Сэндвич-панель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Композитная сэндвич-панель испытывается NASA.

Сэндвич-пане́ль (англ. sandwich — многослойный бутерброд) — строительный материал, имеющий трёхслойную структуру, состоящую из двух листов жёсткого материала (металл, ПВХ, ДВП, магнезитовая плита) и слоя утеплителя между ними. Все детали сэндвич-панелей склеиваются между собой с помощью горячего или холодного прессования. В зависимости от назначения выделяются кровельные и стеновые панели.

В жилом строительстве сэндвич-панели применяются для строительства быстросборных каркасных домов[1]. В строительстве используется структурно-изолированная панель (СИП[en], от английского SIP, Structural Insulated Panel)[2], которая состоит из двух ориентированных стружечных плит (ОСП или OSB), между которыми под давлением приклеивается слой твердого утеплителя (пенополистирола), либо под давлением закачивается пенополиуретан (PUR).

В коммерческом строительстве сэндвич-панели применяются для строительства быстровозводимых зданий на основе металлического каркаса[3][4] (промышленные цеха, автомойки, торговые центры[5], сельскохозяйственные здания[6], спортивные сооружения[7][8] и т. д.). В качестве ограждающих конструкций таких зданий используются сэндвич-панели с покрытием из металла.

Пример использования сэндвич-панелей (вертикальная раскладка) в строительстве промышленного здания.

История[править | править вики-текст]

Появление сэндвич-панелей в США[править | править вики-текст]

В 1930 году американский архитектор Франк Ллойд Райт впервые использовал сэндвич-панели с сотовым наполнителем[9] в проекте одноэтажного коттеджа «Unsonian», который проектировался как пример экономичного жилья. Сэндвич-панели, разработанные Райтом, имели ряд недостатков, но первоочередной задачей изобретения было сочетание в панелях эстетичности и лёгкости в эксплуатации.

1950-м году американский архитектор Олден Б. Доу[en] (Alden B. Dow), ученик Райта и брат генерального директора компании «Dow Chemical», создаёт эргономичные трёхслойные сэндвич-панели с полиэстром и покрытием из фанеры. Материал используется для строительства дома The Sandwich Panel House #1, также известном как Paul N. Sutton Residence по адресу 4619 Concord Court в городе Мидланд, штат Мичиган[10].

В мае 1959 года американская компания Koppers Company. Inc[en] впервые начала массовое производство сэндвич-панелей для строительства жилых домов. Для этого компания переоборудовала цех бывшей Hundson Motor Car Plant в Детройте. Сэндвич-панели под торговой маркой Dylite выпускались на основе полистирола[11], в качестве обшивки также использовалась фанера[12].

В 1960 годы американская компания Alside Home Program сумела значительно сократить время производства сэндвич-панелей с нескольких часов до 20 минут. Однако, спрос на сэндвич-панели был незначительный, так что компания вскоре обанкротилась[12].

История PIR- и PUR-панелей[править | править вики-текст]

По данным ассоциации EPIC (Engineered Panels in Construction), технология сэндвич-панелей с наполнителем из пенополиизоцианурата (PIR) и пенополиуретана (PUR) появилась в 70-е годы[13]. До середины 80-х такие панели монтировались непосредственно на месте строительства, однако в начале 90-х появились первые сэндвич-панели с наполнителем из пенополиуретана как конечный продукт. К концу 90-х такие панели занимали уже 40 % рынка сэндвич-панелей[13]

Paroc: разработка сэндвич-панелей с минераловатным утеплителем[править | править вики-текст]

Заслуга разработки сэндвич-панелей с минераловатным утеплителем принадлежит финской компании Paroc, производителю базальтовой ваты, которая в 1986 году представила первые сэндвич-панели с минераловатным утеплителем, облицованные сталью[14][15][неавторитетный источник? 260 дней].

