Все о трехслойных стеновых панелях: виды и особенности применения

Трехслойные стеновые панели — новая разработка строительной инженерии. Она направлена на качества материала, отличающегося повышенной прочностью. Благодаря слоистости их назвали стеновые панели-сэндвичи. Наряду с внешней отделкой фасадов они годятся и для внутренней отделки домов.

Выбираем стеновые панели

1.1. Металлическая облицовка

В качестве обшивок используется оцинкованный стальной лист с защитно-декоративным лакокрасочным покрытием по ГОСТ 14918-80, ГОСТ Р 52246-2004.

При прокате сэндвич-панелей, стандартом является толщина металла 0,5 мм. Под заказ возможно использование стального листа толщиной 0,45 мм, 0,6 мм, 0,7 мм.

Таблица 1. Технические характеристики стали для сэндвич-панелей.

1.2. Полимерные покрытия

Структура стального листа с полимерным покрытием:

Типы покрытий:

Полиэстер (Polyester) – полиэфирное покрытие. Применяется для наружных и внутренних работ. Устойчиво к атмосферным воздействиям и коррозии. Подходит для всех климатических поясов.

Толщина покрытия — 25 мкм.

Пурал (Pural) – полиуретановое покрытие. Практически не подвержен механическим воздействиям, воздействиям ультрафиолета, химически активных компонентов, что обеспечивает продолжительный срок службы, не теряет цвет, целостность покрытия. Толщина покрытия 25 мкм. Применяется для наружных и внутренних работ.

ПВДФ (PVDF) – поливинилдифторидное покрытие. Покрытие состоит из 80% поливинилфторида и 20% акрила. Преимущества покрытия: высокие антикоррозийные свойства, устойчивость к атмосферным воздействиям и к загрязнению, подходит для наружного применения в любых условиях. Сохраняет свои свойства в диапазоне температур от -60°С до +120°С и обладает хорошей пластичностью.

Пластизоль (PVS) – поливинилхлоридное покрытие. Обладает превосходной пластичностью, устойчиво к царапинам, коррозии и воздействиям окружающей среды. Рекомендуется к применению в тяжелых условиях эксплуатации и в загрязненной окружающей среде. Помимо этого Пластизоль позволяет существенно улучшить внешний вид фасада. Толщина покрытия 200 мкм.

Таблица 2. Виды полимерных покрытий металлических обшивок сэндвич-панелей.

Ремонт таких зданий

Потребность в ремонте может возникнуть, чаще всего, при механических воздействиях на панель. Отремонтировать конструкции из сэндвичей нужно будет в следующих случаях:

• 
  Видимые повреждения фасада (царапины, вмятины). Здесь потребуется зачистка места повреждения, шпатлевка и покраска поверхности. Работы нужно делать как можно быстрее, чтобы стеновая панель не впитала влагу.

• Потребность в демонтаже углов, отливов или нащельников. Снимают с помощью специального строительного инструмента нужные части, заменяя их на новые.

Технология проведения ремонтных работ в каждом конкретном случае подбирается индивидуально. Этапы могут быть следующими:

1. Зашкуривание поврежденного участка абразивным материалом.
2. Использование обезжиривателя для поверхности.
3. Шпатлевание обработанного участка вровень с ремонтируемой поверхностью.
4. Время на высыхание шпатлевки (1 сутки, или больше, в зависимости от показателей атмосферной температуры).
5. Ошкуривание поверхности мелкой шкуркой до гладкости стены.
6. Нанесение слоя двухкомпонентной грунтовки.
7. Высыхание грунтовки (до 6-12 часов).
8. Покраска панели в требуемый цвет.

Мастеру в ремонте понадобятся шпателя, наждак разной зернистости, кисти для грунтовки и краски, шпатлевка, грунтовка и краска. За 2 суток вполне можно сделать ремонт стены. Если здание имеет несколько этажей, или ремонт требуется на большой высоте, приглашают промышленного альпиниста, который выполнит все необходимые работы.

Если требуется выполнить замену уголков, нащельников, то приобретают крепежный элемент и новые уголки (или нащельники, если их меняют). Старые навесные крепежи удаляют. Используют дрель, шуруповерт, саморезы, болты, шурупы, анкеры, в зависимости от требуемого ремонтируемого участка и назначения стены – межкомнатная, внешняя.

Слишком деформированные панели-сэндвич заменяют полностью, поэтому их ремонт бесполезен.

