Что такое сэндвич-панели: конструктивные особенности и специфика применения

Из чего делают стеновые сэндвич-панели

В настоящее время на рынке строительных материалов широко представлены самые разные виды панелей. Независимо от используемых материалов, технология изготовления сэндвич панелей остается практически неизменной: все три слоя панели спрессовываются между собой. Прессование может осуществляться, как горячим, так и холодным способом. Для предотвращения расслаивания используется двухкомпонентный полиуретановый клей.

Виды наружной обшивки

Внешняя обшивка обеспечивает механическую прочность и жесткость изделия, устойчивость к атмосферным воздействиям и придает оригинальный внешний вид готовой конструкции. В качестве наружной облицовки панелей могут использоваться:

• оцинкованный стальной лист толщиной от 0,5 до 0,7 мм;
• стальной металлопрокат с полимерным защитным покрытием;
• алюминиевый листовой прокат;
• высокопрочный пластик;
• магнезитовые листы;
• гипсокартон, ДВП, ДСП, ЦСП, OSB плиты.

Металлические сэндвич панели с защитным полимерным покрытием

Самое широкое распространение получили стеновые панели с защитным полимерным покрытием. Это обусловлено их высокой коррозионной стойкостью, устойчивостью к воздействиям агрессивных сред и атмосферных осадков. Кроме того, панели с полимерным покрытием отличаются большим количеством расцветок и могут достоверно имитировать различные натуральные материалы (натуральный камень, кирпичную кладку, дерево и т.д.).

Виды и эксплуатационные характеристики защитных полимерных покрытий

Существует несколько видов полимерных защитных покрытий:

1. Полиэстеровое (РЕ). Используется преимущественно для внутренних перегородок. Толщина слоя может составлять от 25 до 30 мкм. Покрытие не отслаивается при изгибе и вальцевании и обладает достаточной твердостью. Сэндвич панели с полиэстеровым покрытием выпускаются как в глянцевом, так и в матовом исполнении.
2. Пластизолевое (PVC). Представляет собой полимер, состоящий из поливинилфторида и пластификаторов. Панели с таким покрытием могут использоваться как для внутренних, так и для наружных работ. Для пластизолевых покрытий характерна высокая коррозионная стойкость и устойчивость к механическим воздействиям.
3. Полидифторионадное (PDVF). Хорошо переносит колебания температуры в диапазоне от -60 до +125С. Панели с таким покрытием надежно защищены от механических повреждений, воздействия агрессивных химических соединений и коррозии.
4. Пураловые (Pural). Основным компонентом пулара является полиуретан. Покрытия устойчивы к амплитудным колебаниям температуры, воздействиям агрессивных сред, ультрафиолету и механическим воздействиям. Благодаря привлекательной матовой поверхности, панели с пураловым защитным слоем используются для возведения наружных стен и декоративной отделки фасадов.

Технические характеристики полимерных защитных покрытий, используемых при изготовлении сэндвич панелей приведены в таблице.

Параметры	Единицы измерения	РЕ	PVC	Pular	PDVF
Толщина защитного слоя	мкм	25	175/200	50	25
Максимальная температура эксплуатации	С	+120	+60	+120	+120
Минимальная температура обработки	С	-10	+10	-15	-10
Фактура поверхности	—	Гладкая	Тесненная	Гладкая	Гладкая
Устойчивость к коррозии: – соляной тест, часов – водяной тест, не менее	часов	500 1000	1000 1000	1000 1000	1000 1000

Стеновые сэндвич панели из гипсокартона, ДВП, ДСП, ЦСП, OSB

Перечисленные выше материалы используются исключительно для внутренней обшивки сэндвич панелей. В качестве лицевого слоя используется алюминиевый или стальной лист. Из таких панелей возводят внутренние перегородки и другие элементы строительных конструкций, работающих в щадящих условиях.

Стеновые панели из пластика

Такой материал широко применяются при установке межкомнатных перегородок, изготовлении дверных полотен и отделке откосов. Для наружных работ такие панели используются редко, поскольку не обладают достаточной стойкостью к механическим воздействиям, особенно при низких температурах.

Существуют сэндвич панели с бумажной, пропитанной битумными составами, облицовкой. Эта разновидность плит часто применяется в качестве теплоизоляции при устройстве вентилируемых фасадов.

