(SIP) панели

Структурные теплоизоляционные панели появились на свет в 1950 году,
когда Элдэн Доу архитектор и брат основателя крупнейшей в мире
химической корпорации Доу Кемикл, в порядке эксперимента
запрессовал между двумя листами толстой фанеры утеплитель,
напоминающий пенополистирол. Из готовых сэндвич панелей он
построил несколько коттеджей в Чикаго. В этих модульных зданиях
горожане живут с комфортом до сих пор. Современные строительные
материалы позволяют изготавливать панели для малоэтажного
строительства очень высокого качества.
Надежность
Технология строительства из SIP-панелей
Фундамент
Строительные нормы рекомендуют закладывать фундаменты на глубину
промерзания грунта. Сооружение фундамента на такой глубине сопряжено
с большим объемом земляных работ, и соответственно, со значительными
расходами. За счет легкости конструкций из SIP панелей значительно
уменьшается нагрузка на фундамент и появляется возможность удешевить
его.
При проектировании и строительстве зданий из SIP панелей наиболее
целесообразно использовать ленточный малозаглубленный фундамент
или столбчатый, который позволяет значительно сократить расход материалов и снизить трудозатраты.
Такой фундамент является надежным и экономически оправданным.
Темпы строительства
Как минимум в 20 раз быстрее традиционных методов (по существующим нормам для возведения 1м2
кирпичной стены толщиной 62 см каменщику требуется 4,33 часа, т.е. 260 минут, а для возведения 1м2 стены
из SIP - панели рабочему требуется 2 минуты!).
Затраты на отопление
В 5 - 6 раз меньше, чем на отопление стандартного кирпичного дома (коэффициент сопротивления
теплопередаче пенополистирола составляет 0,041 Вт/мК, что в 20 раз меньше подобного показателя
кирпичной стены). Практика показала, что в период постоянного роста цен на отопление, подобное здание
полностью себя окупает в течение 10 лет только по экономии средств на обогрев. При этом владельцу здания
нет необходимости приобретать мощную и, соответственно, дорогостоящую отопительную установку.
Экологическая чистота
В развитых странах мира из пенополистирола строят больницы, дома для престарелых, а ведь к этим
зданиям предъявляются требования выше обычных. Даже люди с аллергией и астмой специально строят
себе дома из этого материала.
Долговечность
Благодаря уникальным свойствам ОСП – 3 (применяется синтетический воск, добавляются соли борной
кислоты) увеличиваются защитные свойства плиты. Панели не подвержены впитыванию влаги, гниению, а так
же обладает высокой устойчивостью к перепадам температуры от – 50 до + 50 0С.
В Финляндии, Канаде, США и других европейских странах есть коттеджи, построенные из SIP - панелей более
40 лет назад. Рассчитанный срок службы 80 лет.
Прочность
Дома из SIP панелей выдерживают перепады температур от −60 до
+60 С, максимальные снеговые нагрузки, ураганные ветры и
землетрясения до 8 баллов. По долговечности и прочности они
превосходят строения из бруса и бревна. Конструктивно они примерно
в 4 раза прочнее (на сжатие и излом) деревянно-каркасных домов.
За счет монолитного склеивания 1 панель шириной 1,25м,
выдерживает вертикальную нагрузку 10 тонн и поперечную нагрузку 2
тонны на 1м² (для строительства коттеджей достаточно 350 кг. на 1м²).
Отсутствие «мостиков холода»
Благодаря оригинальному креплению панелей между собой, а так же благодаря использовованию
проставочных балок из SIP панелей. Влагостойкость, устойчивость к гниению, плесени, атмосферным
явлениям.
Огнестойкость
При отделке внутренних стен гипсокартоном предел огнестойкости конструкций составляет около 1 часа.
Сама конструкция панелей не позволяет им деформироваться, но даже в случае их обрушения они не
создают опасности для жизни людей из-за своего малого объемного веса.
Малый вес конструкции
Позволяет надстраивать этажи даже на деревянные дома без дополнительной нагрузки на фундамент.
Размер панели
Вес одной панели (кг)
вес кв.м. (кг)
2500х1250х70
40,5
12,96
2500х1250х120
42,5
13,6
2500х1250х170
44,5
14,24
2500х1250х200
46,5
14,88
Сейсмостойкость
До 9 баллов.
Мобильность
Возможно перемещение сооружений с помощью крана.
Легкость монтажа
Отсутствует необходимость использования тяжелой строительной техники: весь комплект дома 150-200 м2
общей площади можно перевезти в 2 еврофурах, при этом непосредственно на монтаже самого дома
практически не задействуются грузоподъемные механизмы, что позволяет строить дома в труднодоступных
местах. Одновременно наша система может быть крайне эффективно использована при ликвидации
чрезвычайных ситуаций.
