МЕМБРАНА ПІД УШП

Утеплена шведська плита (УШП) є комплексним фундаментним рішенням, що об’єднує в собі несучу функцію, систему опалення (як правило, ‘тепла підлога’) та ефективну теплоізоляцію. Основна ідея УШП полягає в мінімізації втрат тепла через ґрунт і створенні комфортного мікроклімату в приміщенні з моменту заливки плити. Стрижнем цієї системи є монолітна залізобетонна плита, яка спирається на шар екструдованого пінополістиролу (XPS) товщиною від 200 до 300 мм, що розміщується безпосередньо на підготовленій основі.

В інтегрованій структурі УШП мембрана виконує декілька ключових функцій. По-перше, вона слугує бар’єром для капілярної вологи, запобігаючи її підняттю з ґрунту в конструкцію фундаменту та далі в будівлю. Без надійного вологозахисту, XPS-плити можуть втрачати свої теплоізоляційні властивості через зволоження, а бетонна плита може зазнавати деградації. По-друге, сучасні мембрани під УШП часто виконують функцію захисту від радону – інертного радіоактивного газу, який природним чином виділяється з ґрунту і може накопичуватися в приміщеннях, створюючи загрозу для здоров’я мешканців.

Вибір мембрани є критично важливим етапом. Зазвичай використовують високоміцні полімерні плівки, такі як модифікований поліетилен (HDPE/LDPE) або спеціалізовані геомембрани товщиною не менше 200 мкм, а для захисту від радону – не менше 300-500 мкм, що відповідають класу А1 згідно з EN 13967:2012 для гідроізоляційних гнучких листів. Ці матеріали повинні мати високу стійкість до проколів, розтягування та хімічних впливів, а також зберігати свої властивості в умовах тривалого контакту з ґрунтом та бетоном. Згідно з ДБН В.2.1-10:2018 ‘Основи та фундаменти будівель і споруд’, всі фундаменти, що контактують з ґрунтом, повинні мати ефективну гідроізоляцію для запобігання проникненню вологи. Для УШП це означає створення безперервного та герметичного шару.

Розташування мембрани в пирогу УШП зазвичай передбачає її укладання на підготовлену та ущільнену піщано-гравійну подушку, безпосередньо під плитами XPS. Це забезпечує захист ізоляції від знизу та слугує основою для подальшого монтажу. У деяких випадках застосовується подвійний шар мембрани – один під XPS, другий – над XPS перед заливкою бетону, для забезпечення максимального захисту та функції паробар’єру. Такий підхід гарантує, що капілярна волога не зможе піднятися, а плита УШП, як ключовий елемент енергоефективного будівництва, функціонуватиме з максимальною віддачею, сприяючи створенню будівель з майже нульовим споживанням енергії.

Вологісний режим під фундаментом УШП – це динамічний фактор, що вимагає ретельного контролю. Навіть при низькому рівні ґрунтових вод, капілярна волога здатна проникати в пористі матеріали фундаменту та теплоізоляції. Це призводить до зниження теплотехнічних характеристик матеріалів (особливо XPS, який при зволоженні втрачає до 30-50% своєї ефективності), розвитку грибка та плісняви, а також до корозії металевих елементів фундаменту та інженерних комунікацій. Тому ефективна гідроізоляційна мембрана є абсолютною необхідністю.

Сучасні норми, зокрема ДБН В.2.1-10:2018, підкреслюють важливість захисту будівель від вологи. Для УШП мембрана повинна забезпечувати Sd-значення (еквівалентна товщина дифузійного опору повітря) на рівні не менше 1500 м, що свідчить про її майже повну паронепроникність. Це запобігає конденсації вологи всередині теплоізоляційного шару, зберігаючи його ефективність. Високоякісні полімерні мембрани (наприклад, HDPE з товщиною від 200 мкм) забезпечують необхідний бар’єр.