Новый стройматериал

Сэндвич-панель (по-английски sandwich — многослойный бутерброд) представляет собой строительный материал с трехслойной структурой, которая состоит из двух слоев жесткого материала (металл, ПВХ и др.) и слоя утеплителя между ними. Слои склеиваются между собой методом горячего или холодного прессования.

Этот строительный материал впервые был изобретен и использован в 1930 году в США архитектором Ф. Л. Райтом. Вплоть до 70-х годов прошлого века конструкция изделий подвергалась изменениям и улучшениям.

В России различные виды панелей появились в 1974 году. Сейчас они занимают первое место при выборе монтажа быстровозводимого сооружения.

Стеновые сендвич-панели: размеры

Данные приведены для стеновых панелей с утеплителем минеральная вата,

плотностью110 кг/м³ и металлическими листами толщиной 0,5 — 0,7 мм.

Стандартная толщина панелей	Ширина по облицовке	Длина панелей	Удельный вес сендвич панели [кг/м²]
0,5	0,6	0,7
50	1206 (ширина монтажная — 1190)	1800 — 13000	14,61	16,26	17,93
80	17,91	19,56	21,23
100	20,11	21,76	23,43
120	22,30	23,96	25,62
150	25,61	27,26	28,93
170	27,81	29,46	31,13
200	31,11	32,76	34,43

Данные приведены для стеновых панелей с утеплителем пенополистирол,

плотностью25 кг/м³ и металлическими листами толщиной 0,5 — 0,7 мм.

Стандартная толщина панелей	Ширина по облицовке	Длина панелей	Удельный вес сендвич панели [кг/м²]
0,5	0,6	0,7
50	1206 (ширина монтажная — 1190)	1800 — 13000	10,36	12,01	13,68
80	11,11	12,76	14,43
100	11,61	13,26	14,93
120	12,11	13,76	15,43
150	12,86	14,51	16,18
170	13,30	15,01	16,68
200	14,11	15,76	17,43

Данные приведены для стеновых панелей с утеплителем пенополиуретан (ППУ, PUR), плотностью 40 — 42кг/м³ и металлическими листами толщиной 0,5 — 0,7 мм.

Стандартная толщина панелей	Ширина по облицовке	Длина панелей
40	1185 (ширина монтажная — 1190)	1800 — 13000
50
60
80
100
120
150
200

Данные приведены для стеновых панелей с утеплителем пенополиизоцианурат (ПИР, PIR), плотностью 40 — 50 кг/м³ и металлическими листами толщиной 0,5 — 0,7 мм.

Стандартная толщина панелей	Ширина по облицовке	Длина панелей
40	1185 (ширина монтажная — 1190)	1800 — 13000
50
60
80
100
120
150
200

Производители оборудования сэндвич-панелей задают размеры сэндвич-панелей исходя из размеров сырья — металлического профилированного листа.

Производители же листа выбрали размер 1250 мм по ширине, исходя из стандартов транспортировки, а именно максимальной ширины кузова еврофуры — 2450мм.

Область применения

Трехслойные готовые стройматериалы привлекают строителей своими качествами:

• Простота материала.
• Возможность решать сложные архитектурные замыслы.
• Скорость монтажа с сочетанием прочности и легкости.

В основном они находят свое предназначение в жилищном строительстве (каркасные быстровозводимые здания). Применяются изделия в строительстве частных одноэтажных и многоэтажных домов. Они монтируются на предварительно установленный металлический каркас.

С помощью этих легких и прочных материалов можно возвести загородный дом, гараж, дачу на садовом участке, подсобное помещение.

Вполне оправдано применение изделий при возведении общественных зданий: офисов, магазинов, ресторанов, спортзалов, складов и пр. Причина в том, что такие сооружения можно легко демонтировать, модернизировать, добавить еще один этаж и многое другое.

Размеры этих продуктов стройиндустрии ускоряют и облегчают монтаж больших промышленных сооружений, так как предусмотрена возможность заказа панелей длиной до восьми метров.

Особенности сэндвич-панелей

Выбирают материал по размеру, а также типу наполнителя. Второй показатель гораздо важнее, так как влияет на эксплуатационные характеристики здания.

