Как правильно построить подполье в деревянном доме

Когда в 2005-2006 г.г. занимался строительством своего одноэтажного загородного дома, то будучи весьма загружен другими делами исполнение ряда типовых узлов целиком доверял одной опытной и добросовестной бригаде строителей. Поэтому устройство нижнего перекрытия по деревянным балкам, которое было запланировано в спальном блоке дома, делалось в моё отсутствие. По окончании работ с полами мне их показали в уже готовом виде и заверили, что всё сделали, как полагается.

Два года дом активно использовался для приездов на отдых в круглогодичном режиме. Дежурное отопление не применялось. Проблем не было, но потом заметил, что в спальнях появился посторонний запах и стали перекашиваться дверные проёмы. Пришлось вскрыть полы и обнаружить, увы, знакомую многим печальную картину: лужи на плёнках, промокший утеплитель, подгнившие и просевшие балки. Ясное дело — это работа конденсата. Причём ключевую роль в его образовании сыграл тот факт, что в холодное время года дом многократно проходил фазы нагрева и охлаждения. Когда люди приезжали и включали отопление, прогревался пол и подполье, включая его грунтовое дно. По прошествии нескольких дней люди уезжали, выключив отопление. Первыми остывали полы, в то время как земля в подполье ещё долго не замерзала и из неё продолжал выходить водяной пар (грунтовые воды есть повсеместно и даже несмотря на относительно низкий УГВ они, испаряясь, легко проходят сквозь пористый грунт к поверхности).

Возникшая авария заставила более внимательно изучить проблему отсыревания подполий и поискать наиболее надёжный вариант его устройства. В иностранных, в частности американских, источниках нашёл понятие «невентилируемого подполья» (т.е. без отверстий для вентиляции — продухов) и результаты сравнительных исследований, проведённых в различных климатических условиях с десятками домов, у которых цоколи имели традиционные продухи или таковые полностью отсутствовали. Почитал также, каким образом устраивались цоколь и подполье со сплошной завалинкой в традиционной избе русского крестьянина, которая для своего времени была, безусловно, лучше приспособлена к особенностям нашего климата, чем любые западные конструкции, сложившиеся в климатических поясах с менее морозными и снежными зимами.

В результате я решил отказаться от традиционного устройства подполья с вентиляцией через продухи, а сделать закрытую конструкцию, которая была бы полностью защищена от опасности конденсатного увлажнения и более совершенна в теплотехническом плане. То есть скомбинировать положительные особенности американского и старорусских подходов. Получилось следующее:
— бетонный цоколь без отверстий в стенках
— перекрытие из деревянных балок с настеленными поверх стандартными половыми досками без пароизоляции и утепления
— дно подполья за счёт подсыпки грунта несколько приподнято по сравнению с уровнем земли вокруг пятна застройки, застелено толстой (150 мк) полиэтиленовой плёнкой, покрыто тонкой (30 мм) бетонной стяжкой. Поверх стяжки уложены листы ЭППС (30 мм) и вспененный полиэтилен (10 мм) с фольгированным слоем, обращённым вверх
— стенки цоколя утеплены изнутри листами ЭППС (100 мм)
— из подполья на холодный вентилируемый чердак выпущен вертикальный вентиляционный стояк, выполненный из стандартной канализационной пластиковой трубы.

Дом с преобразованным таким образом цоколем и полами продолжаю использовать в прежнем режиме без дежурного отопления между наездами вот более 10 лет. К состоянию подполья нет никаких претензий. Там всегда совершенно сухо и несмотря на то, что подполье отделено от объёма комнат только одинарным дощатым полом, из него не идёт никаких запахов. После включения отопления полы прогреваются до комфортной температуры, чтобы ходить по ним босиком, даже несколько быстрее утеплённых снаружи брусовых стен.

Аргументы в обоснование бесспорного преимущества закрытого подполья над традиционным подпольем, вентилируемым с помощью продухов

Проблема сырости

Водяные пары могут проникать в подполье только тремя путями:

1. Испарение влаги из грунтового дна подполья. Не надо обольщаться, что земля под домом со временем начинает выглядеть как абсолютно сухая. Источником водяного пара она продолжает оставаться и в таком виде. Если дом не имеет водостоков, нет дренажа фундамента, отмостка отсутствует или выполнена плохо, а поверхность участка вокруг дома не имеет необходимого контруклона, то положение усугубляется ещё и тем, что под дом будут подтекать атмосферные осадки. Увлажнение внутренних стенок цоколя и перекрытия за счёт конденсации идущей из земли влаги особенно вероятно в домах сезонного проживания, когда с наступлением морозов перекрытие уже охладилось, а грунтовое дно подполья ещё активно подогревается накопленным в толще земли летним теплом.