Окрім вологи, серйозну загрозу становить радон – безбарвний, без запаху, радіоактивний газ, що є продуктом розпаду урану в ґрунті та породах. Він вільно проникає через пористі матеріали та мікротріщини в бетоні. Концентрація радону в приміщеннях є другим за значущістю фактором ризику раку легенів після куріння. В Україні, згідно з НРБУ-97/Д-2000 та ДБН В.1.4-2.01-97, існують граничні допустимі рівні вмісту радону в повітрі приміщень (середньорічна об’ємна активність не повинна перевищувати 50 Бк/м³ для нових будівель). Для об’єктів на територіях з високим рівнем радонового потенціалу ґрунтів застосування радонозахисних мембран є обов’язковим.

Радонозахисні мембрани – це спеціалізовані багатошарові полімерні матеріали (часто HDPE або LDPE з додатковими шарами, що містять алюміній або спеціальні добавки), які мають вкрай низьку газопроникність. Їх товщина зазвичай становить від 300 мкм до 1000 мкм. Вони тестуються згідно з EN 13967 на газопроникність, де коефіцієнт дифузії радону Kx повинен бути надзвичайно низьким (наприклад, менше 10^-12 м²/с). Монтаж таких мембран вимагає особливої ретельності: всі шви повинні бути проклеєні спеціальними стрічками або зварені, а проходки комунікацій (труби, кабелі) герметизовані за допомогою спеціальних манжет та ущільнювачів, щоб створити повністю герметичний ‘радоновий конверт’. Це єдиний спосіб ефективно запобігти проникненню радону в житлові приміщення та забезпечити високу якість повітря у приміщенні.

Основою концепції УШП є досягнення високих показників теплотехнічної ефективності фундаменту. На відміну від традиційних стрічкових фундаментів, де втрати тепла через ґрунт можуть бути значними, УШП мінімізує їх завдяки суцільному шару екструдованого пінополістиролу (XPS), що розміщується під усією плитою. Коефіцієнт теплопередачі (U-value) для фундаменту УШП є критично важливим показником, який повинен відповідати вимогам ДБН В.2.6-31:2016 ‘Теплова ізоляція будівель’, де для підлог по ґрунту нормується опір теплопередачі R ≥ 4.95 (м²·К)/Вт.

Мембрана, хоч і не є безпосередньо теплоізоляційним матеріалом, відіграє непряму, але вирішальну роль у підтримці заявлених теплотехнічних характеристик УШП. Її основна функція в цьому контексті – захист XPS-плит від зволоження. XPS є закритопористим матеріалом з низьким коефіцієнтом водопоглинання (менше 0.3% за об’ємом через 28 днів згідно з EN 12087), однак тривалий контакт з вологим ґрунтом або ґрунтовими водами може призвести до поступового накопичення вологи в порах і, як наслідок, до збільшення теплопровідності. Збільшення теплопровідності на 0.005-0.01 Вт/(м·К) при зволоженні на 1% може здатися незначним, але в масштабах усієї площі фундаменту це призводить до суттєвих теплових втрат та зниження класу енергоефективності будівлі.

Правильно укладена та герметична мембрана гарантує, що XPS-ізоляція залишатиметься сухою протягом усього терміну експлуатації, зберігаючи свій номінальний коефіцієнт теплопровідності (λ ≈ 0.032 Вт/(м·К) для XPS). Це безпосередньо впливає на U-value фундаменту, дозволяючи досягати високих стандартів, необхідних для пасивних будинків або будівель з майже нульовим споживанням енергії. Таким чином, мембрана виступає як елемент пасивного захисту теплоізоляції, підтримуючи її стабільну роботу.

Крім того, мембрана допомагає уникнути інфільтрації холодного повітря з ґрунту в шар теплоізоляції. Хоча УШП, як правило, добре герметизована з боків за рахунок вертикальних XPS-плит, будь-які щілини або негерметичні з’єднання на нижній поверхні можуть стати джерелом мікроскопічної конвекції та додаткових тепловтрат. Якісна мембрана створює безперервний, повітронепроникний шар, що додатково герметизує фундаментну конструкцію і сприяє загальній повітронепроникності будівлі, що є ключовим параметром при сертифікації за стандартами BREEAM або LEED. Отже, інвестиції в якісну мембрану – це інвестиції в стабільність та довгострокову енергоефективність усієї будівлі.

