Сэндвич-панели: история и современность

Современные сэндвич-панели - строительные материалы нового поколения, обладающие всеми положительными качествами традиционных материалов, при этом их применение ускоряет процесс строительства, позволяя вести его в любое время года. Постройка из сэндвич-панелей не требует усадки, что позволяет сэкономить от 6 до 12 месяцев. Строительные сэндвич-панели прекрасно переносят температуру от -50 до +40 градусов. Еще одно достоинство стеновых сэндвич-панелей – легкость обработки.

Конструкция сэндвич-панелей (называемых трехслойными) представляет собой два стальных листа, между которыми находится слой утеплителя - минеральной ваты, пенополистерола, пенополиуретана. Для соединения облицовки и теплоизоляции применяется 1- и 2-компонентный полиуретановый клей, который должен обеспечить прочность на разрыв облицовок с утеплителем не менее 1,0 Мпа, что больше, чем прочность минеральной ваты.

Прообразом сегодняшних сэндвич-панелей были трехслойные доски Франка Райта, проложенные пергамином, использовавшиеся в 30-х годах прошлого века для сборки стен домов в Америке. Легкие стены не требовали фундамента и хорошо держали тепло, строительство шло быстро, а возводимое жилье было недорогим, что было очень важно во временя Великой депрессии. Трехслойные панели имели ряд недостатков: недостаточную теплоизоляцию и высокую пожароопасность.

Следующим шагом были трехслойные сэндвич-панели, разработанные Олденом Б.Доу - в них два стальных листа были склеены со слоем плотного утеплителя. Промышленное производство велось сначала компанией Koppers, а затем Alside, которая смогла снизить себестоимость и предложить потребителю энергосберегающий экономичный материал для строительства быстровозводимых зданий.

У нас в стране сэндвич-панели стали применять в 1980-х годах, в качестве наполнителей использовались горючие пенополистирол и пенополиуретан. Теплоизоляционные свойства сэндвич-панелей, у которых в качестве наполнителя используется пенополиуретан, самые лучшие. В середине 1990-х на смену им пришла негорючая минеральная вата на основе базальтового волокна с нормированными прочностными характеристиками.

Чтобы сэндвич-панель была качественной, важно, чтобы качественным был прежде все теплоизоляционный материал. Именно он отвечает за прочность, теплопроводность, влагостойкость, пожаробезопасность, вес, звукоизоляционные свойства сэндвича. Этим требованиям отвечают минераловатные плиты на основе базальтовых пород. Так восьми сантиметровая сэндвич-панель по теплоизоляционным свойствам соответствует кирпичной кладке из обычного кирпича толщиной 1.15 метра.

Материал облицовки сэндвич-панелей со временем менялся. Во времена Доу для защиты от воздействий среды металлическая поверхность подвергалась горячему оцинкованию. Со временем антикоррозионные технологии оцинковки заменили более технологичные полимерные материалы, наносимые на оцинкованный стальной лист, что вело к увеличению срока эксплуатации. Появились покрытия на основе полиэстера, пластизола, поливинилхлорида, сталь с покрытием Colorcoat Prisma. Особая коррозионная стойкость позволяет продлить срок эксплуатации панелей до 50 лет.

Появились и эволюционировали и автоматизированные линии по производству сэндвич-панелей. Совершенствовалась геометрия панелей, качество замков и склеивания.

Потенциал развития этого вида строительных материалов далеко не исчерпан. Популярность получает альтернативная трехслойным панелям технология - сэндвич-панели поэлементной сборки. В их основе - сэндвич-профиль из тонколистовой оцинкованной стали с полимерным покрытием, в полости которого расположена теплоизоляция, терморазделяющего слоя и наружной облицовки (профлиста, фасадных кассет, керамогранита и др.).

Собираются панели вручную прямо на месте, что позволяет уменьшить размеры и массу отдельных элементов конструкции. Использование менее плотного утеплителя облегчает монтаж и транспортировку, позволяет применять легкий каркас.

Сэндвич-панели отличает простота и скорость монтажа, особенно это касается сэндвич-панелей поэлементной сборки. За смену вдвоем можно смонтировать до 50 кв. метров поверхности, при этом обойтись без использования строительной техники (масса одной секции сэндвич-профиля - около 30 кг). Закрывать стыки нет необходимости, их не видно, т.к. к каркасу крепится только сэндвич-профиль.

