gniuždymui, brangesnį putplastį. Baiminantis graužikų reikėtų nemėtyti maisto produktų būsimoje plokštuminio pamato vietoje ir aplink jį. Kaip kraštutinė ir veiksmingiausia apsaugos priemonė nuo pelių būtų nerūdijančio plieno tinklelio su 6-8 mm akutėmis įrengimas aplink cokolį, jį įgilinant į gruntą. Kasinėti aplink įrengtus plokštuminius pamatus yra draudžiama. Pelės retai kasa urvus žvyre ar skaldoje be tikslo surasti maistą, bet jeigu norite tam užkirsti bet kokį kelią tai būdų surasite. Būčiau dėkingas, jeigu pasidalintumėte savo patirtimi apie peles apšiltinimo sluoksniuose. Kaip matome trūkumai nėra esminiai, o ankstyvas, priverstinis inžinerinių komunikacijų projektų pasidarymas bus tik į naudą statybose ir vėliau padės išvengti perdarymų. Plokštuminiai pamatai dar yra gana reti Lietuvoje, todėl surasti kas suprojektuos šiuos pamatus bus ne taip ir lengva. Dauguma namo konstruktyvais užsiimnačių konstruktorių neturės pakankamai patirties ir nenorės imtis jų projektavimo siūlydami pakeisti tipą į tradicinius polinius pamatus. Mano konstruktorius taip pat nenorėjo imtis plokštuminių pamatų projektavimo ir tiesiai šviesiai  nukreipė pas kitą specialistą jeigu norėčiau projektuotis plokštuminius pamatus atskirai.

Privalumų sąrašas ilgesnis. Pirmiausia norėčiau įvardinti pasyviam namui svarbiausią plokštuminių pamatų savybę – šiluminės izoliacijos efektyvumą. Tai lemia šalčio tiltų eliminavimas šiltai konstrukcijai neturint sąlyčio su šaltu gruntu ir mažiausias šiltos konstrukcijos plotas, kurį reikia apšiltinti.  Kitas privalumas – didžiausia termomasė. Visa betono masė panaudota liejant šį pamatą bus aktyvi namo termomasė. Mano atvejų ji bus apytiksliai lygi 16,8 m³  * 2200 kg/m³ * 880 J/(kg*K) = 32 MJ/K = 9 kWh/ºC
Tai yra 1 kW galios šilumos šaltinis turėtų veikti 9 valandas, kad pakeltų tokio betono gabalo temperatūrą vienu Celsijaus laipsniu. 100-140 m² namui su 3-4 kW projektiniu šilumos poreikiu didžiąją šildymo sezono dalį papaks 1-2 šilumos siurblio įsijungimų su poros laipsnių namų temperatūros svyravimu namui šildyti ir didžioji dalis darbo valandų galėtų būti naktiniu tarifu, nes tokios masyvios grindys su grindiniu šildymu dirba kaip didelė žematemperatūrinė akumuliacinė talpa. Tai lygiai taip pat aktualu išnaudojant saulės kolektorius šaltuoju metų laiku patalpų šildymui, kai masyvios grindys “sugeria“ daug šilumos mažai sušildamos, o vėliau ją atiduoda mažai atvėsdamos. Akumuliacinė talpa tampa nebereikalinga, nes grindys mano atveju atstoja 7,7 m³ vandens akumuliacinę talpą. Trūkumas tik toks, kad ji gali dirbti vos kelių laipsnių temperatūros diapazone, kuris būtų pakenčiamas virš jos esančiam žmogui. Toks pamatas labai padėtų temperatūros savireguliacijai lengvame, karkasiniame name, o taip pat puikiai akumuliuotų saulės šilumą, sklindančią per langus žiemos metu. Kiekvieną žiemą atslenka keli anticiklonai lemiantys ypač šaltus ir saulėtus orus. Tai gera proga kelioms dienoms išjungti šildymo sistemas teisingai suprojektuotuose, gerai apšiltintuose ir turinčiuose didelę termomasę namuose. Ši situacija ypač aktuali pavasarį, kai saulės šviesos vis daugėja, o šilumos nuostoliai nedideli,  svyruoja 0,5-1 kW. Taip galima gyventi ištisas savaites nejungiant šildymo sistemos maždaug nuo kovo mėnesio. Silpnas gruntas plokštuminiams pamatams ne problema, jie dažnai pasirenkami problematiško grunto sklypuose, kur kito tipo pamatų įrengimas labai brangiai kainuotų ir nėra kitos išeities. Neatliekant grunto tyrimų mažiausiai rizikuojate įrengdami plokštuminio tipo pamatus.  Kitas plokščiojo pamato privalumas yra mažesni statybinių medžiagų kiekiai. Šią išvadą padariau vien iš savo pamatų medžiagų kiekių lygindamas juos su poliniais pamatais. Putplasčio reikia mažiausiai iš visų pamatų tipų. Armatūros kiekis didesnis, bet betono reikia apie 30 % mažiau. Nereikalinga hidroizoliacija, nereikalingas rostverko ir polių apšiltininimas. 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. Dirbti statybų aikštelėje su įrengtomis grindimis yra patogiau nei dirbti ant grunto. Polių, rostverko, grindų armavimą, betonavimą, šiltinimą sujungus į vieną didelį darbą, plokštuminių pamatų atveju, sumažėja įrengimo laikas, darbo sąnaudos, nuomojamos įrangos naudojimo laikas, medžiagų sandėliavimo nesaugomoje vietoje laikas, medžiagų vežiojimų skaičius. Išlyginti atvirą plokščiųjų pamatų betono paviršių betonuojant yra lengviau nei betonuojant kiekvieną kambarį atskirai. Galima (privaloma) nesunkiai pasinaudoti rotaciniu nivelyru ir sugaudyti kelių milimetrų grindų aukščio nuokrypius. Tai leidžia išvengti betono frezavimo ir brangių išlyginamųjų mišinių naudojimo, nes grindų pagrindas jau bus lygus iškart po betono užtrynimo. Profesionalūs betonuotojai dirba su +- 1 cm paklaida per visą grindų paviršių ir pasiekia gerų rezultatų. Įrengti grindinį šildymą  plokštuminiame pamate yra gerokai lengviau nes dirbama be sienų, be rostverko, be kompensacinių siūlių,  darbas einasi greitai. Didesnis grindų betono storis leidžia atlaidžiau žiūrėti į grindinio šildymo vamzdžių vedžiojimo taisykles, mažina vamzdžių sujungimų poreikį ir su tuo susijusią riziką, mažina nepanaudotą likučių kiekį  ir leidžia naudoti didesnio diametro rečiau išvedžiotą vamzdį, mažiau rizikinga gręžti grindis iki 8 cm gylio įvairiems tvirtinimams. Gerai apšiltinto namo atveju net ir klaidingai išvedžiotas grindinio šildymo vamzdelių tinklas gali veikti puikiai.

Apsvarsčius visus galimus variantus, įvertinus visus už ir prieš pasirinkau plokštuminius pamatus, apie kurių įrengimą parašysiu kitame straipsnelyje.