Монтаж мембрани під УШП є критично важливим етапом, що вимагає високої точності та дотримання технологічних карт. Будь-які порушення можуть призвести до компрометації гідро- та газоізоляційних властивостей фундаменту. Розглянемо детальний покроковий гайд.

1. Підготовка Основи: Перед укладанням мембрани основа повинна бути ідеально підготовлена. Це включає:

• Зняття родючого шару та планування: Згідно з ДБН А.3.1-5:2016 ‘Організація будівельного виробництва’, ґрунт має бути підготовлений до несучої здатності та геометрії.
• Ущільнення ґрунту: Ґрунт основи ущільнюється до коефіцієнта ущільнення не менше 0.95 (відносна щільність).
• Піщано-гравійна подушка: Формується шар піску (100-200 мм) та щебеню фракції 5-20 мм (100-150 мм), кожен шар пошарово ущільнюється віброплитою до 0.98. Важливо, щоб поверхня була рівною, без гострих каменів, коренів чи інших елементів, що можуть пошкодити мембрану. Застосовується геотекстиль (150-200 г/м²) між шарами для запобігання перемішуванню.

2. Укладання Мембрани:

• Розкрій та розгортання: Мембрана розгортається з рулонів по підготовленій поверхні. Важливо врахувати запас по краях для подальшого підняття мембрани по периметру фундаменту для формування ‘ванни’ або ‘конверта’. Нахлести полотен повинні бути не менше 150-200 мм.
• Герметизація швів: Це найвідповідальніший етап. Для HDPE/LDPE мембран шви проклеюються спеціальними двосторонніми бутил-каучуковими стрічками або зварюються гарячим повітрям/екструдером. Зварювання забезпечує найвищу герметичність, але вимагає спеціального обладнання та кваліфікації. У разі використання стрічок, поверх них часто накладають додаткові односторонні стрічки для механічного захисту та підвищення надійності. Всі кути та складні геометричні форми вимагають особливої уваги до формування герметичних вузлів.

3. Формування Проходок Комунікацій: Усі комунікації (каналізація, водопровід, електрика), що проходять через фундамент, повинні бути герметизовані. Використовуються спеціальні гільзи, фланці або манжети (наприклад, з EPDM або термозбіжні), які щільно обтискають трубу і герметично приклеюються або зварюються до основної мембрани. Це запобігає проникненню вологи та радону через ці критичні точки. Дотримання вимог ДБН В.2.5-64:2012 ‘Внутрішній водопровід та каналізація’ щодо герметизації проходок є обов’язковим.

4. Захист Мембрани: Після укладання мембрана вразлива до механічних пошкоджень під час подальших робіт. Рекомендується укласти захисний шар геотекстилю (не менше 300 г/м²) або тонкий шар піску (20-30 мм) безпосередньо поверх мембрани перед укладанням XPS-плит. Це захистить її від проколів та порізів. Важливою частиною процесу є постійний контроль якості виконання робіт, включаючи візуальний огляд швів та проходок. Цей детальний підхід гарантує, що мембрана буде функціонувати як надійний бар’єр протягом усього терміну служби будівлі, яка може бути побудована за сучасними технологіями дерев’яного будівництва.

Вибір мембрани під УШП не є універсальним рішенням; він залежить від специфіки проєкту, рівня ґрунтових вод, радонового потенціалу ділянки та бюджету. Існує кілька основних типів мембран, кожен з яких має свої переваги та недоліки:

1. Плівки з поліетилену високої та низької щільності (HDPE/LDPE):
Це найпоширеніший та економічно ефективний варіант. HDPE (поліетилен високої щільності) характеризується більшою міцністю на розрив та стійкістю до проколів порівняно з LDPE (поліетилен низької щільності), який є більш гнучким. Товщина таких плівок для УШП зазвичай становить 200-500 мкм. Для радонозахисту рекомендується використовувати плівки товщиною від 300 мкм з підвищеним опором дифузії газу (часто з додаванням алюмінієвої фольги або спеціальних полімерних шарів). Переваги: доступність, відносна простота монтажу (склеювання спеціальними стрічками). Недоліки: чутливість до УФ-випромінювання, можливість проколів гострими предметами, необхідність ідеальної підготовки основи.

