- Сэндвич-панели взглядом проектировщика
Вместо предисловия. Данный материал является взглядом проектировщика на применение сэндвич-панелей (СП), и может совершенно не совпадать с мнением производителей СП.
Сэндвич-панели в наши дни вызывают живой интерес, и их использование расширяется из года в год. Попробуем разобраться, что они собой представляют и где используются.
Название сэндвич-панели произошло от слова «sandwich» – что в переводе с английского означает «слоистый, многослойный».
Сэндвич-панели состоят из трех (реже из двух) слоев: два слоя облицовки (покрытие) и теплоизоляционный сердечник (утеплитель). Они могут быть различной длины (до 12,0 м) и ширины (до 1,2 м), в зависимости от размеров каркаса, а также окрашиваться в любой цвет по желанию заказчика.
Сэндвич-панели не являются силовыми элементами конструкции здания. Они выполняют функцию теплоизоляции, благодаря внутреннему слою, а слои облицовки предохраняют конструкцию от внешних воздействий.
Давайте рассмотрим, что относится к первым слоям сэндвич-панелей, или покрытию. В обшивках сэндвич-панелей используются: оцинкованная сталь, алюцинк, полиэстер, пластизол, пурал, PVF2, гипсокартон. Поговорим отдельно о каждом из этих видов, выделим положительные и отрицательные качества каждого.
Оцинкованная сталь.
Большинство заказчиков останавливают свой выбор именно на ней, так как их привлекает невысокая цена, легкость в обращении и распространенность на рынке стройматериалов. Долговечность стали с цинковым покрытием определяется, в первую очередь, толщиной слоя цинкового покрытия.
Алюцинк.
Покрытие алюцинка состоит на 55% из алюминия, на 43,4% из цинка и на 1,6% из кремния, его толщина 20 мкм (150 г/кв.м.). В отличие от оцинкованной стали не темнеет и не выцветает, а в отличие от стали с покрытием полиэстер, имеет более высокую стойкость к механическим повреждениям. Непревзойденная коррозионная стойкость. Пожалуй, это самое большое преимущество перед остальными покрытиями.
Полиэстер.
Самое распространенное полимерное покрытие. Экономичный качественный материал, подходящий для любых климатических поясов. Стойкость к механическим и атмосферным воздействиям, высокая цветостойкость и пластичность. Ограничение: при строительстве зданий в агрессивных средах. Вполне неплохие характеристики.
Пластизол.
Это декоративный полимер поливинилхлорид, состоит из поливинилхлорида и пластификаторов. Одно из самых устойчивых к механическим повреждениям и коррозии покрытий. Низкая стойкость к температурам и ультрафиолету, поэтому не рекомендуется использовать пластизол в условиях повышенных температур и прямого попадания солнечных лучей. Цветостойкость его существенно ниже полиэстера. Стоимость на порядок выше. Для дизайнеров это просто находка.
Пурал.
Полимерное покрытие на полиуретановой основе, модифицированной полиамидом. Устойчивость к химическим воздействиям, высоким температурам и перепадам температур, ультрафиолетовому излучению. Пластичность. Удобная обработка при профилировании и монтаже, поэтому часто применяется при производстве профилированных листов.
PVF2.
Полидифторионад состоит на 20% из акрила и на 80% из пластизола. Прочность, морозостойкость, цветостойкость, устойчивость к ультрафиолету и агрессивным средам. Это самое дорогое и качественное из полимерных покрытий.
Гипсокартон (ГКЛ).
Это композитный материал, основу которого (сердечник) составляет гипс, а наружные плоскости облицованы картоном. Прочность. Пластичность. Высокие теплотехнические и звукоизоляционные свойства. Негорючесть, огнестойкость, экологичность. Имеет малый вес. По своим физическим и гигиеническим свойствам гипсокартон идеально подходит для жилых помещений.
Выбор есть – и это главное. Осталось дело за малым – определите для себя свойства, которые вы хотите получить от покрытия: морозостойкость или экономия, красота или надежность.
Мы поговорили только о первых слоях сэндвич-панелей, теперь перейдем к теплоизоляционным материалам. К ним относятся: минеральная вата, стекловолокно, пенополистирол и пенополиуретан (ППУ), их немного меньше, чем покрытий, но подойти к их выбору нужно не менее серьёзно.
Минеральная вата для сэндвич-панелей.
Этот волокнистый материал получают из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Его нарезают на ламели (полосы), которые потом поворачиваются на 900, что дает вертикальное расположение волокон.
Преимущества:
- высокая тепло- и звукоизоляция;
- устойчивость к температурным деформациям;
- химическая и биологическая стойкость;
- экологически безопасна;
- легкость выполнения монтажа;
- малая усадка (сохранение своих геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации);
- не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов.
Недостатки:
- вредность при монтаже (необходимость работы в респираторе);
- минеральная вата, полученная из доменных шлаков, не обладает достаточной долговечностью в условиях знакопеременных температур, повышенной влажности, действия высоких нагрузок и деформаций;
- минвата делает панель слишком тяжелой (например, здание размерами 20,0 х 50,0 х 6,0 м со стеновой панелью толщиной 100 мм с минераловатным утеплителем на 6,0 тонн тяжелее, чем например здания с полиуретановым или пенополистироловым утеплителем).