Виды наполнителя, которые можно встретить в панелях:

• Пенополистирол – наихудший вариант из всех возможных. Не обладает нужными свойствами теплоизоляции, плохо реагирует на высокие температуры, рассыпается. Срок эксплуатации до 10 лет. Материал горюч, поэтому представляет опасность. Возможно распространение плесени. Преимущество – низкая стоимость.
• Каменная минеральная вата из базальтовой породы – хороший выбор для строительства. Минвата не горит, обладает повышенными звукоизоляционными свойствами, хорошо удерживает тепло. Для внутренних и внешних стен применяются плиты с минватой разной степени плотности.
• Пенополиуретан – влагостойкий наполнитель. Может применяться для строительства помещений с повышенной влажностью – бань, бассейнов, автомобильных моек, пивоваренных минизаводов, грибных ферм. Подходит пенополиуретановые панели для сооружения дачных комплексов, расположенных близко к водоемам. Материал горюч, поэтому не подходит для строительства сооружений с высокими требованиями к пожарной безопасности.
• Полиизоцианурат – наполнитель нового поколения. На данный момент самый долговечный, соответствует всем требованиям по энергосбережению, пожарной безопасности, имеет длительный заявленный срок эксплуатации.

Следует обратить внимание при закупке партии панелей на соответствие цвета. Для одного объекта необходимо заказывать материал из одной партии, иначе производитель не гарантирует идентичности цветного покрытия

Существует специальная шкала теплового расширения для марок сэндвич панелей, состоящая из трех групп цветов – самые светлые, светлые, темные оттенки.

Производители предлагают специальные возможности, например, нанесение на плиты узора или крупномасштабного рисунка.

Общее представление о материалах типа «сэндвич»

К причинам разработки и внедрения панелей под названием сэндвич без сомнений отнесем желание ускорить темпы строительства и стремление сократить часть стандартных этапов.

Их применение позволяет устраивать утепленную систему с изоляционными оболочками, с внешним и внутренним покрытием одновременно, не разделяя процесс на традиционные технологические шаги.

В ходе стандартного сооружения утепленной кровли, например, уложенный между стропилинами утеплитель со стороны обустраиваемого мансардного пространства защищает пароизоляционная пленка. Снаружи его оберегает гидроизоляция, поверх которой устанавливается кровля.

Для отвода конденсата, пара, атмосферной воды, приникающих в кровельный пирог, устанавливается один или два яруса обрешетки, которая формирует вентиляционные каналы и обеспечивает дистанцию между материалами, которым нежелательно контактировать напрямую.

Использование сэндвичей предоставляет возможность все перечисленные компоненты уложить одновременно. По сути, указанные панели в своей структуре содержат перечисленные компоненты или позволяют отказаться от нескольких составляющих системы без потери в качестве пирога.

Так что же это такое в реальности – сэндвич панель? Это трехслойная конструкция, состоящая из двух внешних жестких оболочек и проложенного между ними утеплителя. Своим появлением они обязаны быстровозводимым модульным домам, сооружаемым на основе металлического каркаса.

Металлоконструкции, выполняющие функции опорного каркаса, проще и легче обшивать подготовленной к установке системой, чем отдельно устраивать каждый из слоев.

В итоге применения подготовленных к монтажу панелей строительство павильонов и складов, коммерческих, производственных, общественных и жилых зданий проводится в течение нескольких месяцев/недель, а не пары лет.

Готовые к установке панели, получившие технический термин сэндвич, применяются в формировании и обшивке вновь возводимых строительных конструкций, а также в утеплении и восстановлении старых зданий. Сфера использования появившихся около десятка лет назад на российском рынке материалов достаточно широка.

По специфике применения панели все же имеют различия в формате номенклатуры, согласно чему их делят на:

• Стеновые. С их помощью сооружают внешние стены, ставят межкомнатные перегородки, проводят облицовку внешних и внутренних поверхностей, подшивку потолков. Наружная жесткая оболочка стеновых панелей может быть стальной или пластиковой, подбирают их в зависимости от условий предстоящей эксплуатации.
• Кровельные. Служат модульными компонентами в устройстве плоских и скатных крыш. Кровельные варианты выпускают с покрытием из оцинкованного стального сплава, потому что нагрузка на кровлю значительно больше, чем на стены.

