Сендвіч-панелі — Вікіпедія

Ця стаття не містить посилань на джерела. Ви можете допомогти поліпшити цю статтю, додавши посилання на надійні (авторитетні) джерела. Матеріал без джерел може бути піддано сумніву та вилучено. (квітень 2019)

Сендвіч-пане́ль (англ. sandwich — багатошаровий бутерброд) — будівельний матеріал, що має тришарову структуру: два листи жорсткого матеріалу (метал, ПВХ, ДВП, магнезитова плита) і шар утеплювача між ними. Усі деталі сендвіч-панелей склеюються між собою за допомогою гарячого або холодного пресування. Залежно від призначення виділяються покрівельні та стінні панелі. У житловому будівництві сендвіч-панелі застосовуються для зведення швидкоспоруджуваних каркасних будинків. У цьому випадку використовується структурно-ізольована панель (СІП, від англійського SIP, Structural Insulated Panel), яка складається з двох орієнтовано-стружкових плит (ОСП або OSB), між якими під тиском приклеюється шар твердого утеплювача (пінополістиролу), або під тиском закачується пінополіуретан (ППУ). У комерційному будівництві сендвіч-панелі застосовуються для зведення швидкоспоруджуваних будівель на основі металевого каркаса (промислові цехи, автомийки, торгові центри, сільськогосподарські будівлі, спортивні споруди тощо). Як зовнішнє покриття таких будівель використовуються сендвіч-панелі з металевим покриттям.

Історія[ред. | ред. код]

Поява сендвіч-панелей у США[ред. | ред. код]

У 1930 році американський архітектор Френк Ллойд Райт уперше використав сендвіч-панелі зі стільниковим наповнювачем у проекті одноповерхового котеджу Unsonian, який проектувався як приклад економічного житла. Сендвіч-панелі, розроблені Райтом, мали ряд недоліків, але першочерговим завданням винаходу було поєднання в панелях естетичності й легкості в експлуатації. У 1950-му американський архітектор Олден Б. Доу (Alden B. Dow), учень Райта і брат генерального директора компанії Dow Chemical, створює ергономічні тришарові сендвіч-панелі з поліестером і покриттям з фанери. Матеріал використовується для спорудження будинку The Sandwich Panel House #1, також відомого як Paul N. Sutton Residence за адресою 4619 Concord Court в місті Мідланд, штат Мічиган. У травні 1959 року американська компанія Koppers Inc.^[en] уперше почала масове виробництво сендвіч-панелей для спорудження житлових будинків. Для цього компанія переобладнала цех колишньої Hundson Motor Car Plant у Детройті. Сендвіч-панелі під торговою маркою Dylite випускалися на основі полістиролу, як обшивка також використовувалася фанера. У 1960-ті американська компанія Alside Home Program змогла значно скоротити час виробництва сендвіч-панелей з декількох годин до 20 хвилин. Проте попит на сендвіч-панелі був незначний, так що компанія незабаром збанкрутіла.

Поява сендвіч-панелей в Європі[ред. | ред. код]

Найстаршими виробниками сендвіч-панелей в Європі є фінська компанія Rannila, відома сьогодні під брендом Ruukki, ірландська Kingspan та італійська Cannon. Перші сендвіч-панелі європейського виробництва з'явилися приблизно у 1970-х роках.

Історія ПІЦ- і ППУ-панелей[ред. | ред. код]

За даними асоціації EPIC (Engineered Panels in Construction), технологія сендвіч-панелей з наповнювачем з пінополіізоціанурату (ПІЦ) і пінополіуретану (ППУ) з'явилася в 70-ті роки ХХ століття. До середини 80-х такі панелі монтувалися безпосередньо на місці будівництва, проте на початку 90-х з'явилися перші сендвіч-панелі з наповнювачем з пінополіуретану як кінцевий продукт. До кінця 90-х такі панелі займали вже 40 % ринку сендвіч-панелей.

Перспективи розвитку[ред. | ред. код]

Одним з перспективних напрямів розвитку сендвіч-панелей є створення панелей, що генерують електроенергію. Зокрема у Швейцарії ще в 2009 році була розроблена технологія виробництва сендвіч-панелей з фотоелементом виробництва Flexcell. Фотоелемент захищає шар склопластику. Внутрішня частина сендвіч-панелі заповнена спіненим полімером. Такі сендвіч-панелі були використані для будівництва одного з корпусів Федеральної політехнічної школи в Лозанні (Швейцарія).

Профілі сендвіч-панелей[ред. | ред. код]

Профілі бувають двох типів: стінні й покрівельні. Стінні сендвіч-панелі за типом зовнішнього профілю поділяються на гладкі, прості профільовані й декоративні профільовані (сайдингові). Покрівельні сендвіч-панелі можуть бути профільованими з обох боків або тільки із зовнішнього боку.

Утеплювач[ред. | ред. код]

Як утеплювач використовуються:

• мінеральна вата (базальтове волокно);
• пінополіуретан ППУ;
• пінополістирол;
• поліізоціанурат;
• скловолокно.

