Сэндвич панели из пенополиуретана: причины популярности

Благодаря своей конструкции, сэндвич панели имеют большой запас прочности, а их малый вес позволяет значительно уменьшить затраты на транспортировку, погрузку и монтаж конструкций. За счет малого веса сэндвич-панелей значительно уменьшается нагрузка на фундамент, благодаря чему сокращаются расходы на проведение геологических исследований грунта и строительство фундамента.

Здания и сооружения из сэдвич-панелей изготавливаются на заводе, после чего их нужно только доставить на объект и собрать, как конструктор. Поэтому строительство из сэндвич-панелей происходит значительно быстрее, чем в случае с традиционными строительными материалами. В случае необходимости здание из сэндвич-панелей можно легко демонтировать и смонтировать на любом другом месте.

Идеально ровная поверхность, которой обладают все сэндвич-панели, не требует дополнительной обработки (штукатурки или шпаклевания). Также следует отметить, что сэндвич-панели выпускаются уже окрашенными, что также значительно снижает стоимость работ по отделке такого здания.

Сэндвич-панели не только экономически выгодны при строительстве, но и обладают прекрасными потребительскими качествами. Дома, изготовленные по такой технологии, имеют низкое влагопоглощение и хорошие теплоизоляционные свойства, что позволяет вести строительство даже в регионах крайнего севера. Кроме того, все сэндвич-панели в процессе производства подвергаются дополнительной обработке – покрытие антикоррозийным слоем, грунтовкой и полимерным составом.

Помимо высоких теплоизоляционных характеристик, небольшого удельного веса и простоты монтажа, что удешевляет расходы на строительство в разы, сэндвич-панели известны своей шумоизоляцией – это важно при выборе материалов для строительства жилья или офисных помещений.

Сэндвич-панели – это экологичный материал, что подтверждено многочисленными исследованиями как в России, так и за рубежом.

Благодаря всем этим качествам, сэндвич-панели нашли свое применение в строительстве коттеджей, производственных комплексов различного назначения, развлекательных и торговых комплексов, складов и административных зданий. Кроме того, сэндвич-панели могут быть использованы для утепления и шумоизоляции зданий.

Как строить из сэндвичей?

Чаще всего сэндвичи монтируются на деревянную, железобетонную или металлическую несущую конструкцию здания. Работать с ними очень легко. Справиться с работой спокойно смогут 2-3 человека, причем с наименьшей затратой каких-либо усилий и вспомогательных инструментов. Сэндвичи очень мало весят, от этого их сравнительно высокая цена, но зато большая надежность и удобство в пользовании. Стандартная панель весит 50 – 80 кг.

Крепить панель к каркасу здания тоже очень легко. Строители различают два типа крепления – скрытое (когда основное крепление находится под крепежным листом панели) и видимое, когда крепление видно снаружи, но оно является частью самой панели. Для крепления используются специальные самонарезающиеся винты или специальные крепежные элементы.

Основная проблема при монтаже сэндвичей – это удачный или неудачный стык панелей, поэтому производители и сами строители непосредственно перед работой уделяют особое внимание решению «замка». От этих самых стыков зависит очень многое: и прочность соединения конструкции, и отсутствие маленьких зазоров, куда будет проходить холодный воздух, и наивысшая плотность конструкции во избежание проникновения влаги и паров в утеплитель. Сэндвичи, кстати, имеют обыкновение менять свои размеры в зависимости от термических колебаний температур, поэтому необходимо учитывать эту особенность и наиболее точно подогнать углы, стыки и швы, чтобы не было деформации всей системы.

Швы и стыки могут дополнительно заполняться герметизирующей мастикой, прокладками из полиуретана, неопрено-полиуретановой лентой или полиуретановой пеной. В некоторых системах также дополнительно устанавливается алюминиевая фольга. Алюминиевая фольга на стыке предохраняет от диффузии газов и проникновения паров в утеплитель. Торцевые швы панелей заполняются монтажной пеной или минеральной ватой и закрываются нащельником.

При монтаже панелей используются также фасонные элементы. Это очень прочные металлические изделия, которые применяются для закрытия возможных стыков, получающихся при монтаже панелей. На строительной площадке цокольные стеновые панели можно смонтировать без применения механизмов. Для поднятия панелей рекомендуется использовать подъемное устройство, которое можно арендовать у производителя. Для завальцовывания фальцев кровельных панелей заказчик может арендовать ручную закаточную машинку. Для ускорения работы может быть использована электрическая машинка. Наружные стеновые панели могут устанавливаться вертикально. При строительстве перегородок обычно используется данный способ монтажа, т.к. панели легко крепятся к полу и потолку без дополнительных балок.

Сэндвич панели ППУ. Как сделать правильный выбор

Теплоизоляционные материалы из пенополиуретана PUR (ПУР) и полиизоцианурата PIR (ПИР) повсеместно вошли на российский строительный рынок.

В данной статье мы расскажем Вам об особенностях данного вида утеплителей в случае их применения в качестве сердечника сэндвич-панелей и выделим основные свойства, которые присущи PUR и PIR теплоизоляции. Разобраться в этих вопросах нам помогли эксперты Ассоциации «НАППАН».

Отличия PUR и PIR теплоизоляции

Пенополиуретан (PUR) и полиизоцианурат (PIR) – это два родственных класса полимеров, имеющих закрытоячеистую структуру. Ячейки наполнены вспенивающим агентом (газом) с низкой степенью теплопроводности (0.022 Вт/м*К). Это ниже, чем теплопроводность воздуха (0.025 Вт/м*К). Пенополиуретан (ПУР) и полиизоцианурат (ПИР) схожи по своему составу. Среди разнообразия теплоизоляционных материалов именно полиуретан обладает самый низкой теплопроводностью, чем обусловлена его популярность при строительстве холодильных камер. Полиизоцианурат обладает такой же теплопроводностью, однако благодаря добавлению углерода в материал, показатели горючести значительно ниже, и он менее пожароопасен.