2. Через вентиляционные продухи. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество растворённой влаги. Летом абсолютное содержание воды в нём намного выше, чем зимой. Если УГВ находится близко к поверхности, то приземный слой воздуха может часто иметь и почти 100%-ю относительную влажность. Среднесуточная температура в Подмосковье в июне составляет 18 град.С, относительная влажность 75%, а конденсат образуется на поверхностях с температурой 13,5 град.С и ниже. В августе-сентябре эти параметры составляют соответственно 15 град.С, 80% и 11,5 град.С. В межсезонье, например, в октябре, когда среднесуточная относительная влажность приближается к 90%, а температура воздуха понижается до 8-10 град.С, вероятность выпадения конденсата появляется на поверхностях с температурой уже 6-7 град.С. То есть летом и в межсезонье достаточно любому предмету иметь температуру всего на 3-6 градусов ниже температуры атмосферного воздуха и на поверхности этого предмета может появиться вода.

Ясно, что температура воздуха на улице сильно колеблется и в течение дня может запросто превысить среднесуточное значение на 10 и более градусов, в то время как температура в подполье будет оставаться близкой или существенно ниже среднесуточной по причине стабильного охлаждения деталей конструкции землёй. Поэтому первое, что произойдёт при попадании туда гораздо более тёплого уличного воздуха через продухи, это выпадение обильного конденсата на дне подполья, стенках цоколя и перекрытии. Вода на земляном дне быстро впитается и оно опять приобретёт «сухой» вид, но на стенках цоколя и балках перекрытия останутся мокрые потёки, а на плёнках и утеплителе лужи, которые продухи уже не смогут высушить даже после того, как погода изменится и температурные соотношения станут менее контрастными.

3. Проникновение тёплого воздуха дома. Это наименее опасный источник, потому что относительная влажность воздуха внутри дома обычно ниже, чем за его пределами. В силу этого не создаётся парциальное давление водяного пара по направлению из дома в подполье, соединённое с атмосферой через открытые продухи. Кроме того, проникновению комнатного воздуха внутрь перекрытия препятствует создаваемое под действием работающего отопления некоторое разрежение в зоне пола, которое, наоборот, способствует подсасыванию воздуха из подполья внутрь жилого объёма.

Суть американского подхода, отражаемого в понятии «невентилируемое подполье» (синоним – закрытое подполье), заключается в том, что ставка делается не на борьбу с последствиями уже случившегося конденсатного увлажнения путём какого-либо вентилирования, а на изначальное предотвращение проникновения водяного пара во внутренний объём подполья. Для этого, с одной стороны, путём тщательного устранения каких либо отверстий и щелей в стенках цоколя и в их сочленении с перекрытием блокируется возможность притока туда воздуха непосредственно с улицы. С другой стороны, надёжно пароизолируется дно подполья и при необходимости улучшается дренаж фундамента.

Отчасти подобный подход можно усматривать и в находившем до начала 20 в. широкое распространение устройстве русской крестьянской избы, цокольная часть которой имела сплошную и мощную обваловку грунтом, смешанным с соломой или опилками (завалинку). Эта мера не только служила задаче утепления, но и препятствовала прямому проникновению атмосферного воздуха в подполье. Однако земляное дно подполья избы при этом не пароизолировалось и на него насыпалась для зимнего хранения картошка и другие овощи. Поэтому каждую весну завалинка разбиралась для просушивания подполья и его очистки от остатков подпортившихся продуктов.

Результаты сравнительных исследований подполий с продухами и невентилируемых (закрытых) подполий, защищённых с помощью современных пароизолирующих плёнок и утеплителей, показали, что в закрытом варианте подполья конденсатное увлажнение практически никогда не возникает.

Теплотехнические преимущества

Поскольку само назначение продухов предполагает свободное проникновение в цоколь значительных объёмов уличного воздуха, вентилируемое таким образом подполье требует устройства хорошо утеплённых двойных полов. Причём, нормы теплосопротивления здесь установлены в 1,5 раза выше, чем для наружных стен здания.

