Сэндвич-панели: история материала и как его подобрать

Сейчас процесс постройки зданий значительно ускорился и упростился, прежде всего благодаря появлению на рынке большого разнообразия строительных материалов. Одним из таких материалов для облицовки стен и кровель стали сэндвич-панели.

Этот относительно новый материал американского происхождения сейчас широко распространен по всему миру в строительстве частных домов, промышленных и коммерческих зданий.

История создания сэндвич-панелей

Создал сэндвич-панели инженер из США Райт Фрэнк Ллойд, в конце тридцатых годов прошлого столетия. Он работал над проектом небольшого одноэтажного коттеджа Unsonian, в котором плоская крыша нависала над местом для парковки автомобильного транспорта. В своём проекте Райт рационально использовал строительные материалы, ведь главной задачей было создание недорогого загородного дома. Для достижения максимального уровня освещённости помещений использовались французские окна, а для экономии отопления и качественного кондиционирования новейшие кровельные покрытия.

Во время работы над проектом Райт пришёл к выводу, что на современном рынке нет подходящих строительных материалов. Поэтому он начал собственные разработки. Их итогом стало появление на свет нового материала, прекрасно подходящего для обшивки кровель и стен зданий — сэндвич-панель с сотовым наполнителем. Как и всё новое, первые сэндвич-панели не были лишены недостатков, но тем не менее успешно выполняли возложенные на них задачи.

Идея нового строительного материала была быстро подхвачена крупными производителями и уже в пятидесятых годах массовое производство сэндвич-панелей было налажено компанией Dow Chemical. А уже в шестидесятых годах производством панелей занимался не один десяток производителей.

В нашей стране этот материал стал применяться для строительства в начале семидесятых годов. Сэндвич-панели стали производить в Самаре на заводе «Электрощит», а первая продукция завода предназначалась для возведения завода «Атоммаш» в Волгодонске и Камского автомобильного завода.

Виды и типы сэндвич-панелей

Современные панели практически не отличаются от первых моделей. Они также состоят из теплоизоляционного слоя, заключённого в обшивку с двух сторон из жёсткого и прочного материала. В качестве обшивки используются различные варианты пластика, оцинкованная сталь толщиной от 0,5 до 0,7 миллиметров, гипсокартон и другие материалы. Слой цинка наносится на верхний и нижний листы стали с целью её защиты от воздействия коррозии, ударов и царапин. Толщина слоя составляет от 7 до 20 мкм.

Антикоррозионные свойства стали напрямую зависят от толщины слоя оцинковки. Чем она больше, тем более долгий срок эксплуатации имеет сэндвич-панель.

Также для покрытия листов стали при изготовлении сэндвич панелей используются сплавы гальвалюма. Этот сплав был специально разработан для защиты стальных листов от воздействия атмосферных осадков и прямых солнечных лучей. Ещё один способ защиты стальных листов, входящих в состав сэндвич панелей — нанесение сплава «гальфана». Этот сплав состоит из цинка, алюминия, лантана и церия. Толщина слоя составляет 7-15 мкм, а его достоинством является большая эластичность и стойкость к внешним механическим воздействиям.

Ряд производителей панелей в качестве защитного покрытия используют полимерные материалы, например пластизолом или пуралом. Основное их предназначение — защита поверхности панели от атмосферных осадков. Слой полимера имеет толщину от 0,8 до 2 миллиметров.

Для изготовления SIP панелей (ещё одна разновидность сэндвич-панелей) используется две OSB плиты, толщиной от 7 до 12 миллиметров. Такие панели легче чем стальные и широко используются для возведения внутренних перегородок сооружений и домов. В качестве утеплителя используются различные материалы, хорошо удерживающие тепло: минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретана, стекловата. Обычно толщина слоя утеплителя варьируется от 50 до 300 миллиметров, но есть панели с утеплителем в 150 миллиметров и более. Они используются для возведения специализированных сооружений, например холодильных камер.