Преимущества сэндвич-панелей PIR/PUR

Основное достоинство пенополиуретана и пенополиизоцианурата – низкую теплопроводность – дополняют такие свойства, как:

· звуко- и гидроизоляционные качества;

· прочность и устойчивость к деформации;

· нечувствительность к перепадам температур, циклам замерзания–оттаивания, ультрафиолетовому излучению;

О преимуществах сэндвич-панелей PIR/PUR рассказывает Юрий Новиков, эксперт Ассоциации «НАППАН», представитель компании-производителя сэндвич-панелей PIR и PUR:

«Чтобы определить какие преимущества есть у сэндвич панелей с полиуретановым наполнителем, надо понять перед какими сэндвич панелями это будет преимуществом. В данный момент на российском рынке самыми популярными наполнителями для сэндвич панелей являются минеральная вата, пенополистирол (пенопласт), пенополиуретан (ПУР/PUR) и пенополиизоцианурат (ПИР/PIR), к группе панелей ППУ относят как раз наполнители ПИР и ПУР. Главным их преимуществом является низкая гигроскопичность (водопоглощение) до 2% от общей массы. Это позволяет применять такие панели во влажных помещениях. В основном, это холодильные камеры, где панели с ППУ уже настолько хорошо себя зарекомендовали, что и речи не может быть о применении другого вида наполнителя. Еще одним преимуществом является его нераспыляемость в отличии от минеральной ваты, из которой во время эксплуатации выветриваются микроскопические частицы волокна, которые потом оседает в легких людей и животных.

Сэндвич панели с ППУ наполнителем не имеют этого недостатка, поэтому повсеместно применяются в агропромышленных комплексах, пищевых и перерабатывающих цехах. Простота монтажа и легкость панелей так же немаловажные преимущества. Главное преимущество перед сэндвич панелями из пенополистирола является очень низкая горючесть Г2 для ПИР и Г3 для ПУР, эти материалы не поддерживают горение, кроме того одним из плюсов является отсутствие сильной деформации, а так же эти материалы не выделяют вредных веществ при горении. Теплоизоляционные свойства сэндвич панелей с ППУ, делают их самими “теплыми” панелями на отечественном рынке, ведь для получения одинаковой теплопроводности сэндвич панели с полиуретановым наполнителем придется взять панель в два раза тоньше от панелей с минеральной ваты или пенополистирола (пенопласта), а это прямое преимущество в цене, в расходах на логистику, простоту монтажа и нагрузки на несущую конструкцию».

Также свое мнение относительно сэндвич панелей PIR/PUR выразил Фаусто Бальдино, эксперт Ассоциации «НАППАН», представитель компании-производителя сэндвич-панелей PIR и PUR: «Главное достоинство — это энергоэффективность. Благодаря ячеистой структуре теплоизоляционной сердцевины из ППУ сэндвич-панели обеспечивают надежные тепловые характеристики в течение всего срока эксплуатации здания. Коэффициент теплопроводности утеплителя PIR/PUR – 0,022 Вт/м·К. В настоящее время это самые эффективные виды утеплителей среди всех применяющихся в строительстве теплоизоляционных материалов. При этом тепловая изоляция ППУ панелей непрерывна по всей поверхности ограждающей конструкции в т.ч. по замковым стыкам. Утеплитель ППУ также отличается долговечностью: он не оседает, не увлажняется и не выпыливается на протяжении всего срока эксплуатации.

Сэндвич-панели из ППУ отличаются также биологической стойкостью, они не являются средой обитания грызунов, насекомых, микроорганизмов. Ввиду того, что материал не впитывает влагу – в нем не развиваются споры грибов и плесени. PIR/PUR изоляция обеспечивает превосходную устойчивость против воздействия широкого ряда химических веществ, растворителей и масел. Факта выделения вредных летучих веществ в атмосферу при эксплуатации панелей не зафиксировано.

Благодаря этому ППУ сэндвич-панели рекомендованы для гигиенических типов применений в чистых помещениях медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности».

Отличный пример, подтверждающий правильность выбора в пользу панелей ППУ, их использование при возведении животноводческих комплексов. Такие объекты должна отличать, прежде всего, надежность. Клиенты делают выбор в пользу панелей ППУ, так как животноводческие комплексы, возведенные из ППУ панелей, практически не имеют мест, где может накапливаться пыль и патогенные микроорганизмы. Такие панели поддаются очистке, мытью и дезинфекции. Низкая теплопроводность и легкий вес позволяют использовать сэндвич-панели меньшей толщины, что снижает нагрузку на фундамент, это также является еще одним аргументом в пользу ППУ панелей.

Для наглядности Фаусто Бальдино предлагает провести анализ физико-механических свойств панелей с различными видами утеплителя:

Сэндвич-панели из ППУ — материал с богатым будущим

На современном строительном рынке, при всем многообразии, трудно найти другой материал, популярность которого растет такими же быстрыми темпами, как у сэндвич-панелей из ППУ (PUR, PIR).

Причина — в уникальных свойствах данного материала, позволяющих очень быстро возводить здания различного назначения с очень низкой теплопроводностью. В России одним из лидеров по производству панелей из ППУ является компания ПрофХолод. Производство компании расположено в подмосковном городе Щелкове.

