Стеновые сэндвич-панели: история, характеристики, выбор

Данная статья даст ответы на следующие вопросы. Когда и кем были придуманы строительные сэндвич панели? Какие их типы и виды используются в строительстве зданий разного назначения? Какая технология производства «сэндвичей»? Какие положительные и отрицательные характеристики сэндвич панелей? Как выбрать сэндвич панели?

Возведение общественных и промышленных объектов еще пятидесятилетие назад требовало больших денежных затрат – внушительные объемы стройматериалов, а также услуги инженеров и строителей стоили дорого. А так как с момента устройства фундамента и до окончания строительства здания проходило как минимум полтора года, то затраты окупались только через несколько лет. В наше время изобрели панели, которые позволяют проводить строительство жилых и других зданий (читайте "Как построить гараж из сэндвич-панелей") за короткие сроки. Эти панели внутри содержат слой утеплителя, который заключен с обеих сторон в жесткую обшивку, и называются сэндвич панели. Их использование позволяет быстро строить относительно недорогие здания, в которых сэндвич панели применяются как для стен, так и для крыши.

История создания сэндвич панелей

Проект создания сэндвич панели разработал и внедрил американский инженер, дизайнер и архитектор Райт Фрэнк Ллойд, который в конце 30-х годов прошлого столетия работал над проектом архитектуры Unsonian, являвшимся одноэтажным небольшим коттеджем. Плоская крыша проекта нависала над парковкой-террасой для автосредства. Райт предложил рационально использовать строительные материалы с целью постройки недорогого дома, не требующего больших затрат на его освещение, отопление и кондиционирование. Максимальная освещенность в доме должна была достигаться за счет французских окон, а качественное кондиционирование и экономия на отоплении достигалась за счет новейшего кровельного покрытия.

Во время поиска подходящих для своего проекта стройматериалов, Райт понял, что на рынке либо нет подходящих строительных материалов, либо они чересчур дороги. Это не остановило архитектора, и он продолжил свои научные изыскания. Уже через короткий промежуток времени он изобрел свой собственный стройматериал, который отлично подходил для обшивки крыши и стен зданий – это композитная сэндвич панель, имеющая сотовый наполнитель.

Первые сэндвич панели имели много недостатков в эксплуатации, но, тем не менее, они выполняли возложенную на них задачу и были прочными, легкими, красивыми и недорогими. Идею «сэндвичей» быстро подхватили строительные компании и производители строительных материалов Америки, и уже в середине 50-х годов компания Dow Chemical создала первую сэндвич панель со слоем утеплителя, расположенным внутри. Такая панель имела высокую эргономичность. А в 1960 году несколькими компаниями Америки производство было полностью переведено на выпуск сэндвич панелей, которые создавались по значительно упрощенной методике.

Изобретатель Фрэнк Райт предполагал, что его сэндвич панели будут главным образом использоваться частном строительстве, однако самая большая популярность ожидала «сэндвичи» в строительстве промышленных объектов.

В начале 70-х годов трехслойной американской продукцией заинтересовались советские конструкторы, которые начали производить в Самаре сэндвич панели с пенополиуретановым наполнителем (завод «Электрощит»). Самые первые сэндвич панели были использованы для строительства волгодонского «Атоммаша и Камского автомобильного завода.

Виды и типы сэндвич панелей

Как и первые, современные сэндвич панели состоят из слоя теплоизоляции, который заключен в двухстороннюю жесткую обшивку облицовочного материала, например, пластик (пластизол, полиэстер и др.), алюмооцинкованная или оцинкованная сталь, толщина которой от 0,5 до 0,7 мм, гипсокартон, SIP-панели (плиты OSP).

Слой оцинковки, который наносится на верхний и нижний стальные листы, бывает первого и второго класса. Поэтому он бывает в толщине больше 20 мкм, либо его толщина может составлять 7-20 мкм. Чем толще покрытие цинка на стали, тем лучшими антикоррозийными свойствами обладает оцинкованная сталь. Толщина слоя защиты из алюмоцинка (или другими словами гальвалюма, который состоит из кремниевых добавок, цинка и алюминия), варьируется в пределах от 13 до 23 мкм. Сплав гальвалюма был специально разработан для сэндвич панелей разных типов и дает стальному листу защиту как от атмосферной влаги, так и от высокой солнечной активности. Такие сэндвич панели уже можно использовать для строительства в местах большого скопления солнечных радиационных излучений.