Различия кровельных и стеновых сэндвич-панелей

Сэндвич-панели используются для обшивки стен и крыш. Конструкция стеновых и кровельных панелей аналогична друг другу, но имеет различия в типах применяемого профиля обшивки.

Для стеновых панелей характерна гладкая поверхность, либо она может быть профилирована под «бревно», на неё могут наноситься микроволны различной формы и высоты. Для кровельных сэндвич-панелей характерно наличие профиля, имеющего форму трапеции. Данный профиль обеспечивает листу материала максимальную жёсткость и прочность. Как следствие, кровельные панели способны выдерживать значительные нагрузки, прежде всего снеговые. А для придания кровельным панелям дополнительной прочности используются жёсткие утеплители.

Еще одно различие заключается в стыковочных замках, служащих для соединения сэндвич-панелей между собой. У кровельных панелей стыковочный замок имеет более сложную конструкцию, чем у стеновых. Это необходимо для того, чтобы материал преодолевал атмосферное давление, сильнее влияющее на крышу здания. По той же самой причине кровельные панели имеют более толстый защитный слой.

Технология изготовления сэндвич панелей

Почти все типы сэндвич-панелей сходны по своей конструкции. Для их производства используется два основных способа: производство на конвейере и сборка из отдельных элементов.

Сборка панелей из отдельных элементов чаще всего используется непосредственно на месте проведения строительных работ. На участок по отдельности привозятся все элементы: клеевые составы, листы стали и утеплителя. Утеплитель на месте разрезается на блоки необходимого размера, затем утеплитель и листы промазываются клеевым составом и плотно соединяются друг с другом. Данный метод очень удобен и позволяет собрать сэндвич-панель необходимого размера прямо на месте работ, но собранные таким образом листы обладают меньшими эксплуатационными качествами, чем панели собранные в заводских условиях.

Метод конвейерной сборки наиболее сложен, но позволяет создавать панели самого высокого качества. В состав конвейера входят: специальный барабан для разматывания стальных листов, линия для профилирования листа стали, гильотина, формовочная машина и гидравлический пресс. Барабан разматывает стальной лист, затем этот лист приобретает необходимый профиль и поступает на гильотину. Здесь лист разрезается на элементы необходимого размера и заготовки поступают в станок, предназначенный для создания обкладки панелей. Перед выходом из этого станка стенки листов промазываются клеящим составом. Затем готовые части обшивки поступают на стол с прессом. В нижнюю часть обшивки укладывается утеплитель, поверх накладывается верхний слой обшивки и весь этот «пирог» обжимается прессом. Изготовленные таким способом панели имеют самый продолжительный срок эксплуатации.

Достоинства и недостатки сэндвич-панелей

Для сэндвич-панелей, как и для других строительных материалов характерны свои достоинства и недостатки.

Достоинства сэндвич-панелей:

• При помощи сэндвич-панелей можно быстро собрать коробку здания, при этом не испытывая трудностей при монтаже крыши и стен.
• Работать с этим материалом можно в любое время года, за исключением периода, когда выпадают атмосферные осадки.
• Благодаря невысокой массе материала нагрузка на фундамент сооружения минимальна.
• Сэндвич-панели обладают прекрасными тепло- и звукоизоляционными характеристиками.
• Для транспортировки панелей к месту проведения работ не требуется специализированный транспорт.
• При эксплуатации панелей не испаряются вредные для здоровья человека вещества.
• Панели устойчивы к биологическим и химическим вредным элементам (плесень, грибок).
• Стоимость панелей гораздо ниже других строительных материалов.

Недостатки сэндвич-панелей:

• При повреждении обшивки панели её необходимо заменить, так как «сэндвичи» не подвергаются ремонту и восстановлению.  
• Панели с защитным слоем из оцинкованной стали плохо пропускаю радиоволны и сигналы мобильной связи.