Немного истории

Первый прообраз сэндвич-панелей придумал в начале 30-х гг. прошлого века американский инженер по имени Фрэнк Ллойд Райт. Его панели сильно отличались от современных, они представляли собой трехслойные доски, проложенные пергамином.

Настоящим прорывом стало изобретение студента архитектурного университета Олдена Доу, который впервые придумал конструкции, напоминающие современные — два жестких листа, между которыми расположен утеплитель.

Доу был сыном основателя компании Dow Chemical Герберта Генри Доу. Отец поддержал сына и на сегодняшний день Dow Chemical — один из мировых лидеров химической индустрии. В 2012 году компания Dow Chemical разработала эксклюзивную рецептуру пенополиуретана (PUR) и полиизоцианурата (PIR) для производства сэндвич-панелей на новом заводе компании ПрофХолод.

Преимущества сэндвич-панелей из ППУ

Помимо очень низкой теплопроводности — всего 0,022 Вт/м2, материал обладает и другими положительными характеристиками. Среди них:

• небольшая масса, что облегчает транспортировку и непосредственно строительство;
• снижение нагрузок на фундамент — в 100 раз и более. Это дает возможность отказаться от проведения геологических исследований грунта, существенно снизить расходы на строительство фундамента, а зачастую практически полностью отказаться от него.
• высокая экологичность — по гигиеническим нормам разрешено применение ППУ в холодильной технике для продовольственных продуктов;
• высокая химическая стойкость к воздействию агрессивных сред, что значительно расширяет сферу применения;
• низкое влагопоглощение — даже при нарушении герметичности соединений сэндвич-панелей между собой влагопоглощение материала составляет не более 3%.
• высокие гигиенические качества — это свойство сэндвич-панелей позволяет их использование для строительства зданий, относящихся к пищевой промышленности.
• высокая прочность — так как ППУ (PUR, PIR) вспенивается сразу в сэндвич-панели, конструкция получается монолитной и высокопрочной;
• из-за того, что пенополиуретан создается сразу внутри панели, сэндвич панели из ППУ можно производить с удивительно точным замковым соединением, обеспечивающим надежную стыковку панелей и отсутствие мостиков холода в здании;
• в ППУ не живут насекомые и грызуны, чего нельзя сказать о некоторых других материалах;
• материал не подвержен гниению и распространению грибков и плесени;
• пенополиуретан гарантированно не теряет своих характеристик в течение 10 лет. В последующие пять лет потеря теплоизолирующей способности составит не более 3-5%;
• сооружения из сэндвич-панелей ППУ очень быстро возводятся — профессиональная бригада монтажников укладывает 120-130 кв.м. в сутки.

Сравниваем с другими материалами

Говоря о преимуществах сэндвич-панелей из ППУ необходимо упомянуть и основных «конкурентов» материала — сэндвич-панели с утеплителем из минеральной ваты и пенополистирола.

У пенополистирола достаточно низкие механические свойства, он химически нестоек, часто становится местом нахождения грызунов, так что его применение в пищевой промышленности весьма ограничено. Коэффициент теплопроводности материала 0,04-0,055 Вт/кв.м. Кроме того, у материала низкая пожаробезопасность.

Минеральная вата является теплоизоляционным материалом с волокнистой структурой. Пространство между волокнами заполнено воздухом, который, по большому счету, и является теплоизолятором. Основной недостаток материала — большая влаговпитываемость и значительная масса (в панелях применяют вату с плотностью не менее 100 кг/куб.м). Опыт использования минеральной ваты в районах с резкими колебаниями влажности и температуры показал, что эффективную теплозащиту этот материал обеспечивает не более чем на 1-2 сезона, после чего начинает набирать влагу и терять свои теплоизоляционные свойства. Применение этого теплоизолятора широко распространено в России, так как у него есть преимущество — по нашим нормам он считается негорючим материалом. Справедливости ради отметим, что чистая минеральная вата является негорючей, но для обеспечения уменьшения влаговпитываемости волокна пропитывают специальными органическими добавками, которые в свою очередь горючи, при производстве панелей для скрепления наполнителя с покровными листами используют полиуретановые клеи (до двух кг на кв. м), которые также горючи. Поэтому, если рассматривать панель с наполнителем из минеральной ваты, как конструкцию, то между листами металла находится до 10% горючих составляющих, так что абсолютная негорючесть весьма условна.

Ситуация на рынке

Рынок сэндвич панелей с теплоизоляцией из ППУ зависит от потенциала и перспектив развития строительного рынка в целом. Как показывают данные за 2011 г., объем инвестиций в строительство составил 4751,9 млрд. рублей — этот показатель на 19,8% больше, чем в 2012 г. В кризисный 2009 год было отмечено падение производства сэндвич-панелей на 15%, зато с 2009 по 2010 г. оно выросло на 65%, с 2010 по 2011 гг. — на 47%, в 2012 г. — на 25%. В 2010 г. объем производства сэндвич-панелей составлял 19 млн. кв. м, процентное соотношение по видам утепления выглядело так: ППУ — 18% (около 4 млн. кв.м.), минвата — 65%, пенополистирол — 17%. В 2011 г. рынок оценивался в 21,8 млн. кв. м, из них на долю ППУ приходилось около 5,5 млн. кв. м (23%), минвата — 59%, пенополистирол — 18%. В 2012 г. рынок ППУ панелей оценивался уже примерно в 7 млн. кв.м. Подобный быстрый рост связан, в первую очередь, с развитием рынка огнестойких PIR сэндвич-панелей, доля которых примерно равна доле PUR.
Самое главное, чтобы не разочароваться в качестве сэндвич-панелей из ППУ, покупать их у проверенных производителей. Одним из лидеров российского рынка на сегодняшний день является компания ПрофХолод.

