Сендвіч-панелі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Композитна сендвіч-панель, яку випробовує NASA.

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 каркасу (промислові цехи, автомийки, торгові центри, сільськогосподарські будівлі, спортивні споруди тощо). Як зовнішнє покриття таких будівель використовуються сендвіч-панелі з металевим покриттям.

Приклад використання сендвіч-панелей у будівництві промислових споруд.

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.

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]

Зверху зображено композитний сендвіч у зборі (А); під ним лицьові оздоблювальні панелі (B) й утеплювач (C).

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:

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

Мінеральна вата[ред. | ред. код]

Докладніше: Мінеральна вата

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]

Докладніше: Пінополіуретан

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]

Докладніше: Пінополістирол

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.

Скловолокно[ред. | ред. код]

Докладніше: Скловолокно

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 деревної 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 сандвіч-панелей: • оцинкована сталь; • алюцинк; • 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.
  • 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.
  • Полідіфторіонад (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 є речовиною, яку отримують з модифікованого поліамідом поліуретану. Захищає поверхню від корозії, вигорання, руйнування під дією перепаду температур. Використовується як всередині, так і зовні будівлі.
  • ОСП (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.

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;
  • 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).

Недоліки матеріалу[ред. | ред. код]

  • Не витримують істотного додаткового навантаження;
  • висока імовірність косметичного ушкодження (подряпини);
  • протяг холодного повітря через щілини в місцях з'єднання (неактуально для споруд, побудованих за «канадською технологією»);
  • промерзання або «містки холоду» панелей в місцях з'єднання через відсутність утеплювача (неактуально для споруд, побудованих за «канадською технологією»);
  • ушкодження каркасу й кріплення в місці стику панелей під дією «точки роси» й рясного конденсату;
  • емісія токсичного формальдегіду з поверхні ОСП-плит, якими зазвичай облицьовувалися СІП-панелі.

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.