Кроме того, защита стальных листов также проводится с помощью нанесения сплава «гальфана». Гальфан в основе своей состоит из алюминия, цинка и малой части примесей лантана и церия. Гальфан наносится слоем, толщина которого может быть от 7 до 15 мкм. Он превосходит обычное цинковое покрытие по своим защитным свойствам, так как более пластичен и легче переносит механические воздействия и различные деформации.

Еще некоторыми производителями сэндвич панелей кроме металлических сплавов на поверхность стального листа дополнительно наносится слой полимера (пластизолом, пуралом и др.), чтобы усилить стойкость стали к атмосферным явлениям.

Слой пластика накладывается толщиной от 0,8 до 2 мм. SIP панель создается из двух плит OSB, толщина которых варьируется от 7 до 12 мм. Сэндвич панели с пластиковым покрытием более легкие, поэтому их гораздо легче устанавливать. Панели из гипсокартона и SIP панели как правило применяют для устройства внутренних перегородок здания, а также монтажа стен малоэтажек каркасного типа.

Утеплитель сэндвич панели имеет толщину от 50 до 300 мм и сделан из пенополистирола, минваты, пенополиуретана, а в редких случаях – из стекловолокна (стекловаты). Сэндвич панели, толщина утеплителя которых превышает 150 мм, как правило применяются при устройстве холодильных камер.

Сэндвич панели, обшитые сталью, делятся на:

• кровельные;
• стеновые.

Стеновыми сэндвич панелями производится облицовка фасада здания, кровельными – защита крыши (кровельные перекрытия). И кровельные и стеновые панели имеют одинаковый тип конструкции, но разные типы стального профиля обшивки. Листы стали в стеновых сэндвич панелях обычно гладкие или профилированные под бревно, «микроволны» (острые, покатые, невысокие гребни) или сайдинг. Панели для кровельного покрытия обладают высоким двухсторонним или односторонним трапециевидным профилем, который делает панель высокопрочной и устойчивой к деформации (это качество важно зимой, когда на крыше скапливаются большие и тяжелые снежные массы). В кровельных сэндвич панелях используют более плотный утеплитель, что придает им дополнительной жесткости. Например, кровельный наполнитель из минеральной ваты должен обладать плотностью от 120 кг/м² и выше, а пенополистироловый наполнитель – от 25 кг/м² и выше.

Напоследок, стыковочный замок, который внахлест соединяет между собой кровельные панели, имеет более сложное строение, чем замок, используемый для соединения стеновых панелей. Это нужно для того, чтобы преодолеть более сильное давление атмосферы на сэндвич панели крыши. По этой же причине, для кровельных сэндвич панелей применяется более толстый слой покрытия для защиты от коррозии и механических повреждений.

Технология изготовления сэндвич панелей

Все сэндвич панели с разными материалами обшивки и утеплителя строятся по одному и тому же принципу, так как основной задачей производителей является надежное соединение между собой всех слоев «сэндвича». Существует три способа производства сэндвич панелей для крыши и стен:

• вспенивание;
• сборка из отдельных элементов;
• производство в заводских конвейерных условиях.

Сэндвич панели, которые состоят из элементов, как правило, собираются неподалеку от стройплощадки. Оцинкованные листы стали, клеевые материалы и утеплитель по отдельности привозят на строительный участок для сборки. После этого утеплитель режут на отдельные блоки определенного размера. Утеплитель и обшивочные листы тщательно намазывают клеевым составом, соединяют вместе и оставляют на нужное время под прессом. Такой способ сборки сэндвич панели на месте очень удобен, но не дает возможности создать панель с очень высокими эксплуатационными качествами.

Сэндвич панели, которые делаются по методу вспенивания, производят в цехах и не требуют особой сложной техники или приборов. Сначала заранее заготовленные листы обшивки укладывают под специальный пресс, а затем между ними заливают в качестве утеплителя пенополиуретан, который вспенивается от того, что на него постоянно действует сила давления. Вспененный пенополиуретан надежно сцепляется с обшивкой внутри сэндвич панели. Правда, эту технологию производства «сэндвичей» нельзя считать идеальной – если утеплитель поступает неравномерно (с перебоями), то в полости сэндвич панели появляется множество полостей, которые ухудшают теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики всей конструкции.