ПрофХолод — в лидерах российского рынка

Компания ПрофХолод была основана в 2005 году. Первым оборудованием для изготовления сэндвич панелей ППУ стал небольшой пресс фирмы CANNON (Италия), позволявший выпускать сэндвич панели длиной до 2,5 метров. Сейчас производство оснащено самым современным оборудованием, позволяющим выпускать сэндвич-панели различной длины и толщины. Продукция компании ПрофХолод пользуется высоким спросом не только в Подмосковье, где расположен завод (в городе Щелково), но и в других регионах страны. Производство полностью автоматизировано, что позволяет свести к минимуму использование ручного труда. Качество продукции отвечает мировым стандартам.

Новый цех сделан из сэндвич-панелей с ППУ — более удачный материал сложно придумать. У панелей настолько низкая теплопроводность, что дополнительный обогрев приходится включать только в очень сильные морозы. В остальное время вполне хватает тепла, которое выделяется при работе станков.
На сегодняшний день помимо сэндвич-панелей компания ПрофХолод изготавливает холодильные камеры; холодильные двери; фасонные (доборные) элементы.

Компанию ПрофХолод отличает высокий профессионализм специалистов, высокотехнологичное оборудование от европейских производителей, постоянное усовершенствование продукции и расширение ассортимента, работа по индивидуальным запросам и размерам, возможность использовать для изготовления продукции «нестандартные» материалы, гибкая ценовая политика. ПрофХолод гарантирует своим клиентам качественную сертифицированную продукцию; надежный, удобный сервис; четкие сроки исполнения заказа; удобную систему логистики; профессиональное информационное сопровождение заказа на всех стадиях (от расчета и проектирования до монтажа).

У компании ПрофХолод благородная цель: содействие созданию в России рынка высококачественных сэндвич-панелей и повышение уровня знаний потребителя о современных теплоизоляционных материалах.

Особенности ППУ (PUR и PIR) теплоизоляции

За последние годы среди отечественных застройщиков увеличился интерес к строительству энергоэффективных домов. Сказывается постоянный рост цен на энергоносители и желание сократить расходы на отопление. Одной из базовых основ такого строительства является выбор оптимального способа утепления фундамента, стен и кровли.

Современный строительный рынок предлагает множество утеплителей. Наряду с общеизвестными видами, появились новые типы. Это — ППУ (PUR и PIR) теплоизоляция. Поэтому в рамках данной статьи мы, с помощью специалистов Национальной Ассоциации производителей панелей из ППУ (НАППАН), ответим на следующие вопросы:

• Что такое PUR и PIR теплоизоляция.
• Что такое сэндвич-панель с PIR и PUR – утеплением.
• Где можно использовать сэндвич-панели и PIR – теплоизоляцию.

Отличия PUR и PIR теплоизоляции

Прежде чем рассказать о технических особенностях PUR и PIR теплоизоляции, нужно понять, какими требованиями руководствуются профессиональные строители, возводя энергоэффективные коттеджи и здания коммерческого назначения. Среди ключевых параметров можно выделить: скорость, качество выполняемых работ, оптимизация всех технологических процессов, высокие теплотехнические характеристики строения, экологичность и долговечность.

Отсюда следует — для утепления дома нужен материал, который, наряду с высокой теплоизолирующей способностью, прочностью и удобством применения, имеет долгий срок службы (долговечность). Т.е. сохраняет свои теплоизоляционные свойства в течение всего периода эксплуатации здания. Исходя из этих требований, ключевым параметром, влияющим на характеристики любого утеплителя, является материал, из которого он сделан. Рассмотрим свойства PUR и PIR теплоизоляции.

Пенополиуретан (PUR или ППУ) и полиизоцианурат (PIR) – это два родственных класса полимеров, имеющих закрытоячеистую структуру. Ячейки наполнены вспенивающим агентом (газом) с низкой степенью теплопроводности (0.022 Вт/м*К). Это ниже, чем теплопроводность воздуха (0.025 Вт/м*К).

Для наглядности, сравним коэффициент теплопроводности пенополиуретана с другими теплоизоляционными материалами.

Некоторые производители, благодаря применению различных технологических особенностей, достигают еще более низких показателей теплопроводности, чем 0.022 Вт/м*К.

Благодаря особенностям производства, а также использованию паронепроницаемых облицовок (чаще всего – фольги), данный показатель теплопроводности сохраняется на протяжении всего периода эксплуатации утеплителя. Поэтому, для обеспечения одних и тех же характеристик тепловой защиты строения требуется более тонкий слой PIR-теплоизоляции, чем у других утеплителей.

Эта особенность имеет огромное значение при утеплении помещения изнутри (мы не увеличиваем толщину утеплителя, а значит, сохраняем полезную площадь комнаты). В случае теплоизоляции пола (расстояние до потолка ограничено) или балкона (небольшая площадь помещения, поэтому нет возможности наращивать слой утеплителя). Кроме этого, благодаря применению более тонкого материала, мы экономим средства на доставке и материалоёмкости возводимых зданий. Т.к. на стены, для достижения нормируемого значения теплосопротивления ограждающей конструкции (зависит от региона строительства), монтируется слой утеплителя меньшего веса и толщины.