Стеновые и кровельные сэндвич-панели широко используются при строительстве быстровозводимых зданий, как произведственных помещений, ангаров, складов, так и частных домов. Огромным преимуществом материалов и технологии является уникальная возможность разбирать и переносить постройки из сэндвич-панелей в другое место.

Сэндвич-панели - виды и характеристики

Сэндвич-панели представляют собой многослойный пирог из облицовочных листов с расположенным внутри утеплителем. Материал устойчив к влаге, огню и коррозии, обладает тепло- и звукоизолирующими свойствами, допускает возможность быстрого монтажа без применения спецтехники и устройства массивного фундамента, для его перевозки не нужен специальный транспорт. Эти и другие свойства позволили сэндвич-панелям стать одним из самых современных и популярных материалов для быстрого строительства зданий.

Производители предлагают как классические трехслойные панели "металл-утеплитель-металл", так и более экономичные двухслойные, которые используются как аналог навесных вентилируемых фасадов.

По области применения панели бывают стеновыми, кровельными, для перегородок, для холодильных и низкотемпературных камер.

В качестве материала облицовки используются алюминий, оцинкованная и нержавеющая сталь, гипсокартонные плиты, фанера, ДСП и ДВП, ПВХ. К плюсам ПВХ относят хорошую паропроницаемость, небольшой вес, стойкость к механическим повреждениям и солнечному свету, возможность применения в большом диапазоне температур (от -30 до +60 градусов С). Следует помнить, что для ПВХ облицовки недопустимы высокие нагрузки и возможны повреждения при погрузочно-разгрузочных работах.

Металлическую облицовку отличают хорошие показатели по тепло- и звукоизоляции, огнестойкость, экологичность, устойчивость к коррозии и долговечность, возможность эксплуатации при температурах от -50 до +60 градусов С, такой облицовке не нужна отделка. К сожалению, со временем из-за перепадов температуры минеральная вата может отслаиваться от обшивки, панели могут промерзнуть и деламинироваться.

В качестве утеплителя применяются минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретан и полиуретановая пена. К плюсам пенополистирола относятся малый вес, стойкость к нагрузкам (оптимально использовать для строительства производственных зданий); к минусам - токсичность при горении. Пенополиуретан отличают низкая теплопроводность и сравнительно низкая горючесть, бесшовная поверхность; к недостаткам относят низкую паропроницаемость. Минеральная вата - экологический и негорючий материал, но имеющий невысокие звукоизоляционные свойства и впитывающий влагу.

Производятся сэндвич-панели ручной сборкой, на автоматических линиях или вспениванием пенополиуретанового утеплителя между листами облицовки. Стандартные размеры панелей - длина до 12 м, ширина до 1.2 м, толщина 5-30 см.

Среди других материалов сэндвич-панели выделяет множество преимуществ. Прежде всего это низкие расходы на строительство, реконструкцию и небольшие сроки монтажа. Это высокие теплоизоляционные свойства: сэндвич-панели толщиной 10 см обеспечивают теплоизоляцию, сравнимую с той, что дает кирпичная кладка толщиной 64 см или стена из ячеистого бетона толщиной 50 см. Применение трехслойных панелей снижает затраты на отопление и позволяет поддерживать комфортный микроклимат в помещении в жару.

Звукоизоляционные свойства позволяют строить быстровозводимые здания рядом с автострадами, стройками, железными дорогами.

Материал устойчив к перепадам температур, долговечен (срок эксплуатации - 50 лет), экологичен, соответствует санитарным нормам. Современный вид, двухсторонняя окраска, широкая гамма цветов дают возможность не проводить дополнительную отделку. Сэндвич-панели имеют антикоррозионное и декоративное покрытия, стойкие к механическим, химическим и атмосферным воздействиям.

Наиболее часто сэндвич-панели используются в индивидуальном строительстве. Материал не боится сезонных подвижек фундамента, а небольшой вес позволяет обойтись без рытья глубокого котлована под строительство и сократить расходы. Применяются сэндвич-панели и для утепления, декоративной отделки зданий, изготовления противопожарных дверей и ворот.