1.3. Цветовые решения

Стандартные цвета по каталогу RAL, применяемые на производстве SteelPanel, покрытие Полиэстер (Polyester):

Возможно изготовление сэндвич-панелей в нестандартных цветах. При выборе нестандартных цветов, покраска металла осуществляется под заказ, что увеличивает срок поставки сэндвич-панелей.

При выборе цветового решения нужно учитывать, что более темные цвета больше подвержены нагреву поверхности, что может привести к тепловым деформациям (вздутие обшивок между креплениями, образование складок на металле в местах крепления). При выборе темных цветов, не рекомендуется применять трехпролетную схему крепления.

В тоже время светлые цвета имеют большую отражательную способность. Светлые поверхности не подвержены перегревам, что сохраняет поверхность сэндвич-панели в изначальном виде.

1.4. Утеплители

Металлические сэндвич-панели производятся с двумя типами утеплителей: базальтовая минеральная вата и пенополистирол.

Базальтовая минеральная вата – теплоизоляционный материал на основе базальта, также называют каменной ватой. Вата имеет волокнистую структуру, поэтому промежутки между волокон заполняются воздухом и обеспечивают высокие теплоизоляционные характеристики.

В сэндвич-панелях для обеспечения жесткости, применяются так называемые ламели. Плита минеральной ваты разрезается на полоски нужной ширины и разворачивается при подаче в линию перпендикулярно металлическим обшивкам (обичайкам). За счет такого направления волокон ваты достигается необходимая прочность на сжатие готовой сэндвич-панели.

Основные преимущества минеральной ваты – низкая теплопроводность, экологичность, группа горючести НГ, устойчивость к химическим воздействиям.

Таблица 3. Теплофизические и механические свойства базальтовой минеральной ваты.

Пенополистирол – теплоизоляционный материал на основе стирола. Производится путем вспенивания (наполнения воздухом) гранул стирола. За счет хорошей наполненности воздухом, имеет высокие теплоизоляционные характеристики. Обладает малым весом, при этом достаточно хорошей жесткостью.

В сэндвич-панелях пенополистирол укладывают готовыми листами, листы плотно прижимаются.

Основные преимущества пенополистирола – влагостойкость, низкий коэффициент теплопроводности, экологичность, при обработке антипиреном может относиться к классу трудногорючих (группа П).

Таблица 4. Теплофизические и механические свойства пенополистирола.

Все утеплители, используемые при производстве сэндвич-панелей сертифицированы и не представляют опасности для человека и окружающей среды.

1.6. Защитная монтажная пленка

Для защиты полимерного покрытия от легких механических повреждений (царапин) во время перевозки, погрузо-разгрузочных работ, монтажа, на поверхность сэндвич-панелей наносят защитную монтажную пленку. После окончания монтажных работ, пленка снимается.

ВАЖНО! Инструкция по использованию защитной пленки:

1. Защитная пленка предназначена для защиты поверхностей от повреждений и загрязнений во время транспортировки и монтажа, а так же от механических воздействий во время обработки (сгибание, нарезка, формирование, штамповка)

2. Все заявленные технические характеристики защитной пленки являются действительными в диапазоне 20 градусов Цельсия. Данная температура является обязательной как для самой пленки, так и для покрываемой поверхности в момент нанесения. Оптимальная температура хранения 15-30°С.

3. При долгом нахождении пленки в неблагоприятных условиях (перепады температур в диапазоне, отличном от рабочих; агрессивная среда и т. д.) ее свойства могут быть утеряны.

4. Не допускается обработка поверхности всеми видами растворителей.

5. Пленка наносится в условиях производства и снимается сразу после монтажа изделия.

6. Хранение поверхностей с нанесенной пленкой под прямыми солнечными лучами недопустимо, т.к. может вызвать изменения свойств клея, что повлечет за собой появление трудностей при снятии пленки с изделия.

7. Для того чтобы на поверхности не остались фрагменты защитной пленки или клея пленку недопустимо снимать при очень низких (не ниже -10°С) и очень высоких температурах воздуха (не выше 40 °С).

8. Срок хранения изделий с нанесенной пленкой не более 1 месяца.

9. Все заявленные требования являются рекомендованными производителем данного типа пленки.

Внимание!

Если условия хранения и использования защитной пленки были нарушены и пленка плохо сдирается, можно локально при температуре приблизительно 60 градусов потихонечку пройтись техническим феном. Если пленка долго находилась на изделии, и после ее удаления остался клей, то его можно удалить техническим спиртом, но ни в коем случае не растворителем.