На современном российском рынке присутствует огромный ассортимент сэндвич-панелей от различных производителей. При выборе конкретной модели стоит узнать у реализатора продукции, по какой технологии изготовлялись панели. Как уже сказано, самый лучший вариант — панели, изготовленные конвейерным способом. Их цена немного выше, но оно того стоит. Кроме того, не помешает узнать толщину защитного антикоррозийного слоя и его однородность.

Сэндвич-панели ВИК

Трехслойные сэндвич-панели от компании ВИК, изготовленные на автоматизированной линии производства в Англии

Подробнее

Пенополистирол в составе сэндвич-панелей: свойства, применение

Заказать звонокНаписать намCкачать каталог продукции

ПСБ-С — самозатухающий пенополистирол – это материал, который состоит из наполненных воздухом ячеистых гранул полистирола, подвергшихся термообработке. В итоге он обретает вид газонаполненного термопласта, обработанного затем антипиренами.

Этот материал обладает уникальными теплоизоляционными свойствами, при этом имеет малый вес, устойчив к различным нагрузкам, долговечен. В строительной индустрии применяется в составе сэндвич-панелей, из которых возводятся склады, здания ангарного типа, гаражи, объекты сельскохозяйственного назначения. Стоимость материала по сравнению с остальными утеплителями ниже, что делает строительство из сэндвич-панелей более экономным.

Плиты ПСБ-С на 98% состоят из воздуха, находящегося внутри гранул. Такая технология придает пенополистиролу самозатухающему высокие теплоизоляционные свойства, даже при постоянной или резкой перемене климатических условий. Теплопроводные свойства весьма низкие — до 0.044 Вт/м*С.

Производится пенополистирол вспененный методом наполнения газовой смесью простого стирола, который далее растворяется в массе полимера. Получаемое вещество подвергают нагреву до того момента, пока гранулы, увеличиваясь в размерах, не заполнят подобранную форму и не соединятся между собой.

Физические свойства ПСБ-С с течением времени не меняются, материал долговечен. Он не изменяет конфигурацию, не уменьшается в объеме, не начинает усадку. Материал обладает низкой гироскопичностью, что позволяет применять его в условиях повышенной влажности и подвергать продолжительному воздействию атмосферных осадков. Водопоглощение в течение суток составляет не более 2% от общей массы. Влажность сорбционная равняется приблизительно 4%, рассеивание водяного пара наименьшее. Термопласт имеет еще и такое преимущество: он не подвержен гниению, не создает подходящей среды для распространения плесневых грибков, различных микроорганизмов. Термопласт устойчив к влиянию на структуру и свойства химически активных веществ, не поддается разрушительному воздействию цемента, и других материалов, применяемых в строительстве. А легкость в применении и простоту монтажа обеспечивает его незначительный вес.

Как уже было сказано, пласты утеплителя пропитываются огнестойкими антипиренами. Этот не горящий материал в составе пенополистирола заставляет открытый огонь затухать после огневого контакта. То есть материал не горит в принципе, он способен лишь оплавиться. Противопожарная Служба МЧС России классифицирует ПСБ-С как самозатухающий материал. А если принять во внимание, что пласты утеплителя, включенные в состав трехслойных панелей помещаются в середине, укрыты от влияния внешней среды листами стали, то можно говорить о высокой пожаробезопасности. Рассчитанный интервал рабочих температур располагается в диапазоне от + 80 до – 190 градусов Цельсия. Класс огнестойкости сэндвич-панелей EI-15. Это позволяет использовать его при возведении зданий и сооружений от второй до пятой категории огнестойкости.

Самозатухающий пенополистирол как составную часть сэндвич-панелей можно называть самым лучшим решением. Все его перечисленные положительные свойства вкупе составляют оптимальный вариант для реализации разнообразных проектов сооружений быстрого возведения.

Пенополистирол – это современный высокотехнологичный материал, имеющий хорошую прочность. Панели, в составе которых включен утеплитель, способны выдержать вес до полутора тонн. Минимальная горючесть пенополистирола, расположенного между металлолистами облицовки позволяет говорить о том, что сэндвич-панели предельно безопасны.