В то же время земля под домом потенциально способна служить и как мощный теплоизолятор (согласно СНиП расчётное теплосопротивление полов по грунту может доходить до примерно R=14 м2С/Вт), и как весьма эффективный стабилизатор благоприятной для человека температуры в помещении во время пика летней жары. Использовать эти полезные возможности можно только при условии, что внутренний объём жилого помещения не отделён от энергетических возможностей грунта теплоизолирующими материалами. Поэтому распространённое сейчас подполье с продухами и утеплённым перекрытием вряд ли можно признать самым рациональным решением для индивидуального дома в теплотехническом отношении.

В условиях умеренного и холодного климата помимо блокировки проникновения в подполье водяного пара закрытое подполье нуждается также в теплоизоляционной защите, которая в зимнее время и в межсезонье призвана предотвратить возникновение там слишком низких температур. При этом следует учитывать, что практически неисчерпаемый тепловой потенциал грунта под домом обычно имеет температуру существенно ниже комфортных значений для человека и поэтому должен рассматриваться только как вспомогательный фактор, снижающий нагрузку на отопление. Тем не менее, за счёт теплоизоляции, установленной на цоколь и отмостку в домах ПМЖ, утечка тепла через одинарный пол закрытого подполья может быть в несколько раз меньше, чем если бы подполье имело продухи и утеплённое перекрытие.

Конструкция закрытого подполья

Принципиальными конструктивными особенностями закрытого подполья являются:

— отсутствие прямого сообщения внутреннего объёма подполья с атмосферным воздухом
— блокировка проникновения в подполье водяного пара из грунта под домом.

Материалы и отдельные конструктивные элементы подполья при этом могут быть различными.
Например, стенки цоколя могут быть выполнены из бетона, кирпича или образованы щитами, закреплёнными на сваях фундамента.
Дно подполья может быть залито бетоном, застелено щитами или просто засыпано слоем песка поверх пароизоляции.
Оптимальным для закрытого подполья является одинарный пол, однако при переделке традиционного подполья часто бывает затруднительно капитально перебирать перекрытие и в таком случае можно оставить пол двойным. При этом, безусловно, изменится рисунок протекающих в подполье тепловых процессов, но защищённость от конденсатного увлажнения не утратится.

Вспомогательные элементы конструкции закрытого подполья:

— утепление цоколя (стенок, отмостки) и дна подполья
— профилактическая вентиляция подполья.

Утепление

Утеплять закрытое подполье требуется для достижения двух целей. Первая, это не допустить охлаждение пола до некомфортных для человека значений. Вторая цель – предотвратить снижение температуры внутренних поверхностей подполья до пороговых величин образования конденсата из попадающего туда комнатного воздуха (на практике идеально, чтобы температура соприкасающихся с комнатным воздухом поверхностей не опускалась ниже 10-15 град.).

При этом возможны различные степени утепления подполья, которые выбираются с учётом конкретных условий, к которым можно отнести:

— использование дома как ПМЖ (непрерывная работа отопления в течение отопительного периода)
— круглогодичное использование дома наездами (отопление включается во время пребывания в доме людей)
— летняя дача (отопление может иногда включаться в межсезонье).

Для дома ПМЖ хорошим рациональным решением будет утепление стенок цоколя и отмостки с помощью ЭППС до величины теплосопротивления, которая рекомендуется нормами для данной местности для стен жилого здания. Как вариант допустимо утеплить цоколь изнутри, а вместо отмостки уложить по периметру дна подполья полосу утеплителя такой же толщины и шириной не менее глубины промерзания грунта. Тогда полностью отпадает необходимость в утеплении самого перекрытия и устройстве двойного пола.

Для того, чтобы дом мог достаточно комфортно использоваться в любой сезон для кратковременных приездов людей, а в остальное время оставлялся без дежурного отопления, понадобится компенсировать высокое начальное теплоусвоение грунта на дне подполья. При этом нет необходимости закрывать дно подполья таким же мощным слоем утеплителя, как и наружные стены, поскольку температура грунта в подполье с утеплёнными стенками цоколя и отмосткой всегда будет значительно выше, чем средняя температура воздуха на улице. Так, если для региона Москвы по нормам необходимо утеплять стены не ниже эквивалента 10 см ЭППС, то на дно подполья достаточно постелить 3-4 см ЭППС. Практика показывает, что такой уровень утепления полов по грунту (а в тепловом отношении дно подполья с одинарными полами работает аналогично) обеспечивает их достаточно быстрый прогрев после включения отопления зимой и в то же время в самый пик летней жары сохраняет способность полов по грунту выступать как эффективный стабилизатор комфортной температуры в помещении (не выше 25 град.) на протяжении не менее 7-10 дней.
Утепление цоколя в таком доме предпочтительно делать изнутри, поскольку тогда при прогреве дома зимой не понадобится тратить энергию на на доведение до нужной температуры значительной массы бетона самого цоколя. Для предотвращения избыточных теплопотерь в грунт, примыкающий к незащищённому снаружи фундаменту, вдоль стенок цоколя на дно подполья целесообразно уложить полосу ЭППС порядка 8-10 см толщины и шириной около 1 м.

