Теплоизоляция в сэндвич-панелях

Теплоизоляционные материалы сэндвич-панелейОдним, из наиболее пользующимся спросом, материалом для строительства объектов в наше время стали сэндвичные панели. Они обладают высокой теплосберегаемостью, звукоизолирующей способностью, огнестойкостью и другими преимуществами.

Характеристики сэндвич-панелей обуславливаются свойствами материала, используемого в качестве внутреннего слоя.

Теплоизоляционным материалам характерна малая способность в проводимости тепла. Их подразделяют, согласно ГОСТ 16381-77, по основным признакам:

  • • Виду основного исходного сырья;
  • • Структуре;
  • • Форме;
  • • Возгораемости (горючести);
  • • Содержанию связующего вещества.
Виды основного исходного сырья материалов разделяют на неорганические, например, минеральное волокно и органические, например, пенополистирол. Изделия, изготовленные из смеси органического и неорганического сырья, относят к неорганическим, если количество последних в смеси превышает 50% по массе.

Утеплители разделяют и по следующим признакам

Структуре:

  • • Волокнистые (минеральные или органические волокна);
  • • Ячеистые (пенопласты);
  • • Зернистые (вспученный перлит).

Содержанию связующего вещества:

  • • Содержащие связующее вещество;
  • • Не содержащие связующее вещество.

Форме материала:

  • • Рыхлые (минвата);
  • • Плоские (плиты, маты, войлок);
  • • Фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты);
  • • Шнуровые.

Степени возгораемости:

  • • Несгораемые;
  • • Трудносгораемые;
  • • Сгораемые.
Испытания для определения технических параметров строительных теплоизоляционных материалов и изделий проводятся согласно ГОСТ 17177-94. Настоящий стандарт измеряет показатели:

  • • Линейных размеров;
  • • Внешнего вида;
  • • Правильности геометрической формы;
  • • Плотности;
  • • Влажности;
  • • Сорбционной влажности;
  • • Водопоглощения;
  • • Содержания органических веществ;
  • • Полноты поликонденсации фенолоформальдегидного связующего;
  • • Прочности на сжатие при 10% линейной деформации;
  • • Предела прочности при сжатии;
  • • Предела прочности при изгибе;
  • • Предела прочности при растяжении;
  • • Сжимаемости и упругости;
  • • Гибкости;
  • • Линейной температурной усадки;
  • • Среднего диаметра волокон минеральной и стеклянной ваты;
  • • Кислотного числа;
  • • Модуля кислотности минеральной ваты (ускоренный метод).

Приложения А-Е к ГОСТ 17177-94 распространяются только на маты и плиты из минеральной ваты и стекловолокна при определении технических показателей:

  • • Линейных размеров;
  • • Правильности геометрической формы;
  • • Прочности на сжатие;
  • • Разрушающего усилия при изгибе;
  • • Прочности при растяжении;
  • • Предела прочности на отрыв слоев.

При строительстве быстровозводимых зданий и конструкций, строящихся на основе каркасно-панельной схемы, то есть на возведенные колонны или опоры монтируются перекрытия и фермы, к которым, при помощи специального крепежа, монтируются сэндвич-панели, в трехслойных панелях используют такие утеплители, как минвату, пенополистирол, PIR или PUR.

Минеральная вата

Минеральная вата в сэндвич-панеляхВолокнистый материал, который производится из силикатных расплавов горных пород в соответствии с ГОСТ 4640-2011. Он состоит из тончайших, гибких взаимно переплетающихся волокон, находящихся в стекловидном состоянии и не волокнистых включений в виде клеток застывшего материала.

Пенополистирол (ПП)

Пенополистирол в сэндвич-панеляхПроизводится из суспензионного полистирола в соответствии с ГОСТ 15588-2014 путем вспенивания полистирола при температурной обработке с добавлением антипирена, в конечном виде – жесткий термопласт, состоящий из сплавившихся гранул.

Пенополиуретан (ППУ или PUR)

PUR в сэндвич-панеляхПредставляет собой пенопласт из полиуретанов, обладает низкой теплопроводностью, высокой адгезией и высокими гидроизолирующими свойствами. При этом PUR горючий материал с классом горючести Г1-Г2. Такое сочетание характеристик оптимально для использования в промышленных холодильниках и камерах аналогичного назначения.

Пенополиизоцианурат (ПИР или PIR)

PIR в сэндвич-панеляхМодификация пенополиуретана с малой плотностью, низкой теплопроводностью, высоким пределом прочности и неплохим паро- и влагонепроницаемости. PIR отличается более повышенной огнестойкостью, чем PUR (группа горючести Г1-Г2), самостоятельно затухающем при отсутствии источника пламени и не поддерживающий горение.