При применении растворителя, нарушается не только защитная пленка, но и полимерная поверхность сэндвич-панели.

Технология строительства

Прежде, чем начать монтаж стен, изделия очищают от упаковки, проверяют торцы плит и наличие замочковых соединителей.

Если утеплитель выступает за пределы плиты – это недостаток удаляется большими строительными ножницами, и промазывается универсальным строительным клеем. Также при подготовке к монтажу необходимо проверить наличие гидроизоляции для цоколя и пола.

Затем технология установки плиты проводится таким образом:

1. Очистка несущего основания от пыли и грязи.
2. Установление металлического каркаса, поверхность которого обработана антикоррозийным веществом.
3. Установка бутиловой и крепкой уплотнительной ленты (2 изделия) по верху цоколя, по направляющим, которые соединяются с каркасом специальным плотным элементом (ленты полипропилена или минеральной ваты), по внешней стороне планки, с небольшим нахлестом (10 см).
4. Установление уровня, и монтаж первой панели строго по размеченной линии, с верхней части, при шаге 400 (мм).
5. Если монтаж проводится горизонтально, то панели фиксируются пазами вниз.
6. Здесь нужно обработать замочковый механизм герметиком, с одновременным заполнением шва, который будет загерметизирован шнуром (бутилкаучуковым, с диаметром до 8 мм).
7. Поперечные стыки, после соединения панелей, проложить дополнительным слоем утеплителя, с толщиной 2 (см).
8. Затем соединенную часть панелей уплотняют лентой-герметиком и покрывают строительным элементом (фасонным), который нужно укладывать внахлест (5-8 см).

После монтажа панелей и соединения друг другом, их обязательно прикручивают к металлической конструкции саморезами, и закрепляют герметичными уплотнителями.

Во время работы резать металлические панели лучше всего циркулярной пилой, по размеченному карандашом и строительной рулеткой месту, а ОСП или пластиковые – режут ручной ножовкой, бензопилой или электролобзиком.

Полная статья о тонкостях возведения стен их сэндвичей здесь.

2.1. Таблицы с характеристиками

Таблица 5. Характеристики стеновых сэндвич-панелей с утеплителем минеральная вата.

Таблица 6. Характеристики кровельных сэндвич-панелей с утеплителем минеральная вата.

Таблица 7. Характеристики стеновых сэндвич-панелей с утеплителем пенополистирол.

Таблица 8. Характеристики кровельных сэндвич-панелей с утеплителем пенополистирол.

2.2. Звукоизоляция

Таблица 9. Звукоизоляционные характеристики стеновых и кровельных сэндвич-панелей с минераловатным утеплителем.

Rw – изоляция воздушного шума, является нормируемым параметром параметром звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий производственных предприятий.

Ra – представляющая собой изоляцию внешнего шума, производимого потоком городского транспорта, является нормируемым параметром звукоизоляции наружных ограждающих конструкций.

Нормируемые параметры регламентируются:

— СП 51.13330.2011 «Защита от шума»,

— СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»,

— СП 23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий»,

— ГОСТ 27296-87 (СТ СЭВ 4866-84) «Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения».

Новый материал для фасадов

Новинка прошла тесты на соответствие нормативам и заняла свое место среди других строительных материалов. Если рассмотреть стеновые панели с точки зрения габаритов, их ширина составляет от 280 до 300 мм, а длина до 6 метров.

Материал включает в себя железобетонную основу, которая выполняет несущие функции, слой теплоизоляции и декоративный слой, который не нуждается в штукатурке и полностью пригоден под покраску или поклейку обоев.

Структура закрепляется с помощью стальных элементов, приваренных к закладным элементам. Как результат, трехслойные железобетонные стеновые панели обладают повышенной прочностью, и сопротивляемостью к штормовой погоде, климатическим аномалиям, вандализму. Новая разработка в настоящий момент широко распространена, востребована и пользуется популярностью. Фото – веское тому доказательство.

Срок эксплуатации панелей составляет более 30 лет. Среди прочих достоинств можно отметить ярко выраженную стойкость к дождливой погоде и нашествию огня.

2.3. Несущая способность

Несущая способность – это максимальная нагрузка без потери функциональных качеств, которую может нести конструкция, ее элементы, а также грунты оснований.