Нужно отметить, что с момента получения синтетических волокон из продуктов полиола и изоцианата немецким химиком-технологом Отто Байером в 1937 году, ППУ давно и прочно занял своё место в нашей жизни. Полиуретаны используются в медицине, гражданской, космической и оборонной промышленности. Поэтому можно сказать, что накоплен обширный практический опыт, подтверждающий способность материала сохранять низкую теплопроводность в течение длительного периода времени (40 и более лет).

Полиуретаны широко используются при производстве деталей интерьера автомобилей, офисной мебели, матрацев и мягкой мебели, подушек, обуви, клеев и герметиков, напольных покрытий.

Также следует заметить, что главной особенностью утеплителя на основе полиизоцианурата (PIR), – является термореактивность полимера. Т.е. при воздействии огня на полимер образуется пористая углеродная матрица (происходит обугливание и коксование внешней поверхности утеплителя), что препятствует горению внутренних слоев полимера и, соответственно, распространению огня.

Это обеспечивает высокие пожарно-технические показатели как самого материала (группа горючести Г1), так и конструкций, где он используется. В случае применения утеплителей в конструкциях достигаются показатели К0 – К1 по классу конструктивной пожарной опасности, в случае использования сэндвич панелей – К1. Т.е. материал по своим показателям занимает среднюю нишу между минеральной ватой (НГ, К0) и пенополистиролом (Г3-Г4, К0-К3). Данные показатели особенно актуальны при строительстве кровель.

В отличие от варианта использования полистирола, при устройстве кровельных систем любой площади с применением плит PIR не требуется устройство противопожарных рассечек.

Интересный факт: PIR применяется также для теплоизоляции баков ракетоносителей, в бронетехнике, т.к. в случае попадания зажигательных снарядов в машину материал моментально коксуется, что предотвращает распространение пламени.

Также материал имеет высокие прочностные характеристики. Это имеет особенное значение в случае применения PIR для утепления плоских кровель, т.к. жесткость основания является ключевым параметром сохранения эксплуатационных качеств гидроизоляционного кровельного материала.

Долговечность гидроизоляционного ковра на 80% определяется жесткостью его основания.

Использование неправильно подобранных теплоизоляционных материалов, которые в процессе эксплуатации теряют свои эксплуатационные характеристики (в том числе жесткость), приводит к неизбежному сокращению срока службы всей кровельной системы.

В Европе есть специальный термин walkability (вытаптываемость), который означает способность теплоизоляции выдерживать периодически появляющиеся переменные нагрузки. По данному показателю PIR значительно опережает минераловатные утеплители, что обеспечивает увеличение срока эксплуатации крыши.

Также следует отметить влагоустойчивость PUR и PIR теплоизоляции и способность сохранять свои геометрические размеры и однородность. Это важные параметры, т.к. при перенасыщении утеплителя водой увеличивается коэффициент теплопроводности материала, что в итоге приводит к уменьшению термического сопротивления ограждающей конструкции. А если утеплитель со временем усядет (потеряет жесткость и несущую способность), как часто бывает с волокнистыми материалами, и сползёт вниз, то верхняя часть ограждающих конструкций в случае сэндвич панелей останется вообще без утепления.

Кроме этого, полностью отверждённый полиизоцианурат является химически стабильным и инертным материалом, практически не теряющим своих механических и теплофизических свойств с течением времени. Материал не гниёт, влагоустойчив, не разлагается, не подвержен влиянию грызунов, химически стабилен и безопасен для окружающей среды.

Сэндвич-панель с PIR и PUR – утеплением

Сэндвич-панели с PIR и PUR-утеплением – это трёхслойный композитный строительный материал, каждый слой которого выполняет определенную функцию.

Между двух слоёв обшивки сэндвич-панели находится слой утеплителя, в качестве которого может использоваться пенополиуретан (PUR) или пенополиизоцианурат (PIR).

В качестве обшивки утеплителя могут использоваться профилированные или плоские стальные листы, т.е. сэндвич-панель одновременно является теплоизоляционным и конструкционным материалом, сберегающим тепло и выполняющим роль внешней и внутренней обшивки, которая не требует отделки.

Т.к. сэндвич-панели производятся в условиях промышленного производства, они имеют чётко заданные геометрические размеры, что ускоряет процесс возведения здания. Сами панели имеют сравнительно небольшой вес. Это снижает нагрузку на фундамент, сокращает транспортные расходы и упрощает все технологические операции. При необходимости, здание из сэндвич-панелей можно демонтировать и перевезти на другое место. Также на стройплощадке отсутствует строительный мусор.

При монтаже сэндвич-панели соединяются с металлическим, железобетонным или деревянным каркасом, открытой или скрытой системой крепления.

Сэндвич-панели могут применяться как ограждающие и самонесущие конструкции при строительстве зданий и сооружений каркасно-панельным способом, или как облицовочный материал при реконструкции фасадов. Также сэндвич-панели могут служить звуко- и теплоизоляционными перегородками в зданиях коммерческого и промышленного назначения.

В отличие от других теплоизоляционных материалов, PIR сначала применялся только в сэндвич-панелях и только потом стал использоваться как утеплитель в виде плиты.

Следует заострить внимание на особенностях производства сэндвич-панелей и PIR-теплоизоляции. Технологический процесс требует, чтобы ППУ напылялся между двух облицовок, а т.к. нет склейки (полиуретан обладает повышенной адгезией к облицовкам), получается прочное соединение. В случае сэндвич панелей в качестве облицовок используется металлический лист, а в случае PIR плит существует множество вариантов. Комбинируя различные варианты подложки (используя стеклохолст, фольгу и т.п.), мы получаем материал с различными свойствами и областью применения.

