Co to jest głębokość przemarzania gruntu i dlaczego ma znaczenie dla instalacji wod-kan?

Głębokość przemarzania gruntu to maksymalna głębokość, na której woda zawarta w ziemi zamarza w typowych warunkach zimowych dla danego regionu. Mówiąc prościej: to granica, do której mróz „wchodzi” w ziemię. Dla hydraulika, konstruktora czy wykonawcy fundamentów nie jest to teoria z podręcznika, tylko bardzo praktyczny parametr – od niego zależy, czy rury nie zamarzną, fundamenty nie popękają, a przydomowe szambo lub oczyszczalnia będą pracować bezproblemowo.

Od czego zależy głębokość przemarzania gruntu?

Na to, jak głęboko przemarza grunt, wpływa kilka głównych czynników:

1. Warunki klimatyczne i długość zimy

Im niższe temperatury i im dłużej utrzymują się mrozy, tym głębiej przemarza grunt. Kluczowe są:

• średnia temperatura w sezonie zimowym,
• liczba dni z temperaturą poniżej 0°C,
• powtarzalność silnych mrozów (np. –15°C i niżej).

2. Rodzaj i struktura gruntu

Gleby o różnej strukturze inaczej przewodzą ciepło i inaczej wiążą wodę:

• gliny, iły, muły – zatrzymują dużo wody, wolno oddają ciepło, przez co potrafią przemarzać głębiej i dłużej ją trzymać,
• piaski i żwiry – szybciej odprowadzają wodę, są „lżejsze”, zwykle przemarzają płycej, ale za to szybciej wychładzają się przy braku izolacji,
• grunty nasypowe – bardzo niejednorodne, lokalnie mogą przemarzać mocniej lub nierównomiernie.

3. Wilgotność gruntu

Im więcej wody w gruncie, tym większy problem. Woda:

• przewodzi ciepło lepiej niż suchy grunt,
• przy zamarzaniu zwiększa objętość, co może „podnosić” i rozrywać konstrukcje.

Dlatego grunty podmokłe, z wysokim poziomem wód gruntowych, są zdecydowanie bardziej problematyczne niż suche piaski.

4. Pokrywa śnieżna i roślinność

Śnieg to naturalna kołdra:

• gruba, stała pokrywa śnieżna ogranicza wychładzanie gruntu,
• brak śniegu przy silnych mrozach powoduje, że przemarzanie jest głębsze niż „na papierze”.

Podobnie działa gęsta roślinność – korzenie i warstwa humusu częściowo izolują głębsze warstwy gruntu.

5. Zabudowa i nasłonecznienie

• grunt w miejscach zacienionych, przy północnych ścianach budynku wychładza się bardziej,
• nawierzchnie utwardzone (kostka, asfalt) szybciej oddają ciepło niż zieleń,
• nasyp pod drogą czy podjazdem potrafi przemarzać mocniej niż „naturalny” grunt obok.

Strefy przemarzania gruntu w Polsce – gdzie jest Łódź?

W Polsce głębokości przemarzania określono na podstawie wieloletnich obserwacji klimatycznych – m.in. w normie PN-81/B-03020. Kraj podzielono na cztery strefy:

• Strefa I – 0,8 m (zachodnia część kraju),
• Strefa II – 1,0 m (centralna Polska – m.in. okolice Łodzi),
• Strefa III – 1,2 m (chłodniejsze rejony północno-wschodnie i część terenów górskich),
• Strefa IV – 1,4 m (najzimniejsze obszary, tzw. „bieguny zimna”).

Łódź znajduje się w strefie II, czyli normowa głębokość przemarzania wynosi tu 1,0 m.

Na co w praktyce wpływa głębokość przemarzania gruntu?

1. Fundamenty budynków

Ławy fundamentowe i stopy muszą znajdować się poniżej strefy przemarzania. Jeśli posadowimy fundamenty zbyt płytko:

• zamarzająca woda w gruncie może „podnosić” fragmenty budynku (wysadziny mrozowe),
• pojawią się zarysowania ścian, pęknięcia, nierównomierne osiadanie.

Dlatego projektant konstrukcji zawsze musi uwzględnić lokalną strefę przemarzania – niezależnie od tego, czy dom stoi w Łodzi, czy pod Suwałkami.

2. Zewnętrzne instalacje wodociągowe i kanalizacyjne

Głębokość przemarzania to minimalna głębokość, na której powinny znaleźć się przewody z wodą, a w praktyce – jeszcze z zapasem. Dotyczy to:

• przyłączy wodociągowych do domu,
• zewnętrznych odcinków kanalizacji grawitacyjnej,
• oraz podejść do zbiorników i przydomowych oczyszczalni.

Jeżeli chcesz szerzej podejść do tematu samego układu rur, średnic i spadków, odsyłam do wpisów:

• Jak zaprojektować kanalizację w domu,
• Jak dobrać średnicę rur kanalizacyjnych w domu jednorodzinnym.