2. Геомембрани (EPDM, ПВХ):
Геомембрани – це більш професійні та довговічні матеріали, що використовуються для відповідальних гідроізоляційних робіт.

• EPDM (етилен-пропілен-дієновий мономер): Каучукова мембрана з винятковою еластичністю (подовження до 300%), стійкістю до УФ, озону, хімічних речовин та перепадів температур. Доступні у великих полотнах, що мінімізує кількість швів. Довговічність EPDM оцінюється в понад 50 років. Шви з’єднуються спеціальними клеями та стрічками. Переваги: висока надійність, довговічність, стійкість до агресивних середовищ. Недоліки: вища вартість, монтаж вимагає спеціальних навичок.
• ПВХ (полівінілхлорид): Мембрани з пластифікованого ПВХ також мають високу еластичність та водонепроникність. Їхня особливість – можливість зварювання гарячим повітрям, що забезпечує надзвичайно міцні та герметичні шви. Переваги: відмінна герметичність швів при зварюванні, висока міцність. Недоліки: менша стійкість до УФ-випромінювання (якщо не містить УФ-стабілізаторів), чутливість до деяких хімічних речовин, складність монтажу без спеціального обладнання.

3. Бітумно-полімерні рулонні матеріали:
Хоча частіше використовуються для традиційних стрічкових фундаментів, деякі модифіковані бітумно-полімерні матеріали з поліестеровою основою можуть застосовуватися для гідроізоляції УШП. Вони забезпечують хорошу адгезію до бетону та високу водонепроникність. Монтаж здійснюється шляхом наплавлення або самоклеювання. Переваги: перевірена технологія, висока гідроізоляція. Недоліки: менша еластичність порівняно з полімерними мембранами, складність формування радонозахисного шару, наявність відкритого вогню при наплавленні.

Вибір конкретного типу мембрани повинен бути обґрунтований проєктною документацією, що враховує геодезичні вишукування, рівень ґрунтових вод, а також потенційну наявність радону. Згідно з ДБН В.2.1-10:2018, для фундаментів у складних гідрогеологічних умовах рекомендується застосовувати матеріали з підвищеною надійністю. Комплексні будівельні комплекти часто включають рекомендовані типи мембран, які оптимально відповідають системі УШП.

Навіть при виборі найякіснішої мембрани, її ефективність повністю залежить від бездоганного монтажу. Недотримання технології може звести нанівець усі переваги УШП, призводячи до серйозних проблем у майбутньому. Розглянемо найпоширеніші помилки та шляхи їх уникнення.

1. Недостатня Підготовка Основи:
Помилка: Укладання мембрани на нерівну, неочищену поверхню з гострими каменями, будівельним сміттям або корінням рослин.
Наслідки: Проколи мембрани, порушення її цілісності, що призводить до проникнення вологи та радону.
Уникнення: Ретельне планування та ущільнення ґрунту та піщано-гравійної подушки. Обов’язкове використання вирівнюючого шару піску або відсіву та укладання захисного геотекстилю (не менше 150 г/м²) під мембрану. Перевірка поверхні на відсутність гострих елементів.

2. Неякісна Герметизація Швів:
Помилка: Недостатній нахлест полотен (менше 150 мм), неякісне проклеювання стрічок (пил, волога на поверхні, недостатній притиск) або неправильне зварювання (недостатня температура, швидкість).
Наслідки: Виникнення ‘містків’ для вологи та радону через негерметичні шви.
Уникнення: Дотримання мінімального нахлесту в 150-200 мм. Поверхні мембрани в зоні шва повинні бути чистими, сухими та знежиреними. Стрічки слід наклеювати з ретельним притиском валиком. При зварюванні – суворий контроль параметрів обладнання та навчання персоналу. Для контролю якості зварних швів можна застосовувати пневматичні або вакуумні методи, згідно з рекомендаціями EN 13967:2012.