Производство по способу конвейера дает возможность создавать сэндвич панели с самым высоким качеством и эксплуатационными данными. Конвейерная линия, на которой делают «сэндвичи», включает в себя такие элементы:

• барабан, который разматывает лист стали, смотанный в рулон;
• линия, на которой происходит профилирование стального листа;
• гильотина (для обрезания материала);
• машина, которая формирует обкладку будущих сэндвич панелей;
• гидравлический пресс.

После того, как профилированная сталь была обрезана гильотиной, она поступает на автоматический станок, который создает обкладку панелей. Перед тем, как выйти из станка, внутренняя поверхность уже подготовленных обкладок покрывается клеем. После этого части обшивки подаются на стол с прессом для того, чтобы поместить в нижнюю часть обкладки уже обрезанный до соответствующего размера утеплитель (пенополистирол, минвата и т. д.). Поверх ложится верхняя обкладка, после чего собранный пакет обжимается на прессе, получая в итоге готовую сэндвич панель. Конвейерное производство дает возможность создавать сэндвич панели с самым длительным сроком службы, по сравнению с панелями, которые были сделаны другими способами.

Сэндвич панели имеют толщину 40-300 мм. Их ширина, как правило, варьируется от 1000 до 1190 мм, а длина – от 1800 до 14000 мм.

Плюсы и минусы «сэндвичей»

Как и все строительные материалы, сэндвич панели имеют свои плюсы и минусы. Рассмотрим ниже основные из них.

Плюсы сэндвич панелей:

• с их помощью можно собрать коробку строения за самый короткий срок, при этом, крышу и стены из «сэндвичей» монтировать очень просто;
• строительные работы по сборке и ремонту сэндвич панелей можно делать в любой сезон года (кроме дождливого, когда нельзя монтировать сэндвич панели с утеплителем из минеральной ваты, которая быстро напитывается влагой);
• в связи с легкостью сэндвич панелей, они производят минимальную нагрузку на фундамент здания;
• панели обладают высокими качественными показателями тепло- и звукоизоляции;
• транспортировка сэндвич панелей не проблемная, так как не требует большегрузного тяжелого транспорта;
• сэндвич панели безопасны для людей, так как не испаряют вредных веществ в окружающую среду;
• они имеют высокую устойчивость к биологически и химически агрессивным элементам (например, к плесени, грибку и т. д.);
• фасад, отделанный сэндвич панелями, не нуждается в дополнительной декоративной отделке, так как панели сами по себе имеют отличный эстетический внешний вид;
• цена сэндвич панелей гораздо ниже, чем цена других конструкций (сэндвич панели для стен стоят приблизительно около 1500 рублей за 1 квадратный метр, для кровли – около 1700 рублей.

Минусы сэндвич панелей следующие:

• если обшивка сэндвич панели повреждается, то ее уже невозможно будет отремонтировать, можно будет только произвести замену (таким образом, чтобы не повредить обшивку «сэндвичей», нужно все погрузочно-транспортировочные и монтажные работы проводить очень осторожно);
• обливка из оцинкованной стали очень плохо пропускает через себя радиосигналы, поэтому мобильная связь внутри помещения нередко бывает недоступна (особенно в плохую погоду).

Совет по выбору сэндвич панелей

В России сэндвич панели выпускают многие производители, поэтому проблем с их поставками нет. Во время выбора «сэндвичей» обязательно нужно узнать у продавца, какая технология производства использовалась во время их изготовления. Самыми лучшими являются сэндвич панели, произведенные конвейерным способом, хотя они имеют большую стоимость по сравнению с другими. Также нужно знать, какая толщина защитного антикоррозийного слоя, одинаков ли он с обеих сторон или его толщина на разных сторонах различается. Все эти моменты важны при выборе сэндвич панелей, предназначенных для эксплуатации в разных условиях.

СтройкаПортал.Ру   |   Все статьи   |   В раздел: Деревянные дома  |  Вопрос-ответ