Також існують панелі на основі утеплювача з пінополіізоціанурату. Але на сьогодні цей продукт маловідомий.

Мінеральна вата[ред. | ред. код]

Один з найбільш затребуваних нині утеплювачів для сендвіч-панелей. Базальтове волокно виробляється з силікатних розплавів гірських порід, шлаків або їх поєднань. Як правило, панелі з мінеральною ватою актуальні під час зведення нескладних за конструкцією будівель, ремонт яких за необхідністю буде проведений дуже швидко. Мінеральна вата цінна тим, що не підтримує відкритого горіння; вона забезпечує відмінні показники тепло- й звукоізоляції, стійко переносить температурні коливання, дію агресивних речовин.

Пінополіуретан (ППУ)[ред. | ред. код]

Має комірчасту структуру. Його вирізняє унікальне поєднання легкості й міцності. Довговічність експлуатації ППУ не залежить від рівня вологості навколишнього середовища. Панелі з пінополіуретаном забезпечують високий рівень гідро- й теплоізоляції. ППУ не схильний до дії плісняви, грибків, комах і гризунів, а також інших несприятливих біологічних чинників. ППУ належить до категорії матеріалів, які важко горять, особливо його різновид поліізоціанурат (ПІЦ). Під час дії відкритого полум'я на поверхні ПІЦ утворюється вуглецева кірка-матриця, що перешкоджає подальшому поширенню полум'я і сприяє самозатуханню матеріалу.

Пінополістирол[ред. | ред. код]

Легкий матеріал, що має комірчасту структуру. Це утеплювач, який широко використовується у будівництві цехів, складських приміщень, торгових павільйонів, холодильних камер, дачних і житлових будинків за «канадською технологією» тощо. Сендвіч-панелі з пінополістиролом монтуються/демонтуються за короткі терміни.

Поліізоціанурат[ред. | ред. код]

Поліізоціанурат або PIR — теплоізоляційний матеріал сендві панелей, який складається на 99% із закритих пор, має низькій коефіцієнт теплопровідності (λ=0,021 Вт/м*С). Основна його відмінність з пінополіуретан (ППУ) в тому, що поліізоціанурат можна експлуатувати при температурі до 140 градусів вище нуля. Можна сказати, що PIR є різновидом ППУ в тому, що має підвищену стійкість до вогню. При загорянні зовнішній шар матеріалу обвуглюється. Новоутворена вуглецева матриця, що має пористу структуру, захищає внутрішні шари від подальшого горіння.

Скловолокно[ред. | ред. код]

Специфічний матеріал, який виробляють з дуже тонких скляних ниток. Панелі зі скловолокном передусім мають попит завдяки своїм звукопоглинальним властивостям. За загальними характеристиками скловолокно схоже на базальтові волокна. Воно негорюче, екологічне, зручне в перевезенні й монтажі. Відзначається хороша стійкість до дії хімічних речовин. Сендвіч-панелі зі скловолокна не можна використовувати за температури більш ніж 40 °C.

Покриття[ред. | ред. код]

Зовнішні шари сендвіч-панелей виготовляються, як правило, з оцинкованої сталі, проте можуть виготовлятися і з інших матеріалів, зокрема композитів на основі деревинної стружки. Для покриття зі сталі важливий склад додаткового покриття, якість якого багато в чому визначає характеристики сендвіч-панелей (термін служби, вицвітання і т. д.). Основні матеріали, що використовуються як покриття для сендвіч-панелей:

• оцинкована сталь;
• алюцинк;
• кортен (Cor-ten, кортенова сталь);
• гіпсокартон;
• пластизол;
• полідифторіонад;
• поліестер;
• пурал.

Оцинкована сталь надійно захищає поверхню від корозії. Довговічність конструкції прямо пропорційна товщині шару цинку. Для покриття характерна легкість у використанні.

Алюцинк — це сплав алюмінію і цинку, запатентований американською компанією Bethlehem Steel (зараз Mittal Steel). Точний склад речовини — 55 % алюмінію, 43,4 % цинку, 1,6 % кремнію. Покриття відбиває ультрафіолетове випромінювання. Панелі з таким верхнім шаром можуть експлуатуватися за температури до +315 °C.

Кортенова_сталь — атмосферостійка, що має властивість самостійно з часом змінювати свій колір. Спочатку листи Кортен мають глянсову сталеву поверхню, а з часом під впливом циклічного намокання та висихання сталь покривається оксидною плівкою, змінюючи своє забарвлення спочатку на світло-помаранчевий, потім — на коричневий, а пізніше колір наближається до насичено-бурого. З 2021 року сендвіч-панелі з облицюванням Кортен доступні в Україні.

Гіпсокартон — матеріал із двох листів будівельного картону з гіпсовим осердям. Це легке й абсолютно безпечне покриття для панелей; актуальне для використання в оздобленні житлових приміщень.

Пластизоль — це модифікований за допомогою пластифікаторів полівінілхлорид. Завдяки підвищеній щільності покриття зберігає свої експлуатаційні властивості навіть у несприятливих умовах навколишнього середовища. Пластизоль добре переносить механічний вплив. Підходить як для внутрішнього, так і для зовнішнього оздоблення.