3. Відсутність або Неякісна Герметизація Проходок:
Помилка: Комунікації (труби, кабелі) просто проходять через мембрану без належної герметизації.
Наслідки: Це найчастіший шлях для проникнення радону та води.
Уникнення: Використання спеціальних гільз, фланців або манжет, які герметично обтискають трубу і надійно приклеюються/зварюються до мембрани. Важливо використовувати матеріали, сумісні з мембраною та трубами. Монтаж повинен проводитися згідно з інструкціями виробників систем проходок.

4. Механічні Пошкодження Під Час Подальших Робіт:
Помилка: Пошкодження мембрани під час укладання XPS-плит, арматури або переміщення робітників та техніки.
Наслідки: Локальні проколи та розриви, які важко виявити та усунути після заливки бетону.
Уникнення: Після укладання мембрани необхідно негайно укласти захисний шар геотекстилю (від 300 г/м²) або тонкий шар піску. Дотримання обережності при переміщенні, використання захисних настилів. Ретельний візуальний огляд мембрани перед кожним наступним етапом робіт.

5. Неправильний Вибір Типу Мембрани:
Помилка: Використання звичайної гідроізоляційної плівки замість радонозахисної на ділянках з високим радоновим потенціалом.
Наслідки: Накопичення радону в будівлі, загроза здоров’ю.
Уникнення: Обов’язкове проведення геолого-радонових досліджень ділянки. Вибір мембрани з підтвердженими радонозахисними властивостями (сертифікат на газонепроникність), що відповідає нормам НРБУ-97/Д-2000. Важливо також враховувати кліматичні особливості України, де вологість та перепади температур можуть впливати на довговічність матеріалів.

Успішний монтаж мембрани під УШП починається задовго до фактичного укладання – з етапу проєктування та вибору матеріалів. В умовах України, з її різноманітними ґрунтами та кліматичними зонами, цей процес має свої особливості.

1. Геологічні та Радонові Вишукування:
Перший крок – проведення комплексних інженерно-геологічних вишукувань ділянки. Це дозволить визначити:

• Тип ґрунту (піщаний, глинистий, суглинок) та його несучу здатність.
• Рівень ґрунтових вод та їх коливання протягом року.
• Склад ґрунтових вод (наявність агресивних елементів).

Одночасно необхідно провести радонові вимірювання ґрунту. Зони з підвищеним радоновим потенціалом (наприклад, деякі регіони Українського щита) вимагають обов’язкового застосування спеціалізованих радонозахисних мембран. Результати цих вишукувань є основою для вибору типу мембрани та розробки детального проєкту фундаменту.

2. Вибір Типу Мембрани:
На основі отриманих даних обирається оптимальний тип мембрани.

• Для стандартних умов (сухі ґрунти, низький радон): Можна використовувати високоякісні HDPE/LDPE плівки товщиною від 200 мкм з надійними швами.
• Для підвищеної вологості або ризику підтоплення: Рекомендуються геомембрани (EPDM, ПВХ) з товщиною від 1 мм, що забезпечують підвищену надійність та довговічність.
• Для ділянок з високим радоновим потенціалом: Обов’язкове використання спеціалізованих радонозахисних мембран (багатошарові HDPE/LDPE з бар’єрними шарами) товщиною від 300 мкм, сертифікованих на газонепроникність.

Важливо обирати матеріали від перевірених виробників, що мають українські сертифікати відповідності та технічні свідоцтва. Враховуйте коефіцієнт Sd та Kx для волого- та газонепроникності відповідно до ДБН В.2.1-10:2018 та НРБУ-97/Д-2000.