Таблица сравнительных технических характеристик наполнителей для трехслойных сэндвич-панелей толщиной 100 мм
Технические характеристики Ед. изм. МВ ПП PUR PIR
Коэффициент теплопроводности Вт/°С*m 0,036 0,034 0,022 0,018
Пористость открытая закрытая закрытая закрытая
Водопоглащение, не более чем за 24 часа % по объему 2 0,4 0,3 0,3
Удельный вес сэндвич-панелей масса на кг/м2 27,94 10,65 10,28 10,28
Допустимая нагрузка (несущая способность при равномерно распределенной нагрузке) кг/м2 125 110 158,7 158,7
Плотность кг/м3 не менее 115 не менее 17 не менее 40 не менее 40
Несущая способность L(м) при ветровой нагрузке 45/м2 6,01 6,01 4,7 4,7
Группа горючести Г НГ Г3 Г2 Г2
Диапозон рабочих температур °C От -30 до +850 От -50 до +75 От -150 до +150 От -190 до +180
Скорость горения мм/мин НГ, ГОСТ 30244 100, ГОСТ 30244 200, ГОСТ 30244 200, ГОСТ 30244
Выделение вредных веществ при горении ТО Не имеет (ТО) Умерено опасные (Т2), токсичный Умерено опасные (Т2), токсичный Умерено опасные (Т2), токсичный
Экологичность Безопасен при эксплуатации, при резке панелей пыль может вызвать аллергическую реакцию Безопасен, разрешен к применению в жилых зданиях Безопасен, разрешен к применению в жилых зданиях Безопасен, разрешен к применению в жилых зданиях
Звукоизоляция дБ 34 32 35 25
Огнестойкость (предел) EI EI 60 EI 15 EI 35 EI 45
Производство работ Cухая погода Круглогодично Круглогодично Круглогодично
Влага, агрессивные среды Свойства теплоизоляции теряются Устойчив Устойчив Устойчив
Применение в строительстве Здания, к противопожарной безопасности которых предъявляются повышенные требования, промышленные сооружения, склады, ангары, порты, грузовые терминалы, автомастерские, деревообработка, сушильные камеры, жилые сооружения, контейнеры. Торговые павильоны, гаражи, складские помещения, магазины, рыночные ангары, дачные домики, сборно-разборные контейнера. Изотермические контейнера, кузовов транспортных средств, холодильные/морозильные камеры, термо-и газо- непроницаемые камеры, при изоляции зданий с высокоточной техникой. Холодильные и морозильные склады, здания пищевой промышленности, коммерческой недвижимости, спортивные сооружения, склады вредных или химически активных веществ, хранилищ жидкого газа.
Толщина сэндвич-панели, мм Вес сэндвич-панелей, кг/м2
Пенополистирол Минеральная вата ПИР/ПУР
Стеновые Кровельные Стеновые Кровельные Стеновые Кровельные
50 11,7 12,2 16,5 17,5 9,2
80 12,2 13 19,8 21,4 10,9 11,5
100 12,5 13,5 22 24 11,5 12,4
120 12,8 14 24 26,6 12,4 13,1
150 13,2 14,7 27,2 30,5 14 14,4
200 14 16 33 37 15,5
250 14,7 17,2 38,5 43,5

Выводы о характеристиках утеплителей для трехслойных металлических панелях.

Сэндвич-панели из минеральной ваты:

  • • Стоят дешевле PIR-панелей;
  • • Полностью пожаробезопасны;
  • • Лучшие звукоизоляционные свойства;
  • • Структурная прочность.

Сэндвич-панели из пенополистирола:

  • • Могут использоваться в непосредственной близости от агрессивных химических сред;
  • • Водостоек;
  • • Невосприимчив к биологическому и химическому воздействию;
  • • Низкая стоимость;
  • • Незначительная плотность (мало весит).

Сэндвич-панели PUR:

  • • Самый легкий наполнитель, применяемый в сэндвич-панелях;
  • • Низкий коэффициент теплопроводности;
  • • Экологичный;
  • • Гидроэзоляционен (практически все ППУ закрытого типа).

Минусы:

  • • Высокая цена за м2;
  • • Низкая огнестойкость — RE15/EI15.

Сэндвич-панели PIR:

  • • В два раза превосходят панели из минеральной ваты по теплосберегающим характеристикам;
  • • Существенно меньше весят, чем сэндвич-панели из минваты;
  • • Имеют лучшую несущую способность;
  • • Высокая пожаробезопасность (близкая к минеральной вате);
  • • Большая прочность (в зависимости от производителя), в отличие от ППУ и ПП;
  • • Не боятся воды.

Минусы:

  • • Самая высокая стоимость из всех утеплителей, используемых в сэндвич-панелях.
Стеновые и кровельные сэндвич-панелиЛюбая сэндвич-панель с утеплителем, перечисленным выше, имеет индивидуальные характеристики. Основываясь на них и на область, в которой они будут использоваться, необходимо выбрать материал, наиболее подходящий для будущего строения. После изучения предложений по внутреннему утеплителю на рынке сэндвичных панелей каждый производитель начинает более ясно понимать и воспринимать факты наличия у каждого вида строительного материала, как положительных, так и отрицательных свойств. Лидирующим спросом со временем начинают пользоваться те материалы, которые, по отношению к другим, обладают оптимальными качествами по доступным ценам. Команда Курского Завода Строительных Конструкций (КЗСК) с уверенностью, основанной на характеристиках сэндвич-панелей и их стоимости, и профессиональным подходом к производству выбрала изготовление трехслойных панелей на основе базальтового волокна (минвата), как недорогого негорючего теплоизоляционного материала и пенополистирола, как более дешевого самозатухающего утеплителя. В случае необходимости повышенной безопасности от пожара – наилучшим выбором будут сэндвич-панели с минеральной ватой, в остальных случаях идеальный наполнитель – пенополистирол.