Например, существует облицовка с огнезащитным покрытием (графит), который расширяется при воздействии пламени. Или – стеклохолст (для утепления внешних стен по системе «мокрого фасада»), а также специальное покрытие для наплавления гидроизоляции огневым способом.

Ещё одни важный нюанс — наличие замкового соединения типа «шип-паз».

Замки типа «шип-паз», лабиринтовое и пазовое соединения сэндвич-панелей обеспечивают создание сплошной поверхности, повышают несущую способность и сопротивление нагрузкам. Это значительно ускоряет и упрощает процесс монтажа конструкций.

При возведении энергоэффективного здания важно обеспечить замкнутый теплоизоляционный контур и убрать все мостики холода. При соединении «шип-паз» в случае применения теплоизоляции ППУ (PUR, PIR), соединение панелей происходит «по пене».

Например, для теплоизоляции скатных кровель замковое соединение, вкупе с высокими прочностными характеристиками, позволяет выполнить теплоизоляцию кровли поверх обрешетки, что позволяет полностью избавиться от мостиков холода (дерево обладает достаточно высокой теплопроводностью).

Подведение итогов

Особенности материала определяют сферу его применения. Сэндвич-панели и PIR-теплоизоляция имеют нулевое влагопоглощение, отличаются прочностью и долговечностью, позволяют быстро возводить энергоэффективные здания. Если основная сфера применения сэндвич-панелей – коммерческое и промышленное строительство, то в случае теплоизоляционных плит на основе PIR (их ещё называют панели в мягкой облицовке) — это строительство кровель (как плоских, так и скатных). Также плиты используются для утепления наружных и внутренних ограждающих конструкций, пола, стен в саунах, балконов. Кроме этого, т.к. изготовление сэндвич-панелей и PIR-теплоизоляции возможно только на высокотехнологичном и дорогостоящем производстве, исключается вероятность подделки продукции.

Материал подготовлен при участии специалистов Ассоциации «НАППАН».

В теме FORUMHOUSE можно принять участие в обсуждении PIR – теплоизоляции. Также рекомендуем посмотреть видео о строительстве энергоэффективного дома по стандартам пассивного домостроения.

Сэндвич-панели с пенополиуретаном. Потому что выгодно

Хороший хозяин умеет рационально тратить свои деньги. Не потому, что покупает низкокачественный продукт – как известно, скупой платит дважды. Просто хороший хозяин умеет правильно выбирать товар по соотношению Цена-Качество. А еще он знает, на чем можно реально экономить, не переплачивая лишнего.

Возьмем, например, строительство. Занятие не из дешевых, требует больших затрат – и материальных, и временных, и моральных. Тем не менее, процесс строительства можно значительно облегчить, если правильно выбирать материалы.

Правильные экономные материалы

На Западе пользуется огромной популярностью, занимая 90-95% рынка. У нас до таких показателей еще далеко, но процесс идет, и с каждым годом проценты будут увеличиваться, в этом сомнений никаких. Потому что, с одной стороны, материал качественный и долговечный, а с другой – позволяет на многом экономить, причем без потери качества. Сэндвич-панель – трехслойная конструкция. По краям – металлические листы с декоративным покрытием, внутри – утеплитель. Варианты утеплителя могут быть разные, но именно ППУ позволяет получать самые оптимальные результаты. Самый главный из них – очень низкий показатель теплопроводности.

Экономим на электроэнергии

Что такое теплопроводность? Не вдаваясь в физические тонкости, можно объяснить этот термин в данном контексте как способность материала удерживать температуру в помещении. То есть, если у стен низкий уровень теплопроводности, то зимой в помещении будет тепло (нагретый приборами отопления воздух не будет уходить на улицу через стены), а летом прохладно (если в комнате работает кондиционер, прохлада, опять же, сохранится в помещении). Нетрудно догадаться, что материалы с низким уровнем теплопроводности получаются более экономически выгодными, что благоприятно отразится на расходах за электроэнергию.

Теперь осталось сравнить различные материалы по этому показателю теплопроводности.

Что же это обозначает на практике? Все очень просто: к примеру, стена из сэндвич-панелей с ППУ толщиной всего 10 см будет держать тепло в помещении так же, как стена из панелей с полистиролом толщиной 16 см, или стена из сэндвич-панелей с минеральной ватой толщиной 26 см, или из газосиликатных блоков толщиной 73 см или из кирпича толщиной 168 см!

То есть, выбрав для стен сэндвич-панели с ППУ, вам не придется возводить очень толстые стены, а в будущем вы будете значительно экономить на электроэнергии.

Экономим на фундаменте

Проанализировав приведенные выше показатели, можно прийти и еще к одному выводу – так как, благодаря низкой теплопроводности, используются панели небольшой толщины, и пенополиуретан сам по себе имеет небольшой вес, вся конструкция получается относительно легкой. А это значит, что открывается еще много факторов, на которых можно экономить. Прежде всего, на фундаменте.

Представьте себе кирпичный дом. Так как кирпич тяжелый, такой дом будет весить многие тонны (кубический метр кирпича весит в среднем полторы тонны, в зависимости от вида). Соответственно, нагрузка получается очень большая и в обязательном порядке требуется надежный дорогостоящий фундамент.

С сэндвич-панелями ППУ все значительно проще. Кубический метр этого материала весит всего… 124 кг. То есть, общий вес здания получается меньше в 10 раз, а то и еще больше. А значит, можно выбрать значительно более простой фундамент, на который придется потратить значительно меньше средств. Иногда даже можно отказаться от проведения геологических исследований грунта, что также значительно снижает расходы на строительство. И времени на него, разумеется, тратится значительно меньше.