Расчет несущей способности произведен в соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Стеновые сэндвич-панели

Расчеты несущей способности стеновых сэндвич-панелей учитывают, что плотно вклеенный утеплитель, помогает распределению напряжений при нагрузках и воспринимает усилия сдвига, при этом металлические обшивки подвержены растяжению и сжатию.

В расчете не учитывается, возможное изменение формы панелей (вырезы, обрезы краев и прочее). Для стеновых панелей вычислены предельные состояния несущей способности. Значения, указанные в таблицах, являются справочным материалом и должны рассчитываться при проведении проектных работ.

Расчеты проведены с учетом следующих упрощений и допущений:

— толщина сэндвич-панели указана по толщине утеплителя,

— толщина металлических обшивок 0,6 мм,

— ширина внешних опор не менее 40 мм,

— ширина внутренних опор не менее 70 мм,

— допускаемый прогиб панели 1/100 L пролета,

— при определении предельного прогиба учтена разность температур наружной и внутренней металлических обшивок t=55°C.

Таблица 10. Расчетная несущая способность стеновых сэндвич-панелей с минеральной ватой.

Рис.1. График несущей способности стеновых сэндвич-панелей с минеральной ватой при равномерно распределенной нагрузке. Схема нагружения – однопролетная.

Таблица 11. Расчетная несущая способность стеновых сэндвич-панелей с пенополистиролом.

Рис.2. График несущей способности стеновых сэндвич-панелей с пенополистиролом при равномерно распределенной нагрузке. Схема нагружения – однопролетная.

Преимущества и недостатки трехслойного материала

Плюсами использования сэндвич-панелей являются:

1. Широкий круг возведения объектов:
   промышленные(ангары, склады, площади для производственных нужд);
2. общественно-бытовые (торговые точки, бытовки, офисные помещения);
3. автотранспортные (заправочные, моечные, ремонтные);
4. спортивные (тренировочные залы, ледовые катки и для скейтбординга);
5. сельхозназначения (помещения для птицы и животных);
6. санитарные (медицинские здания разной направленности);
7. холодильники (складские помещения с пониженной температурой).
8. Высокая степень пожаробезопасности. Панели относят к группе «НГ», считающейся негорючей, благодаря особой технологии производства. Сами загореться не могут. В случае сильного возгорания, способны выдержать тепловую нагрузку, до массивного пожара, 2 часа.
9. Экологичность. Выполнены из чистых природных материалов, не вызывающих аллергию у людей.
10. Малый вес. Легкость монтажа способствует окончанию строительства в самые краткие сроки. Плиты легко монтировать, благодаря замочковым соединителям от производителя.
11. Наличие положительных характеристик:
    высокая влагостойкость;
12. прочность и надежность;
13. хорошие изоляционные качества (звук, посторонние шумы);
14. небольшая толщина (в пределах 40-200 мм).
15. Высокий уровень теплоизоляции, позволяющей создавать надежный защитный слой стены в условиях низких зимних температур.
16. Простота ухода и отсутствие необходимости в декоративной отделке.
17. Разнообразие декоративного оформления (большое разнообразие разных оттенков и рисунков на плитах.
18. Доступная стоимость на изделия, позволяющая за небольшие денежные средства получить теплое помещение.

Минусами панелей-сэндвич считают:

1. Строгое соблюдение требований к монтажу стен, в соответствии с правилами ГОСТа и СНиПов.
2. Хрупкость конструкции при неаккуратной эксплуатации. Требует бережного обращения, так как не подлежит ремонту, а нуждается в замене на новое изделие.
3. Особое требование к конструкции. Поскольку она является самонесущей, то она не должна эксплуатироваться с дополнительными нагрузками.

Судя по перечисленному описанию качеств плит, плюсов их использования намного больше, чем минусов.

Внешняя часть плит редко повреждается, особенно при транспортировке до места строительства. Но, если такое происходит, то царапину легко замазать подходящим по цвету красителем.

Дополнительно о плюсах и минусах информация тут.

Кровельные сэндвич-панели

Расчеты несущей способности стеновых сэндвич-панелей учитывают, что плотно вклеенный утеплитель, помогает распределению напряжений при нагрузках и воспринимает усилия сдвига, при этом металлические обшивки подвержены растяжению и сжатию.

В расчете не учитывается, возможное изменение формы панелей (вырезы, обрезы краев и прочее). Для стеновых панелей вычислены предельные состояния несущей способности. Значения, указанные в таблицах, являются справочным материалом и должны рассчитываться при проведении проектных работ.