Paroc выпускала утеплители для промышленных зданий с конца 50-х годов, однако работа над созданием сэндвич-панелей началась лишь в 1982 году, когда финский инженер Эско Брунила, курировавший работы по утеплению нефтепроводов в Сибири, впервые задумался о создании готового строительного материала на основе минераловатного утеплителя[15][неавторитетный источник? 260 дней]. Разработанная специально для строительства промышленных зданий сэндвич-панель Paroc Structural отличалась двумя важными характеристиками: лёгкостью и негорючестью[16].

Производство сэндвич-панелей в России[править | править вики-текст]

В России собственное производство появилось только в 1974 году, когда на самарском заводе «Электрощит» была запущена линия по производству трехслойных сэндвич-панелей c пенополиуретаном Elastogran[17]. Одними из первых объектов в России, где применялись сэндвич-панели были заводы «Камаз» и «Атоммаш» в г. Волгодонске [источник не указан 298 дней].

Первое в России производство сэндвич-панелей с минераловатным базальтовым утеплителем открыла в 1998 году компания «Венталл»[18][19].

Перспективы развития[править | править вики-текст]

Одним из перспективных направлений развития сэндвич-панелей является создание панелей, генерирующих электроэнергию. В частности, в Швейцарии ещё в 2009 году была разработана технология производства сэндвич-панелей с фотоэлементом производства Flexcell. Фотоэлемент защищает слой стеклопластика. Внутренняя часть сэндвич-панели заполнена вспененным полимером. Такие сэндвич-панели были использованы для строительства одного из корпусов Федеральной политехнической школы в Лозанне (Швейцария)[20].

Профили сэндвич-панелей[править | править вики-текст]

Сверху изображён композитный сэндвич в сборе (А); под ним лицевые отделочные панели (B) и утеплитель (C).

Профили бывают двух типов: стеновые и кровельные.

Стеновые сэндвич-панели по типу внешнего профиля разделяются на гладкие, простые профилированные и декоративные профилированные (сайдинговые и бревенчатые). Кровельные сэндвич-панели могут быть профилированными с обеих сторон или только с наружной стороны.

Утеплитель[править | править вики-текст]

В качестве утеплителя используется:

Также существуют панели на основе утеплителя из пенополиизоцианурата. Но на сегодняшний день данный продукт является малоизвестным.

Минеральная вата[править | править вики-текст]

Один из наиболее востребованных в настоящее время утеплителей для сэндвич-панелей. Базальтовое волокно производится из силикатных расплавов горных пород, шлаков или их сочетаний. Как правило, панели с минватой актуальны при возведении несложных по конструкции построек, ремонт которых при возникновении необходимости будет проведен очень быстро. Минеральная вата ценна тем, что не поддерживает открытого горения; она обеспечивает отличные показатели тепло- и звукоизоляции, стойко переносит температурные колебания, воздействие агрессивных веществ.

Пенополиуретан (ППУ)[править | править вики-текст]

Имеет ячеистую структуру. Его отличает уникальное сочетание лёгкости и прочности. Долговечность эксплуатации ППУ не зависит от уровня влажности окружающей среды. Панели с пенополиуретаном обеспечивают высокий уровень гидро- и теплоизоляции. ППУ не подвержен воздействию плесени, грибков, насекомых и грызунов, а также других неблагоприятных биологических факторов. ППУ относится к категории трудносгораемых материалов, особенно его разновидность полиизоцианурат (ПИР). При воздействии открытого пламени на поверхности ПИР образуется углеродная корка-матрица, препятствующая дальнейшему распространению пламени и способствующая самозатуханию материала[источник не указан 30 дней].

Примечания[править | править вики-текст]

Пенополистирол[править | править вики-текст]

Малый по весу материал, имеющий ячеистую структуру. Это утеплитель, который широко используется при строительстве цехов, складских помещений, торговых павильонов, холодильных камер, дачных и жилых домов по «канадской технологии» и так далее. Сэндвич-панели с пенополистиролом монтируются/демонтируются в короткие сроки.

Стекловолокно[править | править вики-текст]

Является специфичным материалом, производимым из тончайших стеклянных нитей. Панели со стекловолокном, прежде всего, востребованы благодаря своим звукопоглощающим свойствам. По общим характеристикам стекловолокно схоже с базальтовыми волокнами. Оно негорючее, экологичное, удобное при перевозке и монтаже. Отмечается хорошая устойчивость к воздействию химических веществ. Сэндвич-панели из стекловолокна нельзя использовать при температуре более 40 °C.