Экономим на транспорте

Легкий вес сэндвич-панелей ППУ позволяет экономить не только на возведении фундамента, но и на транспортных расходах. Не стоит объяснять, что гораздо проще перевозить легкие панели ППУ, чем тонны кирпича, песка, цемента или железобетонных плит. Да и транспорта понадобится значительно меньше. Проще транспортировать, проще разгружать – кроме того, и на мощной технике, и на рабочей силе также удастся сэкономить.

Есть и еще один существенный момент: сэндвич-панели ППУ производятся на заводах и на стройплощадку поставляются уже в готовом виде. То есть, грубо говоря, «напортачить» с сэндвич-панелями значительно сложнее, чем, например, с кирпичом. Учитывая не всегда высокую квалификацию строителей, этот факт становится очень важным.

Экономим время

В нашей стране климат суровый и изменчивый: то трескучие морозы, то затяжные дожди. Поэтому с большинством традиционных строительных материалов можно работать только в сравнительно небольшой по времени строительный сезон и уж никак не круглогодично, что затягивает сроки строительства на долгие месяцы, а то и годы.

Для сэндвич-панелей каких-то сезонных ограничений не существует. Поставил каркас, обычно металлический, хотя могут быть и другие варианты, и монтируй панели. Профессиональная бригада в среднем успевает уложить за день 130-180 квадратных метров панелей, так что даже большое по площади здание возводится в крайне сжатые сроки.

А чем быстрее здание построено, тем скорее оно начнет окупаться. Стоит отметить и еще один момент: обычно на стройплощадках остается большое количество строительного мусора, на уборку которого уходит много времени и, опять же, средств. При работе с сэндвич-панелями ППУ таких проблем не возникает – после окончания строительных работ убирать практически нечего.

Экономим на отделочных работах

Если сильно захотеть, здание из сэндвич-панелей можно облицевать сайдингом, фасадной плиткой, другими материалами. Но это делать не обязательно, потому что сэндвич-панели, по большому счету, и не нуждаются в дополнительной отделке.

Не всем нравится белый цвет? Но кто сказал, что строения из сэндвич-панелей обязательно должны быть белыми? Сложилось традиционно, что этот цвет выбирают чаще всего, но на самом деле возможности выбора практически безграничны. Нет, конечно, ограничены, но вариантов очень много – порядка 600, все цвета таблицы RAL. Так что делают и синие здания, и бежевые, и желтые, и более экзотичные типа цвета «фиолетового вереска» или «бирюзовой мяты» – кому какой цвет ближе.

Но и это еще не все, потому что здание из сэндвич-панелей можно сделать и «под кирпич», и «под дерево», и «под камень», причем никаких дополнительных материалов для отделки не потребуется.

Вариантов несколько. Один из них – использование технологии Printech.

При использовании данной технологии на оцинкованный стальной лист наносят рисунок по технологии фото-офсет. Рисунок можно выбирать на любой вкус – и под дерево разных пород, и под кирпич, и под мозаику, и под натуральный камень, и под черепицу для кровли. Можно вообще придумать что-то оригинальное и эксклюзивное. Printech выпускают на основе полиэстера и PVDF.

Как видите, преимуществ у сэндвич-панелей ППУ очень много. Так много, что у некоторых закрадываются сомнения – а какие у материала недостатки? Ну, например, он, наверное, горит?

Хотя ППУ и относится к категории горючих веществ, повышенной горючестью не отличается. Разновидность ППУ под названием PIR выдерживает до 140°С. В этом материале при воздействии огня образуется особая матрица, которая препятствует проникновению пламени во внутренние слои. Также важно отметить, что при воздействии пламени материал не выделяет вредных токсичных веществ, опасных для здоровья человека, чего нельзя сказать о некоторых других теплоизоляционных материалах.

Может быть, материал боится воды? Следует отметить, что среди теплоизоляционных материалов встречаются такие, что впитывают воду как губка, деформируются, набирают вес и перестают выполнять свои теплоизоляционные функции. Но у пенополиуретана такой проблемы нет – он влагу не впитывает, а точнее, она проникает в него в таком минимальном количестве, что это никак не отражается на характеристиках материала. Кроме того, на ППУ не образуется плесень, не развиваются микробы, на материал не оказывают воздействия перепады температуры.

Металлические листы, внешний слой сэндвич-панелей, обычно производят из оцинкованной стали толщиной 0,5-0,7 мм. Чтобы обеспечить панелям долгий срок службы, на листах стали делают многослойную защиту из антикоррозийного покрытия, грунтовки и декоративного полимерного покрытия.

Современные сэндвич-панели ППУ – не очень древний материал, так что пока рано говорить о том, как будут вести себя панели через, например, 200 лет эксплуатации. Но на сегодняшний день есть те, что простояли 50 лет – они по-прежнему достойно «несут свою службу».

Конечно, у сэндвич-панелей ППУ есть и недостатки. Например, из них не строят многоэтажные дома. Но это, наверное, и не нужно…

Одним из лидеров по производству сэндвич-панелей ППУ является компания ПрофХолод, ее производство находится в подмосковном городе Щелково. Подробнее о сэндвич-панелях с пенополиуретаном можно узнать на сайте компании www.profpanel.ru.