Возврат к списку

Компания Kraft SPAN реализует различные проекты по всей России

Объект: Магазин из энергосберегающих сэндвич-панелей, Санкт-Петербург

Объект: Склад из энергосберегающих сэндвич-панелей, Ленинградская обл.

Объект: Шумозащитный экран на съезде со скоростной автомобильной дороги Москва – Санкт-Петербург М11 «Нева», Колпино, Санкт-Петербург

Объект: Шумозащитные экраны для дороги, Нижний Новгород

Объект: Шумозащитный экран для ДОУ, Санкт-Петербург

Объект: Акустические экраны, Санкт-Петербург

Объект: Шумозащитный экран, посёлок Парголово

Объект: Шумозащитный экран, Павловск

Объект: Госпиталь из сэндвич-панелей, Калининград

Объект: Экран для электростанции, Дербент, Республика Дагестан

Объект: Техническое помещение из сэндвич-панелей, Ленинградская область

Объект: Шумозащитный экран для М2, Федеральная трасса М2

Объект: Кадетское училище, Петрозаводск, Республика Карелия

Объект: Выставочный центр Норд Экспо, Архангельск

Объект: Шумозащитный экран на ЮВХ, Москва

Объект: Производственный комплекс, Санкт-Петербург, пос. Федоровское

Объект: Конюшня из сэндвич-панелей,

Объект: Паркинг, Санкт-Петербург

Объект: шумозащитный экран на Лиговском путепроводе и Таллинском шоссе, Санкт-Петербург

Объект: шумозащитный экран на объездной дороге и на проспекте Ленина в Красном селе, Санкт-Петербург

Испытание композитных сэндвич-панелей

Благодаря составу армирующих материалов, таких как стекловолокно и пластиковая матрица, пластики, армированные стекловолокном (GRP), могут использоваться в самых разных областях. В дополнение к автоприцепам, коммерческим автомобилям и автобусной промышленности, волокнистые композитные материалы также популярны в строительстве, а также в медицинских и пищевых технологиях. То же самое касается спортивной индустрии и различных типов контейнеров. Благодаря своей высокой стойкости, легкости очистки и хорошим теплоизоляционным свойствам стеклопластик является инновационным материалом во многих отраслях промышленности. Волокнистые композиты обладают впечатляющей долговечностью, малым весом, устойчивостью к атмосферным воздействиям и граду. Они также являются электроизоляционными, легко обрабатываются и устойчивы к теплу и влажности. Материалы GRP также высоко ценятся за их внешний вид в широком диапазоне областей применения. Благодаря всем этим преимуществам и возможностям дальнейшей обработки стеклопластик уже заменяет многие традиционные материалы, такие как дерево, сталь или алюминий, в самых разных областях применения.

К конфигуратору сэндвич-панелей

Пластик, армированный стекловолокном (GRP), прочный, легкий и универсальный. Если сэндвич-панели изготавливаются из листов стеклопластика, несущая способность значительно возрастает. Типичная структура сэндвич-панели соответствует последовательности: лицевой лист из стеклопластика / материал сердцевины / лицевой лист из стеклопластика. Два внешних сплошных лицевых листа разделены материалом сердцевины и постоянно соединены друг с другом. Типичными материалами сердцевины сэндвич-элементов из стеклопластика являются EPS, XPS, PET, PU, ​​пенопластовые сердцевины из ПВХ или сотовые материалы из полипропилена. В принципе, для лицевых листов можно использовать листы (фанера) или волокнистые композиты.
Сочетание трех слоев обеспечивает высокую несущую способность и большую жесткость. Сэндвич-панели также впечатляют превосходной теплоизоляцией, например, в ограждающих конструкциях зданий, и могут выдерживать высокие растягивающие и сжимающие усилия.