Покрытие[править | править вики-текст]

Наружные слои сэндвич-панелей изготавливаются, как правило, из оцинкованной стали, однако могут изготавливаться и из других материалов, в частности композитов на основе древесной стружки. Для покрытия из стали важен состав дополнительного покрытия, качество которого во многом определяет характеристики сэндвич-панелей (срок службы, выцветание и т. д.).

Основные материалы, используемые в качестве покрытия для панелей типа сэндвич: оцинкованная сталь, алюцинк, гипсокартон, пластизол, полидифторионад, полиэстер, пурал.

  • Оцинкованная сталь надёжно защищает поверхность от коррозии. Долговечность конструкции прямо пропорциональна толщине слоя цинка. Покрытие характеризуется простотой в обращении.
  • Гипсокартон представляет собой материал из двух листов строительного картона с сердечником в виде гипса. Это лёгкое и абсолютно безопасное покрытие для панелей; актуально для использования при отделке жилых помещений.
  • Пластизол — это модифицированный с помощью пластификаторов поливинилхлорид. В виду повышенной плотности покрытие сохраняет свои эксплуатационные свойства даже в неблагоприятных условиях окружающей среды. Пластизол хорошо переносит механическое воздействие. Подходит как для внутренней, так и для внешней отделки.
  • Полидифторионад (PVF2) — состав, формируемый из 80 % пластизола и 20 % акрила. Слой полидифторионада надёжно защищает материал от вредного воздействия перепадов температур, ультрафиолета, коррозии.
  • Полиэстер вырабатывается из полиэфиров, имеет волокнистую структуру. Хорошо переносит даже регулярное действие высоких температур. Покрытие на основе полиэстера не выгорает, адекватно воспринимает механическое воздействие.
  • Пурал является веществом, которое получается из модифицированного полиамидом полиуретана. Защищает поверхность от коррозии, выгорания, разрушения под действием перепада температур. Используется как внутри, так и снаружи здания. Пурал является зарегистрированным торговым знаком компании Rautaruukki.
  • ОСП (OSB) ориентированно-стружечная плита, создаётся путём склеивания деревянной стружки под высоким давлением.
  • Влагостойкий оргалит[21] — композитный материал из древесных волокон и стружек на основе клея. Степень влагостойкости материала зависит от применяемого клея.

Цвет сэндвич-панелей[править | править вики-текст]

Для сэндвич-панели с покрытием из стали гамма оттенков определяется по международным цветовым каталогам RR (RaColor — 22 основных цвета) и RAL (RAL 841 GL — 202 цвета, RAL 840 HR — 17 цветов). При выборе цвета учитывается его способность к светопоглощению/светоотражению, так как в совокупности с характеристиками окружающей среды это условие будет во многом предопределять общий срок службы постройки.

Достоинства материала[править | править вики-текст]

  • Быстрые сроки возведения или ремонта зданий.
  • Строительство может производиться в любое время года, практически вне зависимости от температуры.
  • Высокие показатели теплоизоляции.
  • Экологичность, гигиеничность, безопасность для человека.
  • Низкая нагрузка на фундамент постройки[22].
  • Лёгкость транспортировки.
  • Не требуется дополнительная отделка.
  • Высокая звукоизоляция.
  • Возможность использования в сфере пищевой промышленности и мед. учреждениях.
  • Отсутствие реакции на воздействие химически агрессивных веществ или биологических факторов (плесень, грибок).
  • Низкая цена по сравнению с аналогами (кирпич, бетон, дерево).