Наружная сторона кровельной разновидности сэндвичей обязательно снабжается рельефом для отвода атмосферных осадков. Точнее, развернутая наружу жесткая сторона панели выполняется из профнастила, ребра которого способствуют отводу воды с поверхности.

Как кровельные, так и стеновые сэндвич системы оснащаются монтажными замками по кромке, благодаря чему производится предельно точное и герметичное соединение элементов между собой.

Для оформления, облагораживания конструкций, защиты открытых участков от атмосферных осадков, улучшения изоляции по линии состыковки панелей выпускают всевозможные доборы. В их числе: карнизные и фасадные кровельные планки, коньки, угловые детали для выполнения примыканий, угловые панели для устройства теплоизоляции по ребрам зданий.

Ширина стеновых сэндвич модулей варьирует от 1,0 м до 1,9 м, длинна от 0,5 м до 12,0 м. Геометрические данные кровельных систем несколько отличаются. Их ширина 1,0 м, длинна от 2,5 до 12,0 м.

Толщина строительных сэндвичей измеряется от 50 мм до 250 мм. Зависит она от необходимых теплотехнических качеств, которыми должна обладать панель.

Утеплители сендвич-панелей

Минеральная вата – представляет из себя волокнистый материал, пространство между волокнами в котором заполнено воздухом, выполняющего роль теплоизолятора. К недостаткам минеральной ваты относят высокую теплопроводность (это 0,06-0,07 Вт/кв.м*К), влаговпитываемость, значительную массу (плотность – от 100 кг/куб.м).

Сэндвич-панель с наполнителем из минваты

Сэндвич панели с наполнителем из минеральной ваты в России всё же  распространены достаточно широко, что обусловлено невысокой стоимостью утеплителя.

Пенополиуретан. Наиболее оптимальный материал для использования в качестве наполнителя. Почти 95% изготавливаемых сэндвич панелей за рубежом в качестве начинки имеют именно этот утеплитель по следующим причинам:

• Он имеет отличные теплоизоляционные свойства (коэффициент теплопроводности сэндвич панелей с пенополиуретаном 0,022 Вт/кв.м*К), и небольшой удельный вес (плотность всего 40 кг/куб.м).
• У этого материала хорошая адгезия к покрывным листам, он стоек к химическому воздействию и «равнодушен» к резкой смене температуры.
• В пенополиуретане не живут грызуны и не развиваются грибки, плесень.
• Малый удельный вес позволяет использовать в строительстве более тонкие несущие элементы, что ведет к экономии.

Пенополиуретан – лучший наполнитель для сэндвич-панели

Единственный минус ППУ – горючесть. Однако подобный недостаток относится к свойствам материала, но не строительной конструкции.

Пенополистирол. Обладает невысокой механической прочностью, нестоек химически, его «любят» грызуны. Коэффициент теплопроводности 0,06-0,07 Вт/кв.м*К. Сегодня выпускают пенополистирол малогорючего типа (группа П). Однако применение его в составе сэндвич-панели нежелательно – степень ее огнестойкости в этом случае стремится к нулю.

Недостатки, недоработки и прочие досадные факты

При всех своих достоинствах, сэндвич-панели обладают и некоторыми недостатками. Вот занимательный видео-урок по преимуществам и недостаткам кровельных сэндвич-панелей:

Российский климат достаточно агрессивный, особенно на севере. И поэтому пока многие кровельщики опасаются использовать кровельные сэндвич-панели из-за сезонных колебаний температур, которые вызывают значительные напряжения в процессе эксплуатации.

Второй момент, находясь на кровле под прямыми солнечными лучами, «сэндвичи» меняют свои размеры. Это естественный процесс для металлических поверхностей, но его крайне необходимо учитывать при подгонке углов стыков и швов, чтобы всю систему в итоге не повело. Кстати, сэндвич-панели поэлементной сборки лишены этих минусов. Ведь у них нагрузку на себя берет не минеральная вата, а сам стальной каркас, благодаря чему теплоизоляцию можно использовать более легкую и недорогую.