3. Szamba, przydomowe oczyszczalnie i zbiorniki

Dla zbiorników bezodpływowych i oczyszczalni ważne jest:

• aby króćce dopływowe i odpływowe nie znalazły się w strefie przemarzania,
• aby same przewody doprowadzające ścieki były poprowadzone poniżej tej głębokości lub odpowiednio zaizolowane.

Jeżeli planujesz szambo lub zbiornik, zajrzyj też do wpisów:

• Jak dobrać wielkość szamba,
• Jakie są rodzaje szamb przydomowych,
• Wywóz szamba i nieczystości – aktualne przepisy.

4. Drogi, podjazdy, place

Jeżeli pod nawierzchnią biegną rury lub znajduje się konstrukcja nośna, błędne przyjęcie głębokości przemarzania może skończyć się:

• pękaniem nawierzchni,
• powstawaniem kolein i zapadnięć,
• dodatkowymi naprężeniami w rurach i studzienkach.

5. Systemy grzewcze, geotermalne i drenaże

Przemarzanie wpływa także na:

• pracę poziomych wymienników gruntowych,
• skuteczność drenaży opaskowych wokół fundamentów,
• prowadzenie rur z czynnikiem grzewczym na zewnątrz budynku.

Tu bez sensownego projektu geotechnicznego i instalacyjnego bardzo łatwo o błędy, które wyjdą dopiero po pierwszej „porządnej” zimie.

Jaka jest głębokość przemarzania gruntu w Polsce i w Łodzi?

W Polsce, przyjęte w normach wartości orientacyjne to:

• 0,8 m – strefa I, najłagodniejsze zimy (zachód kraju),
• 1,0 m – strefa II (centralna Polska, w tym Łódź),
• 1,2 m – strefa III, chłodniejsze rejony,
• 1,4 m – strefa IV, najzimniejsze obszary.

Dla Łodzi przyjmuje się więc głębokość przemarzania gruntu równą 1,0 m. W praktyce projektowej i wykonawczej traktuję to jako wartość minimalną.

Na jakiej głębokości układać instalację wodno-kanalizacyjną w rejonie Łodzi?

Teoretycznie wystarczyłoby „zejść” z rurą tuż poniżej 1,0 m. W praktyce:

• grunt bywa nierówny, a niweleta terenu się zmienia,
• pojawiają się podsypki z piasku, żwiru, czasem nasypy,
• dochodzi izolacja termiczna lub zasypka z materiału o innych właściwościach.

Dlatego jako hydraulik działający w Łodzi i okolicy stosuję zasadę:

Przewody wodno-kanalizacyjne układam na głębokości minimum ok. 1,35 m (licząc do wierzchu rury), a tam, gdzie nie da się uzyskać takiej głębokości, dokładam izolację termiczną przewodów i zabezpieczenia przeciw zamarzaniu.

Daje to bezpieczny zapas względem normowej głębokości przemarzania, uwzględnia zmiany poziomu terenu i margines na nietypowe zimy.

Jak inwestor powinien podejść do tematu w praktyce?

1. Sprawdź strefę przemarzania – dla większości budów w rejonie Łodzi będzie to strefa II (1,0 m).
2. Przejrzyj projekt budowlany – głębokości posadowienia fundamentów i tras instalacji zewnętrznych powinny być opisane.
3. Pilnuj głębokości na budowie – warto realnie zmierzyć głębokość wykopu przed ułożeniem rur, a nie „wierzyć na słowo” ekipie.
4. Unikaj upartego oszczędzania na głębokości – każdy dodatkowy sztych łopaty jest tańszy niż późniejsza naprawa zamarzniętego przyłącza.
5. Przy płytkim ułożeniu stosuj izolację – np. płyty XPS nad rurą, podsypka z materiału o lepszych parametrach, odpowiednie spadki.

Jeżeli chcesz szerzej ogarnąć temat prowadzenia rur, spadków i zasad układania kanalizacji, bardzo dobrze uzupełnia ten wpis artykuł Zasady montażu instalacji kanalizacyjnej.

Podsumowanie – dlaczego nie warto lekceważyć przemarzania gruntu?

Głębokość przemarzania gruntu to nie „straszak z normy”, tylko bardzo konkretna wartość, która:

• decyduje o tym, jak głęboko posadowić fundamenty,
• określa minimalną bezpieczną głębokość ułożenia rur z wodą i ściekami,
• wpływa na dobór rozwiązań dla szamb, oczyszczalni i drenaży,
• może zadecydować, czy zimą będziesz miał wodę w kranie, czy lód w rurach.

Jeżeli planujesz budowę, większy remont lub masz wątpliwości, czy Twoje przyłącze zostało wykonane z odpowiednim zapasem – lepiej to sprawdzić teraz, niż czekać na pierwszy porządny mróz.

Jako Hydraulik Łódź – Przepychanie rur i udrażnianie kanalizacji pomagam nie tylko przy awariach, ale też na etapie planowania i kontroli robót ziemnych. Lepiej od razu zrobić instalację porządnie, niż później kopać drugi raz w tym samym miejscu.