Недостатки материала[править | править вики-текст]

  • Не выдерживают существенную дополнительную нагрузку[23].
  • Высокая вероятность косметического повреждения (царапины),
  • Сквозняк холодного воздуха через щели в местах соединения (устранимо монтажной лентой) (неактуально для сооружений, построенных по «канадской технологии»),
  • Промерзание или «мостики холода» панелей в местах соединения из-за отсутствия утеплителя (неактуально для сооружений, построенных по «канадской технологии»),
  • Повреждение каркаса и крепежа в месте стыка панелей из-за «точки росы» и обильного конденсата,
  • Эмиссия токсичного формальдегида с поверхности OSB-плит, которыми обычно облицовываются SIP-панели (в пределах европейских нормативов)

Сэндвич-панели поэлементной сборки[править | править вики-текст]

Помимо классических (клееных) существует и другая разновидность сэндвич-панелей — это панели поэлементной сборки[24]. Основным отличием от классических панелей является то, что они собираются и монтируются непосредственно на строительном объекте из трех видов комплектующих: самонесущего кассетного профиля (основы панели поэлементной сборки), утеплителя и, как правило, профнастила в качестве внешнего слоя. Такие панели являются более экономичными, но и более трудоемкими при монтаже быстровозводимых зданий.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Бэла Ляув. Кирпич против панели. "Коммерсантъ Дом" (1 апреля 2004). Проверено 4 ноября 2013.
  2. Немного о новинках загородного домостроения, Zagorod.Ru, 25 июня 2013
  3. Наталья Самарина. Анатомия здания: тепло сквозь стены. "Ведомости" (20 ноября 2006). Проверено 4 ноября 2013.
  4. Алексей Сергеев. Технологии рынка: кости зданий. "Ведомости" (14 июля 2008). Проверено 4 ноября 2013.
  5. Марина Ховратович. Анатомия здания: ТЦ под тройной защитой. "Ведомости" (23 апреля 2007). Проверено 4 ноября 2013.
  6. Состоялось открытие нового комплекса по выращиванию бройлеров в ООО "Белгранкорм — Великий Новгород". Metaldaily.Ru (25 ноября 2010). Проверено 4 ноября 2013.
  7. В Ярославле открыты три физкультурно-оздоровительных комплекса. ИА REGNUM (12 февраля 2007). Проверено 4 ноября 2013.
  8. Наталия Крол. Доходное место: квадратные метры дворцов. "Ведомости" (17 сентября 2007). Проверено 4 ноября 2013.
  9. Стеновые сэндвич-панели: история, характеристики, выбор
  10. Alden Ball Dow, Faia (1904—1983)
  11. Panel Plant in Detroit Koppers Plan, Pittsburgh Post-Gazette, May 6, 1959
  12. 1 2 Anatomy of a SIP / History
  13. 1 2 Insulated Panels Identification and disposal. EPIC (Engineered Panels in Construction). Проверено 11 ноября 2013. Архивировано из первоисточника 11 ноября 2013.
  14. History, Paroc.Com
  15. 1 2 History of Paroc fire proof panels. Paroc Panel System Magazine (1 июня 2002). Проверено 11 ноября 2013. Архивировано из первоисточника 11 ноября 2013.
  16. Строительство-2005: как не выкинуть деньги на ветер в масштабах всей страны. Информационно-развлекательный портал Даугавпилса D-Pils.lv (7 марта 2005). Проверено 11 ноября 2013.
  17. Самарский завод «Электрощит», О компании, История завода
  18. Строительные трехслойные панели типа «ВЕНТАЛЛ-С» и «ВЕНТАЛЛ-К» с минераловатным утеплителем, Proektstroy.Ru
  19. Сэндвич-панели, Ruukki.Ru
  20. Искусство побеждать: Инновационные технологии. "Ведомости" (25 июня 2012). Проверено 4 ноября 2013.
  21. Ирина Петрова. Дом ручной сборки. "Коммерсантъ Деньги" (11 июля 2001). Проверено 4 ноября 2013.
  22. Очередной «Магнит» в центре Майкопа строится быстро – благодаря сэндвич панелям. Natpress.Ru (1 ноября 2013). Проверено 4 ноября 2013.
  23. Осторожно — «протухшие» сэндвичи!
  24. Кирпичный завод в Волгограде будет построен из сэндвич-панелей компании "Металл Профиль". "Металлоснабжение и сбыт" (25 июля 2013). Проверено 4 ноября 2013.