• Распределенные нагрузки лучше воспринимаются
• Высокая устойчивость к изгибу и короблению
• Малый вес при высокой прочности
• Хорошие теплоизоляционные свойства
• Хорошие звукоизоляционные свойства
• Высокая прочность на растяжение
• Привлекательный внешний вид

1 — Верхний лицевой лист из стеклопластика

2 — Материал сердцевины

3 — Нижний лицевой лист из стеклопластика

Сэндвич-панели характеризуются очень высокой несущей способностью-b способность к ушам, отличная прочность и оптимальная теплоизоляция. Благодаря этим и многим другим выдающимся качествам сэндвич-конструкции используются в самых разных областях. Сэндвич-панели монтируются в основном в области крыш и стен различных зданий из-за их быстрого и легкого монтажа. Производственные, офисные и административные здания, а также холодильные склады оборудуются сэндвич-панелями. Многослойные конструкции также часто используются в автомобилестроении. Здесь они в основном используются для наружных стен, полов и крыш с теплоизоляцией для домов на колесах или рефрижераторных фургонов в коммерческих транспортных средствах. Сэндвич-конструкции из стеклопластика в основном используются в судостроении для спортивных лодок. Сэндвич-панели в крупном судостроении обеспечивают высокий уровень безопасности, особенно для танкеров. Сэндвич-панели также все чаще устанавливаются в самолетах. Материал используется для стен камбузных кухонь или туалетов.

Конфигуратор сэндвич-панелей LAMILUX Composites позволяет выполнять различные модели сэндвич-панелей, а затем анализировать их. Для этого необходимо выполнить следующие шаги. Во-первых, необходимо определить желаемый материал GRP. Для этой цели доступны пять композитов LAMILUX: Super Plus 1,5 мм, Super Plus 2,0 мм, High Strength Xtreme 1,4 мм, Woven Roving Xtreme 1,4 мм, Woven Roving 1,5 мм. Композиты из пяти волокон отличаются прежде всего своей универсальностью, поэтому они используются во всех типичных областях применения.

Затем необходимо определить материал сердцевины и толщину сердцевины. Последним пунктом является выбор реализации теста на основе DIN EN ISO 178 или DIN EN ISO 14125. На выбор предлагается три разных теста. При испытании на трехточечный изгиб испытуемый образец, т. е. сэндвич-конструкция из стеклопластика, помещается на две опоры и нагружается в центре испытательным штампом. С другой стороны, при испытании на 4-точечный изгиб испытуемый образец также помещается на две опоры с многослойной конструкцией из стеклопластика и нагружается в центре испытательным штампом с двумя точками давления. Последним тестом является испытание пресс-формы. В этом испытании сэндвич-конструкция из стеклопластика испытывается с четырех сторон, чтобы определить силу, необходимую для ее разрушения.

Наш конфигуратор поможет вам выбрать правильный материал из стеклопластика и упростит выбор правильного решения для вашего индивидуального применения, чтобы вы могли безопасно и легко реализовать его.

Создайте тестовую конфигурацию следующим образом:

Шаг 1: Для этого выберите соответствующие материалы GRP для верхнего и нижнего облицовочного листа.
Шаг 2: Выберите материал сердцевины.
Шаг 3 : Выберите толщину сердцевины.
Шаг 4: Выберите тип проверки.
Шаг 5: Добавьте еще один тест или выйдите из конфигурации.

Для сравнения в одном запросе можно объединить до трех надстроек. Поскольку все запросы индивидуально настраиваются, реализуются и оцениваются нашими экспертами по GRP, мы отправим результаты моделирования в течение следующих нескольких дней.