Пластикові листи з жорсткого ПВХ, полістиролу або поліпропілену застосовуються для виробництва сендвіч-укосів під час обробки вікнин.

Полідифторіонад (PVF2) — склад, що формується з 80 % пластизолу й 20 % акрилу. Шар полідіфторионаду надійно захищає матеріал від шкідливої дії перепадів температур, ультрафіолету, корозії.

Поліестер виробляється з поліефірів, має волокнисту структуру. Добре переносить навіть регулярну дію високих температур. Покриття на основі поліестеру не вигоряє, адекватно сприймає механічний вплив.

Пурал — речовина, яку отримують з модифікованого поліамідом поліуретану. Захищає поверхню від корозії, вигорання, руйнування під дією перепаду температур. Використовується як всередині, так і зовні будівлі.

Орієнтовано-стружкова плита (ОСП) створюється шляхом склеювання дерев'яної стружки під високим тиском.

Вологостійкий оргаліт — композитний матеріал з деревних волокон і стружок на основі клею. Міра вологостійкості матеріалу залежить від вживаного клею як всередині, так і зовні будівлі.

Колір сендвіч-панелей[ред. | ред. код]

Для сендвіч-панелі з покриттям зі сталі гама відтінків визначається за міжнародними колірними каталогами RR (RaColor — 22 основні кольори) і RAL (RAL 841 GL — 202 кольори, RAL 840 HR — 17 кольорів). Під час вибору кольору враховується його здатність до світлопоглинання/світловідбивання, оскільки в сукупності з характеристиками довкілля ця умова багато в чому зумовлюватиме загальний термін служби будівлі.

Чим темніше колір, тим сильніше нагрівається зовнішня обшивка, тому темні кольори не рекомендується застосовувати на покрівлі, де панель буде сильніше нагріватися під впливом сонця і з часом може стати хвилястою, а обшивка відшаровуватися від наповнювача.

Колірні групи за впливом теплових навантажень на конструкції з сендвіч-панелей^[1].

Теплотехнічні властивості[ред. | ред. код]

Найважливішим параметром енергоефективності сендвіч-панелей є термоопір (R₀), що враховує теплові втрати в замковій частині конструкції. Мінімальний приведений опір теплопередачі (при 25 °С) для якісних сендвіч-панелей провідних європейських виробників представлено в таблиці^[1]:

Конструкція будівлі з сендвіч-панелей може вважатися енергоефективною, якщо її повітропроникність становить менше 1,5 ³/м²год. При цьому кращі зразки панелей можуть досягати повітропроникності в межах 0,6-0,9 м³/м²год.

Переваги матеріалу[ред. | ред. код]

• Короткі строки зведення або ремонту будівель;
• будівництво може проводитися у будь-яку пору року, практично незалежно від температури;
• високі показники теплоізоляції;
• екологічність, гігієнічність, безпека для людини;
• низьке навантаження на фундамент будівлі;
• легкість транспортування;
• не потрібна додаткова обробка окрім SIP-панелей;
• висока звукоізоляція;
• можливість використання у сфері харчової промисловості й медичних установах;
• відсутність реакції на дію хімічно агресивних речовин або біологічних чинників (пліснява, грибок);
• низька ціна порівняно з аналогами (цегла, бетон, дерево).

Обмеження матеріалу[ред. | ред. код]

• Витримують навантаження до 300 кг/м2;
• Сендвіч-панелі з наповненням з мінеральної вати не можна експлуатувати в будівлях з підвищеним рівнем вологості;
• Сендвіч-панелі з наповненням PIR не можна експлуатувати в будівлях з вимогами до конструкцій по вогнестійкості вище ніж EI60;
• Для SIP-панелей (дерев'яні) необхідно регулярного оновлеювати вогне- та біозахист;
• Імовірність косметичного ушкодження обшивки панелі будівельною технікою під час будівництва.

Сендвіч-панелі поелементного складання[ред. | ред. код]

Окрім класичних існує й інший різновид сендвіч-панелей — це панелі поелементного складання. Основною відмінністю від класичних панелей є те, що вони збираються і монтуються безпосередньо на будівельному об'єкті з трьох видів комплектуючих: самонесучого касетного профілю (основи панелі поелементного складання), утеплювача і, як правило, профлиста як зовнішнього шару. Такі панелі є економнішими, але і більш трудомісткими у процесі монтажу швидкоспоруджуваних будівель.

Основою для стін з панелей поелементного складання є внутрішні стінові касети (ВСК) – це профільована конструкція з тонколистової оцинкованої сталі, що використовується в якості несної основи для стін. На відміну від сендвіч-панелей заводського виготовлення стіни з ВСК мають гірші теплотехнічні та вогнестійкість.

Примітки[ред. | ред. код]

1. ↑ ^{а б} Все, що потрібно знати про сендвіч-панелі: як вибрати і що купити. 10 березня 2017.