Комментарии

На мой взгляд, компания “ПрофХолод” не объективно изложила характеристики панелей, наполненных ППУ. Декларируются: высокие популярность сэндвич-панелей – 90-95% рынка; теплоизоляционные свойства – лямбда 0,022; экономия на электроэнергии; “при воздействии пламени материал не выделяет вредных токсичных веществ, опасных для здоровья человека”; на сегодня есть панели, “что простояли 50 лет -они по-прежнему достойно “несут свою службу”.
О популярности применения панелей хотелось бы знать источник, чтобы можно было судить о достоверности таких показателей.
О значении коэффициента теплопроводности лучше не заявлять, а демонстрировать хотя бы Протокол исследования панелей по этому параметру.
Очевидно, более убедительными доводами экономии электроэнергии от применения панелей, наполненных ППУ, были бы данные на энергозатраты при получении стали, полимерных покрытий и собственно ППУ.А, если европейский специалист В.Мейер-Бое (1993) и профессор московского архитектурного института В.П. Князева (2006) не ошибаются, то, например, аналогом ППУ по затратам энергии на производство 1 м.куб. может служить ППС, который требует 18 900 кВт*час. Кубометр стали потребует ещё больше. Кстати, упоминаемый керамический кирпич требует 500 кВт*час/м.куб.
Если фактическая себестоимость панелей ниже энергозатрат, то лично я это отношу к тому, что химическая индустрия сознательно идёт на такие расходы, чтобы потребителя привлечь хотя бы низкой ценой на свою продукцию.
Авторы статьи опускают вопрос безопасности своих панелей при комнатной температуре. Мои же суждения о высокой опасности ППУ основываются на том, что ещё в 1945 г Месробианом и Тобольским было сделано открытие обратимости реакции полимеризации полимеров. Т.е. сразу после окончания технологического процесса любой полимер распадается на мономеры.
Именно об этом и свидетельствуют сан-эпид заключения (СЭЗ), размещённые на сайте компании. Так СЭЗ на сэндвич-панели от 27.10.2006 г в гигиенической характеристике приводит перечень из 7 токсических веществ, в т.ч. упоминаются высоко опасные стирол и формальдегид. Первый обладает кумулятивным эффектом, т.е. способностью накапливаться в организме и после достижения ПДК разрушает кроветворные органы. Формальдегид – канцероген. Токсикологи ставят вопрос: если вредное вещество способно воздействовать на гены человека, то надо говорить не о ПДК его, а о наличии даже единичных молекул.
Этот документ действовал до 2011г. Но есть СЭЗ на холодильные камеры от 2.12.2009. В гигиенической характеристике отмечено уже 20 вредных веществ, среди которых никель, бензол, формальдегид, фенол, 2,4-диизоцианаттолуол – высоко опасные, а хром даже чрезвычайно опасный. Но в заключении даётся добро на применение в строительстве, в т.ч. холодильных камер.
По-моему, комментарии излишни.
А как ведёт себя ППУ при повышении температуры? Сотрудники института медико-биологических проблем минздрава в 1969 г опубликовали работу “О токсичности продуктов термоокислительной деструкции полиуретановых пенопластов” (Сб. Гигиена применения полимерных материалов и изделий из них. Под общ.ред. профессора Л.И. Медведя, вып.1, Киев: ВНИИГИНТОКС,- 1969,- с.с. 285-289).
Краткое изложение работы: даётся ссылка на статью, в которой отмечается низкая термостойкость полиуретанов и их склонность к разложению на исходные компоненты при нагревании до 200 град.С. Другие исследователи фиксируют, что деструкция полиуретанов начинается при 180 град.С с выделением в воздушную среду окиси этилена, ацетальдегида, этилена, не исключается возможность образования изоцианата, спирта, углекислого газа и аминов. В других исследованиях сделаны выводы, что при подогревании до 200-250 град.С происходит их разложение с выделением изоцианатов, при термической деструкции которых образуется цианистый водород.
Сами авторы исследовали изделие из ППУ, с целью выявления возможного выделения из него летучих веществ и степени их биологического воздействия на организм экспериментальных животных. Обнаружено, что при нагреве до 100 град.С и экспозиции 3 час выделяются цианистый водород (выше ПДК для пром.зд. почти в 9 раз), толуилендиизоцианат (ТДИ), окись углерода (больше в 3 раза), окислы азота, непредельные углеводороды, углекислый газ. Дальнейший нагрев до 200 град.С и экспозиции 30 мин способствовал возрастанию концентрации синильной кислоты и ТДИ, а также выделению нового компонента – формальдегида (фактическое значение – 0,4 мг/м.куб. Сравните с нормативом на сегодня для помещений – 0,003 мг/м.куб. ).
В выводах о биологическом воздействии авторы пишут, что комбинированное воздействие газообразных продуктов термоокислительной деструкции, выделяемых изделием из ППУ, вызывает у подопытных животных развитие токсического эффекта с преобладанием в клинике отравления удушья (в период затравки) с последующим изменением функционального состояния нервной системы в сторону повышения возбудимости, снижения потребления кислорода и изменения картины периферической крови.
О долговечности полимеров, очевидно, надо доверять самим химикам, которые, заявляют, что преимущественный срок эксплуатации полимерных материалов 15-20 лет. Авторы статьи упоминают о панелях с ППУ 50-летнего срока.
Но каково состояние наполнителя? Сохранили ли теплозащитные свойства эти панели? А что делать с ними, когда выяснится, что цел только металл?
На основании изложенного, исходя из высокой энергоёмкости, загрязнения среды, высокой опасности при эксплуатации, смертельной – при пожарах, низком сроке эксплуатации, проблемах при утилизации и невозможности рециклирования сэндвич-панелей с ППУ, следовало бы, если уж не запретить их производство, то применять с большой осторожностью и уж ни в коем случае ни для хранения продуктов, ни для жилых помещений.