Выполнение теста 1

Верхний верхний слой

Super Plus 1,5 ммSuper Plus 2,0 ммHigh Strength Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe 1,5 мм

Нижний верхний слой

Super Plus 1,5 ммSuper Plus 2,0 ммHigh Strength Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe 1,5 мм

Материал сердцевины

ПЭТ 80 кг/м³ ПЭТ 105 кг/м³ ПЭТ 250 кг/м³ XPS 33 кг/м³ PU 33 кг/м³ ПВХ 34 кг/м³

Толщина сердцевины

5101520253035404550607080

110120130140150

Проведение испытаний на основе DIN EN ISO 178, DIN EN ISO 14125

Испытание на 3-точечный изгиб Испытание на 4-точечный изгиб Пресс-форма

Выполнение теста 2

Верхний верхний слой

Super Plus 1,5 ммSuper Plus 2,0 ммHigh Strength Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe 1,5 мм

Нижний верхний слой

Super Plus 1,5 ммSuper Plus 2,0 ммHigh Strength Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe 1,5 мм

Материал сердцевины

ПЭТ 80 кг/м³ ПЭТ 105 кг/м³ ПЭТ 250 кг/м³ XPS 33 кг/м³ ПУ 33 кг/м³ ПВХ 34 кг/м³

Толщина сердцевины

5101520 253035404550607080

110120130140150

Проведение испытаний на основе DIN EN ISO 178, DIN EN ISO 14125

Испытание на изгиб в 3 точках Испытание на изгиб в 4 точках Пресс-форма

Выполнение испытания 3

Верхний верхний слой

Super Plus 1. 5 ммSuper Plus 2,0 ммHigh Strength Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe 1,5 мм

Нижний верхний слой

Super Plus 1,5 ммSuper Plus 2,0 ммHigh Strength Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe Xtreme 1,4 ммGewebe 1,5 мм

Материал сердцевины

9 0002 ПЭТ 80 кг/м³ ПЭТ 105 кг/м³ ПЭТ 250 кг/ м³ XPS 33 кг/м³ PU 33 кг/м³ PVC 34 кг/м³

Толщина сердцевины

5101520253035404550607080

110120130140150

Выполнение испытаний на основе DIN EN ISO 178, DIN EN ISO 14125

3-точечный изгиб испытание на изгиб в 4 точкахПресс-форма

Добавить испытание

Жесткость

Из-за максимально возможного количества около 50 % об. армирующих волокон, оптимально подобранных для конкретного применения, материалы Lamilux X-treme достигают чрезвычайно высокой жесткости.

Ударопрочность

Очень эластичная матрица из эпоксидной смолы и исключительно хорошо встроенные армирующие волокна создают материал с удивительно высокой ударопрочностью. Это во многих случаях предотвращает материальный ущерб и значительно увеличивает срок службы.

Легкая конструкция

Превосходная прочность материала означает, что его толщина может быть значительно уменьшена, а вес снижен без какого-либо снижения устойчивости.

Сэндвич-панели | NFCC CPO

Описание

Системы изоляционных панелей обычно состоят из изоляционного материала между двумя металлическими листами. Панели могут иметь толщину от 50 до 200 мм и могут быть облицованы ПВХ в гигиенических целях, где это применимо. См. Ткань — Наружная отделка стен – сэндвич-панели.

Общие соображения

Системы панелей с изоляционным сердечником используются для внутренних конструкций, а также для внешней облицовки.

Сэндвич-панели состоят из изоляционного материала между двумя металлическими (обычно стальными) листами , которые обеспечивают жесткость и прочность панели.

Изоляционный материал может быть горючим или негорючим. Они используются для создания высокоизолированных пространств внутри зданий.

Без тщательного осмотра может быть трудно определить, горючим или негорючим является изоляционный слой сэндвич-панели, однако поведение изоляционного материала может оказать существенное влияние на развитие и интенсивность пожара.

Можно ожидать разложения полимерных материалов при воздействии излучаемого или кондуктивного тепла от огня с образованием большого количества дыма. Общепризнано, что вероятность возникновения проблем при пожарах, связанных с негорючими или ограниченно горючими наполнителями из минерального волокна, как правило, меньше, чем с горючими полимерными материалами наполнителя.

Независимо от типа материала сердцевины панель при воздействии высоких температур развившегося пожара имеет тенденцию к расслаиванию между облицовкой и материалом сердцевины из-за сочетания расширения металлической облицовки и размягчения соединения линия. Следовательно, как только панель прямо или косвенно попадет в огонь, она потеряет большую часть своей жесткости.