Еще один минус в том, что в процессе циклических температурных переходов через так называемую «точку замерзания воды» постепенно блок утеплителя из минеральной ваты разрушается, а волокна – выдуваются. В итоге происходит потеря несущей способности самой конструкции.

Также и сама минеральная вата подвержена физическому старению, а ведь на нее приходится вся эксплуатационная нагрузка. При этом ремонтопригодность таких панелей вызывает вопросы. Если обычную трехслойную сэндвич-панель еще можно заменить, то с панелями поэлементной сборки кровлю придется разбирать целиком, поэтому затраты на ремонт будут значительными.

Точность крепления и герметичность будущий кровли обеспечивают замки и технология монтажа. И главная проблема в этом случае – получился удачный или неудачный стык.

Вот почему производители постоянно работают над улучшением таких замков. Ведь конкретно от этого зависит и прочность соединения панелей на кровле, и отсутствие зазоров, и герметичность.

Для кровли – это критические показатели

И любой неудачный стык способен стать проводником для дождевой влаги и мостиком холода, тогда как для тех же стен все это не так важно:

В условиях непогоды и часто меняющихся влажности и температуры воздуха у некачественно уложенной кровли из сэндвич-панелей возникают мостики холода и протечки. Также отслаивается обшивка от утеплителя, если используются сэндвич из пенопласта и повышается горючесть среднего слоя, а если утеплитель из минеральной ваты – отмечают разрушение связи между вертикально ориентированными волокнами из-за влаги.

Далее, чтобы особенно грозит проблемами – это неправильные локальные нагрузки (неудачно наступили, упала тяжелая ветка дерева, непродуманно установили антенну).

Они способны привести к разгерметизации продольного стыка и дальнейшего повреждения всего покрытия. Причем подобное повреждение не так-то легко обнаружить на глаз, а исправить еще сложнее.

Хотя на самом деле в работе с сэндвич-панелями вполне реально избежать всех перечисленных моментов и недостатков, если точно следовать всем правилам монтажа.

Кровельные сэндвич-панели обладают таким минусом, как легкая повреждаемость в процессе транспортировки и монтажа, поэтому с ними нужно обращаться аккуратно. Вот почему фирмы-производители зачастую сами предоставляют услуги по полной комплектации кровли, начиная с ее проектирования и заканчивая монтажом.

И мы советуем прибегать к таким услугам, так как профессиональная бригада уже знает все тонкости работы с этим кровельным материалом. Существует масса рекомендаций даже по поводу хранения самих панелей.

К слову, больше всего производителей переживают о том, что в нашей стране довольно часто пренебрегают правилами монтажа и кровельные панели иногда намокают еще до того, как окажутся на крыше. В этом случае волокнистый утеплитель быстро теряет свои свойства и разрушается в течение последующих сезонных процессов заморозки и оттаивания.

Вот благодаря таким сомнениям владельцы своих домов пока еще повсеместно отдают предпочтение более классическому и проверенному кровельному пирогу, где утеплителю отведено свое конкретное место и к нему всегда есть доступ. По крайней мере, если намокнет вата, несущая способность кровли от этого не уменьшится – просто проблемы будут другими.

Технология монтажа

Монтаж стеновых сэндвич панелей производится в следующей последовательности:

1. Опорную поверхность тщательно очищают от пыли и других загрязнений. Если панели планируется крепить к деревянному каркасу, его предварительно обрабатывают специальной защитной пропиткой для наружных работ. В том случае, если материал будет крепиться к металлическому каркасу, его следует обработать антикоррозионным грунтом.

2. Очищенная опорная поверхность покрывается широкой бутиловой полосой, ка которую укладывают уплотнительную ленту. К стойкам каркаса также крепится уплотнитель. Эти меры позволяют уменьшить вибрации и повышают герметичность стыковки.

3. Отступив от стоек 8 – 10 мм укладывают нижнюю направляющую, в которую укладываются полосы из минерального утеплителя.

4. С наружной стороны направляющего профиля крепят цокольную планку. Нахлест при укладке должен составлять от 10 до 12 см.

5. Укладка первой панели контролируется строительным уровнем и отвесом. Именно от правильности установки стартовой плиты зависит качество монтажа в целом. Даже незначительный перекос может привести к образованию зазоров при стыковке последующих элементов.