Летняя дача, которая используется как жильё только в тёплое время года, может иметь закрытое подполье с наименьшими требованиями к его утеплению. Для обеспечения теплового комфорта в таком доме не обязательно утеплять цоколь и отмостку. Допустимо также отказаться от утепления дна подполья. Однако в разгар лета для выравнивания температурного контраста между воздухом помещения, который может часто прогреваться до 30 град. и охлаждающим влиянием грунта в подполье, продолжающего сохранять собственную температуру, скажем, на уровне 16-17 град., желательно всё-таки иметь на дне подполья тонкий слой утеплителя. Для этого прекрасно подойдёт 10-миллиметровое полотно вспененного полиэтилена с фольгированным слоем. В закрытых воздушных промежутках (внутренний объём подполья), где нагретая стенка (пол первого этажа) расположена сверху, а более холодная стенка (дно подполья) внизу, более 80% теплопередачи происходит за счёт излучения. Поэтому фольга утеплителя должна быть обращена вверх, чтобы возвращать исходящее от пола лучистое тепло.

Вентиляция закрытого подполья

Хотя конструкция закрытого подполья сама по себе исключает возникновение там конденсатных явлений, способных вызывать гниение и порчу материалов, длительное отсутствие движения воздуха, возможные огрехи с установкой пароизоляции могут приводить к возникновению в подполье запаха затхлости или накоплению там почвенных газов. В целях профилактики этих явлений, а также для более эффективного прогревания пола жилого помещения над подпольем, последнее рекомендуется оборудовать вентиляцией с притоком воздуха из жилого помещения.

Простейшим и действенным способом такого вентилирования будет устройство вентстояка, выходящего на крышу дома или соединяющего объём подполья с хорошо вентилируемым чердаком. Вертикальная тяга в таком стояке возникает естественным путём за счёт того, что воздух в подполье зимой всегда теплее и поэтому легче атмосферного. К тому же он дополнительно подогревается теплом дома через стенки стояка по мере своего движения вверх. Стояк (один или несколько, если площадь подполья большая) удобно делать из пластиковых труб внутренней канализации из расчёта площади проходного сечения 20 см2 на 10-15 м2 площади подполья. Камуфлировать вентстояк в интерьере дома можно, например, проложив его в стенном шкафу-купе. Располагать вентстояк желательно ближе к центру этажа. Приток комнатного воздуха в подполье взамен ушедшего через вентстояк в атмосферу может происходить сквозь различные множественные неплотности в перекрытии (если это одинарный дощатый пол на лагах) или через специально сделанные отверстия в сплошном ( например, двойном) полу. Такие отверстия-каналы лучше располагать по углам комнат, а сверху прикрывать специально продающимися для подобных целей декоративными решёточками. Общая площадь сечения приточных каналов должна примерно соответствовать проходному сечению вентстояка.
PS касательно вентиляции подполья
Как писал выше, себе я соорудил вентстояк из 50 мм канализационной трубы, проложив её внутри пристенного стеллажа, который планировал держать полупустым. Но стеллаж со временем преобразовался в шкаф-купе и оказался плотно набит всякими запасными одеялами, подушками и пр. тряпично-пуховыми постельными принадлежностями. В результате стояк полностью перестал согреваться теплом комнатного воздуха и в нём стала иногда возникать даже обратная тяга с чердака. Тогда ситуацию с тягой исправил следующим образом.
В нижний конец трубы вентстояка, где она входит в дощатый пол, врезал стандартную переходную муфту с 50 на 110 мм.

Внутрь раструба прикрепил фарфоровый патрон с маленькой светодиодной лампочкой на 7 Вт, а сопряжение кромки раструба с полом уплотнил полоской микропористой резины.
В результате появилась возможность с минимальным расходом электроэнергии включать принудительную мини-вытяжку воздуха из подполья. Тепла, которое выделяет светодиодная лампочка, оказалось вполне достаточно, чтобы обеспечивать в стояке стабильную тягу независимо от сезонных колебаний температуры на улице и, как следствие, на чердаке.