3. Складання Технологічної Карти Монтажу:
Перед початком робіт необхідно розробити детальну технологічну карту, що включає:

• Схему укладання рулонів з урахуванням мінімальних нахлестів.
• Детальні вузли герметизації швів, кутів та проходок комунікацій.
• Схему контролю якості робіт на кожному етапі.
• Перелік необхідних інструментів та матеріалів (клейкі стрічки, праймери, зварювальне обладнання, манжети).

На етапі планування інженерних систем, таких як система вентиляції, необхідно передбачити всі проходки через УШП, щоб коректно їх герметизувати мембраною.

4. Температурний Режим Монтажу:
Більшість полімерних мембран та клейких стрічок мають обмеження щодо температури монтажу (зазвичай від +5°C до +30°C). Роботи слід проводити в суху погоду, уникаючи опадів та сильного вітру, який може пошкодити розстелену мембрану. За дотримання цих рекомендацій, фундамент УШП буде служити надійною основою для вашої будівлі протягом багатьох десятиліть.

Забезпечення відповідності будівництва УШП, і зокрема укладання мембран, національним будівельним нормам України є не лише вимогою закону, а й гарантією безпеки та довговічності об’єкта. Аудит відповідності передбачає перевірку дотримання низки ДБН та інших нормативно-правових актів.

1. ДБН В.2.1-10:2018 ‘Основи та фундаменти будівель і споруд’: Цей стандарт є фундаментальним і визначає загальні вимоги до проєктування та влаштування фундаментів, включаючи гідроізоляцію. Він встановлює необхідність захисту підземних конструкцій від ґрунтових вод, капілярної вологи та хімічно агресивних середовищ. Важливо, щоб проєкт УШП чітко визначав тип гідроізоляції та її розташування, а використана мембрана відповідала заявленим параметрам щодо міцності, водонепроникності та довговічності.

2. ДБН В.2.6-31:2016 ‘Теплова ізоляція будівель’: Цей норматив встановлює вимоги до опору теплопередачі огороджувальних конструкцій, включаючи підлоги по ґрунту (для УШП). Хоча мембрана не є теплоізоляцією, її роль у збереженні сухих умов для XPS-плит є критичною. Аудит перевіряє, чи мембрана забезпечує достатній захист від вологи, щоб теплоізоляція фундаменту могла досягти розрахункових показників R-value та U-value, необхідних для класу енергоефективності будівлі.

3. НРБУ-97/Д-2000 ‘Норми радіаційної безпеки України’ та ДБН В.1.4-2.01-97 ‘Система норм та правил зниження рівня іонізуючих випромінювань природних радіонуклідів в будівництві. Регламентовані радіаційні параметри агросировини та продуктів харчування’: Ці документи регламентують допустимі рівні радону в будівлях та вимоги до його зниження. Для ділянок з підвищеним радоновим потенціалом, виявленим у ході геологічних вишукувань, застосування радонозахисних мембран є обов’язковим. Аудит включає перевірку сертифікатів на мембрану, що підтверджують її газонепроникність, а також ретельність герметизації швів та проходок. Після будівництва можуть бути проведені контрольні вимірювання рівня радону в приміщенні.

4. ДБН В.2.5-64:2012 ‘Внутрішній водопровід та каналізація’ та ДБН В.2.5-75:2013 ‘Каналізація. Зовнішні мережі та споруди’: Ці нормативи стосуються прокладання комунікацій та їх герметизації в місцях проходження через фундамент. Аудит оцінює правильність застосування герметизуючих манжет та ущільнювачів, щоб уникнути виникнення ‘слабких місць’ у гідро- та газоізоляційному контурі. Відповідність цим нормам забезпечує не тільки надійність комунікацій, але й цілісність захисного шару мембрани.

Важливо, щоб всі етапи проєктування та будівництва УШП, включаючи вибір та монтаж мембрани, фіксувалися у виконавчій документації. Це дозволяє здійснювати належний технічний нагляд та забезпечує можливість проведення аудиту відповідності на будь-якому етапі експлуатації будівлі, що є запорукою надійності та довговічності конструкцій з клеєного бруса та інших сучасних будівельних технологій.