Если укладка производится в горизонтальном направлении, первая панель укладывается вниз пазом. Шаг крепления не должен превышать 400 мм.

6. Прежде чем приступить к установке следующей панели, на внутреннюю поверхность замкового соединения наносится герметик, или устанавливается специальное бутил каучуковое уплотнение.

7. Ширина поперечных зазоров должна быть не меньше 20 мм. В эти зазоры укладывается минеральный утеплитель. По окончанию монтажа, поперечные стыки проклеиваются специальной лентой и закрываются декоративными профилями.

8. Декоративные профиля монтируются внахлест, величина которого для горизонтальной укладки составляет от 5 до 8 см, а для вертикальной от 8 до 10 см. Крепить накладки можно с помощью специальных саморезов с резиновыми уплотнениями.

Как следует из выше изложенного, использование сэндвич панелей целесообразно как при масштабном строительстве, так и в частном секторе. Высокие и эксплуатационные характеристики, длительный период эксплуатации и привлекательный внешний вид, в сочетании с простотой монтажа и доступной стоимостью материала, обеспечили стеновым сэндвич панелям широкую популярность, как среди крупных подрядчиков, так и у частных застройщиков.

Описание сэндвич-панелей

В качестве утеплителя чаще всего выступает пенополиуретан, хотя в более дешевых вариантах используется минеральная вата, пенополистирол. Оптимальным является полиизоцианурат – материал с закрытыми ячейками, который хорошо удерживает тепло. Он почти схож с полиуретаном по химическому составу, но обладает меньшей теплопроводностью за счет технологии производства: материал полимеризируется при более высоких температурах. При этом соотношение компонентов полиола и изоцианурата 1:2. Лишний изоцианурат при высоких температурах создает новые связи внутри вещества, что делает его более прочным и менее теплопроводным.

Полиизоцианурат устойчив к ультрафиолетовому излучению, химическим агрессивным веществам, не горит. Материал не дешевый, но превосходит все известные аналоги по большинству характеристик. Используется для строительства внешних стен здания или их обшивки.

Преимущества и недостатки сэндвич-панелей зависят от того, из какого материала они сделаны, а также соответствуют ли панели своему назначению, описанному в инструкции.

Плюсы и минусы сэндвич-панелей

Высокая скорость строительства
Возможность демонтажа и переноса конструкции в другое место
Стоимость здания в 2 – 3 раза меньше по сравнению с кирпичными конструкциями
Хорошая защита от уличного шума, жары и холода
Минимальные трудозатраты при монтаже
Подойдет недорогой ленточный фундамент
Высокая сопротивляемость гниению
Высокие декоративные качества, возможность выбора цвета
Материалы экологически чистые
Строить из сэндвич-плит можно в любое время года

Невысокая прочность материала, поэтому срок эксплуатации зданий ограничивается 70 годами
Не подходит для сейсмически нестабильных и опасных регионов
Дешевые панели могут деформироваться под воздействием высоких температур летом
Нельзя крепить к панелям дополнительные приспособления или инженерные системы

Какое качество для вас важнее?

Простота монтажа
50%

Низкая теплопроводность
0%

Внешний вид
0%

Невысокая цена
50%

Проголосовало: 2

Сфера применения

Сэндвичные панели подходят для строительства технических и подсобных помещений, а также дачных домиков, не предназначенных для постоянного проживания. Выгодно строить торговые ларьки или павильоны, склады или ангары, так как процесс происходит быстро, а также нет необходимости задействовать тяжелую технику. Для частных домов применяется более прочный материал, либо необходимо укреплять конструкцию с помощью каркаса – деревянного или металлического.

Из СИП-панелей строят двух- и даже трехэтажные здания на каркасе из металла. СИПы – это материал, который относится к разновидности сэндвич-панелей, но больше подходит для возведения жилых помещений. За основу берутся ОСП плиты. Данное направление отличается повышенными теплоизоляционными свойствами. Обычно СИП-панели изготавливают на заказ, в зависимости от проекта. Это еще более ускоряет процесс монтажа.

В зависимости от региона и среднегодовых температур необходимо правильно подбирать толщину утеплителя между несущими листами. Обычно в средней полосе используются плиты толщиной от 100 до 200 мм.