Расчеты проведены с учетом следующих упрощений и допущений:

— толщина сэндвич-панели указана по толщине утеплителя,

— толщина металлических обшивок 0,6 мм,

— ширина внешних опор не менее 60 мм,

— ширина внутренних опор не менее 80 мм,

— допускаемый прогиб панели 1/100 L пролета,

— при расчете учтена собственная масса панелей и сосредоточенная нагрузка величиной 100 кгс в середине пролета

Таблица 12. Расчетная несущая способность кровельных сэндвич-панелей с минеральной ватой

Рис.3. График несущей способности кровельных сэндвич-панелей с минеральной ватой при равномерно распределенной нагрузке. Схема нагружения – однопролетная.

Таблица 13. Расчетная несущая способность кровельных сэндвич-панелей с пенополистиролом

Рис.4. График несущей способности кровельных сэндвич-панелей с пенополистиролом при равномерно распределенной нагрузке. Схема нагружения – однопролетная.

Средняя цена на рынке

В РФ средняя стоимость изделий по типам примерно может составлять при толщине от 100 (мм):

1. Стеновые для промышленных зданий – от 1000 руб./м2.
2. Кровельные – от 900 руб./м2.
3. Стеновые для жилых помещений – от 1200 руб./м2.

Расчет необходимого количества панелей проводится, согласно проекту дома. Лучше всего его доверить профессиональным специалистам – мастерам своего дела.

В расчете они будут учитывать:

• общую площадь дома;
• высоту и длину стен;
• этажность;
• форму фронтонов;
• чердака;
• прибавят процентную прибавку изделий (+15%);
• учтут наличие в плане межкомнатных перегородок, с распределением панелей.

Онлайн-калькулятор для расчета сэндвич-панелей можно посмотреть здесь.

Подробнее о ценах и расчетах на строительство в этой статье.

2.4. Выбор длины пролета в зависимости от температуры

Из-за разницы температур наружной и внутренней поверхностей металлических листов, может происходить вздутие (коробление) обшивок в местах наибольших напряжений. Чаще всего такое происходит на солнечной стороне зданий. Причем температура нагреваемой солнцем обшивки во многом зависит от цвета и его отражательной способности. Все цвета условно разбивают на три группы с различными свойствами (см. таблицу 12).

Во избежание деформации металлических обшивок панелей, находящихся под регулярным воздействием солнца, необходимо ограничивать длину пролета таким образом, чтобы возникающее в процессе эксплуатации напряжение металла было меньше максимально допустимых значений. Максимальные длины пролетов при неразрезной схеме крепления указаны в таблицах 13, 14.

Таблица 12. Группы цветов металла по отражательной способности.

Таблица 13. Максимальные длины пролетов стеновых сэндвич-панелей

Таблица 14. Максимальные длины пролетов кровельных сэндвич-панелей

Сроки монтажа

Примерные сроки возведения стен из сэндвич-панелей, например, профессиональной строительной компанией, с наличием необходимого инструмента, оборудования и транспорта, составят такой период:

• Составление и одобрение проекта – до 1 месяца.
• Постройка фундамента (в зависимости от выбранного и согласованного с инженером варианта):
  ленточный – 5-7 дней;
• ЖБ-свайный – 1-2.
• Изготовление и транспортировка панелей нужного размера – 5-6 дней.
• Возведение стен дома, например, площадью 120 м2 – до 3-4-х недель.

Итого: общий итог работ примерно составил – 2, 5 месяца. Если будущие владельцы постройки захотят построить надежное здание, которое должно прослужить более 30 лет, то, согласно строительным нормам, нужно дать сделанному фундаменту время на усадку.

Для ленточного фундамента – это время составляет до 6 месяцев. Осенью сделать фундамент, весной – возвести стены. Но, если заказчик торопится, и это ему не принципиально, то можно обойтись и без ожидания усадки.

2.5. Теплопроводность

Расчет теплоизоляционных характеристик регламентируется следующими документами:

— СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»,

— СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»,

— СТО 00044807-001-2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий»,

— СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника»,

— СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Таблица 15. Теплоизоляционные характеристики стеновых и кровельных сэндвич-панелей.

Таблица 16. Минимальная толщина стеновых и кровельных сэндвич-панелей по областным и региональным центрам России по группам зданий.