Стекловолокно (стекловата).
Материал состоит из минеральных волокон, и он очень схож с минеральной ватой (по технологии получения и свойствам). Волокна стекловаты имеют большую толщину и длину, благодаря этому повышается прочность и упругость.
Преимущества:
- большая прочность по сравнению с минватой;
- виброустойчивость;
- легкий эластичный материал;
- высокая тепло- и звукоизоляция;
- химическая стойкость;
- негорючесть;
- экологичность.
Недостатки:
- быстро слеживается (до 25%);
- впитывает значительное количество влаги (до 150% по массе);
- без применения ветрозащиты легко выветривается, что может вызывать аллергию;
- деформируется при больших перепадах температуры;
- под воздействием открытого пламени спекается;
- сложность при применении в качестве утеплителя в сэндвич-панелях.
Наглядный пример использования сэндвич-панели можно увидеть в том числе среди работ Евроангара. Например, многофункциональный спортивный комплекс в г.Домодедово (Московская обл.) выполнен с использованием сэндвич-панели, где облицовочный слой сделан из PVF2, в качестве утеплителя выбран пенополистирол
Пенополистирол.
Уже давно занял свою нишу на рынке теплоизоляционных материалов (ТИМ) для современного строительства. Материал белого цвета на 98% состоящий из воздуха, заключенного в миллиарды микроскопических тонкостенных клеток из вспененного полистирола.
Преимущества:
- устойчивость к температурным деформациям;
- негигроскопичность (сохраняет свои свойства и размеры при длительном контакте с водой);
- химическая и биологическая стойкость;
- экологически безопасен;
- негорючесть (только для трудновоспламеняемых и самозатухающих марок);
- долговечность;
- в 2 и более раза легче минеральной ваты;
- идеально подходит для сэндвич-панелей монтируемых в зимних условиях;
- устойчив к старению;
- низкий объемный вес;
- возможность склеивания с различными строительными материалами.
Недостатки:
- не может противостоять воздействию ультрафиолетовых лучей (при воздействии более 2 мес. коричневеет и превращается в пыль).
Пенополиуретан (ППУ).
Легкий и прочный ТИМ, который благодаря ячеистой структуре (только 3% от его объема занимает твердый материал, образующий каркас из ребер и стенок, остальные 97% объема занимают полости и поры, заполненные газом фторхлорметаном) обладает самым низким коэффициентом тепопроводности и самым малым водопоглощением, по сравнению с остальными ТИМ.
ППУ рекомендуется в качестве утеплителя в сэндвич-панелях при строительстве быстровозводимых металлических конструкций, используемых в холодильных и морозильных камерах, промышленных холодильниках – складах и т.п.
Преимущества:
- самый низкий коэффициент теплопроводности;
- сильная и долговечная адгезия с любым материалом (металл, бетон, кирпич, стекло);
- устойчивость к температурным и механическим деформациям;
- биологическая и химическая стойкость;
-экологичность;
- эластичность;
- антикоррозионная защита;
- долговечность.
Недостатки:
- высокая цена;
- пожароопасен.
Такое подробное рассмотрение даёт возможность более детально представить, что находится внутри сэндвич-панелей, что очень важно, т.к. сэндвич-панели - это незаменимый, практичный и экономичный материал, пользующийся огромной популярностью в сфере строительства современных быстровозводимых зданий коммерческого и производственного назначения.
Сферы, в которых применяются сэндвич – панели, можно условно разделить на три типа:
- кровельные (устройство крыш, удачный вариант кровли для любого вида здания; иногда для таких панелей используется дополнительная битумная подложка, для уменьшения водопроницаемости и теплопроводности);
- отделочные (утепление и реконструкция стен, перегородки).
Обсудив подробно состав сэндвич – панелей, подошло время выделить преимущества и недостатки в общем виде.
Преимущества:
- обладают относительно высокими теплоизоляционными и огнеупорными свойствами, устойчивостью к неблагоприятной внешней среде и экологичностью;
- соответствуют всем санитарным нормам, а полимерное покрытие внутренней поверхности может подвергаться многократной очистке, что позволяет с успехом применять его в сфере пищевой промышленности;
- монтаж зданий, выполненных из сэндвич-панелей производится круглый год даже при –30°С. Затраты на эксплуатацию зданий из сэндвич-панелей снижаются за счет сокращения расходов на отопление и ремонт;
- при использовании сэндвич-панелей в строительстве нагрузки на фундамент в десятки раз меньше, чем при применении бетона и кирпича.
Недостатки сэндвич-панелей:
- возможно повреждение полимерного покрытия, панель может замяться при монтаже или эксплуатации;
- высока вероятность промерзания панелей в стыках и образования льда в точке росы в зимнее время при неправильном монтаже сэндвич-панелей;
- применение утеплителя в сэндвич-панелях на основе базальта приводит к ухудшению как теплоизолирующих свойств, так и к уменьшению прочностных свойств панели на сдвиг, по сравнению с классическим решением утеплителя на основе пенополистирола или пенополиуретана.
Ваш Инженер-Конструктор
AAA EuroAngar, Оптимальное Проектирование