Сертификация
SIP-панели сертифицированы органом по сертификации продукции в строительстве, также на них получены
гигиенический сертификат и сертификат пожарной безопасности.
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ SIP
В основе северо-американской технологии строительства лежит
использование конструкционной теплоизоляционной панели (КТП
или SIP) для основных элементов здания: стен, перекрытий и
кровельных конструкций.
Необходимо отметить, что данная технология — это не каркасное, а
панельное домостроение, т. е. при строительстве не используется
отдельно возводимый каркас здания. Его роль выполняют верхний и
нижний обвязочный брус панелей, а сами панели являются
основным несущим элементом конструкции. Это значит, что Ваш дом
будет не только основательно прочным, но и долговечным.
В настоящее время методика панельного домостроения считается
одной из лучших по совокупности современных требований,
предъявляемых к жилым домам во всем мире. Панельные
термодома не уступают домам деревянным и каменным, а в чем-то и превосходят их. Такие коттеджи
вызывают повышенный спрос благодаря их высокому архитектурному качеству, невысокой себестоимости,
большой долговечности и экономичности в эксплуатации. Именно в таких панельных домах проживает
большая часть населения США, Канады, Норвегии, Финляндии, Германии.
Конструкция КТП (SIP) панели
Конструкционная теплоизоляционная панель — состоит из двух ориентированных стружечных плит ОСП
(OSB-3), между которыми под давлением приклеивается слой твердого пенополистирола в качестве
утеплителя. Толщина панелей в готовом виде составляет от 70 мм до 226 мм. Размеры панелей 2.5×1.25м
или 2,8×1,25м.
Такая панель обладает исключительными энергосберегающими свойствами и имеет высокую прочность.
Стены и углы домов, собранных по этой технологии, идеально ровные и прямые. Кроме того, монтаж домов
производится в любое время года, построенные дома долговечны и обладают отличными
эксплуатационными характеристиками.
ОСП (OSB) — ориентированно стружечная плита
ОСП — спрессованная древесностружечная плита с ориентированной плоской
щепой. Это первая плита древесного происхождения, разработанная
специально для строительства.
Прямоугольные узкие щепки толщиной 0,5 — 0,7мм. и длиной до 140мм.
укладываются в три слоя, причем щепа в наружных слоях плиты располагается
вдоль главной оси плиты, а во внутреннем слое — перпендикулярно главной
оси. Благодаря такой ориентации плоской длинноразмерной щепы получается
конструкционный материал с анизотропными свойствами — повышенной
прочностью на изгиб и повышенной упругой прочностью вдоль главной оси
плиты.
Процесс прессовки проходит в условиях высокого давления и высокой
температуры, с использованием водостойкой смолы.
По сути, ОСП — это «улучшенная древесина» — более прочная и эластичная
— за счет сохранения в плоской щепе всех полезных свойств массива древесины, при отсутствии таких
дефектов как сучки и изменение направления волокон в связи с естественными условиями роста дерева.
Связующая и специальная обработка поверхности обеспечивают водостойкость, устойчивость к гниению,
плесени и атмосферным воздействиям, значительно превышающие сходные характеристики массива
древесины. Плиты ОСП устойчивы к изменению погодных условий (влажность, температура), легко пилятся,
сверлятся и обрабатываются любым инструментом, предназначенным для работы с древесиной.
Существенным отличием плит ОСП от других плитных материалов является то, что прочностные свойства и
способность удерживать крепеж обеспечиваются характером укладки щепы — при нагружении в процессе
эксплуатации длинные стрэнды передают нагрузку друг через друга, образуя единый конструкционный
элемент, свободный от концентраторов напряжений, и сочетающий в себе высокую прочность с высокой
эластичностью. Крепеж (шурупы, кольцевые гвозди, строительные скобы и пр.) удерживается
многочисленными тонкими щепами, ориентированными в плоскости, перпендикулярной к оси крепежных
элементов.
Традиционно основным материалом для производства плит ОСП является сосна или осина. Плиты ОСП
содержат до 97% древесины — это одна из самых экологически чистых древесных плит — как в отношении
производства, так и в отношении готовой продукции. Низкая доля связующего дает не только экологическую
безопасность, но и все прочие полезные эксплуатационные и производственные свойства древесины —
легкость (плотность плиты — около 650 кг/куб. м.), низкую теплопроводность, хорошее звукопоглощение,
хорошую обрабатываемость и эстетичный внешний вид.
Важнейшее преимущество технологии — отличные энергосберегающие характеристики. Обеспечивается это,
прежде всего, за счет системы утепления.
Пенополистирол
Пенополистирол (ПСБ-С) — экологически чистый, нетоксичный тепло- и звукоизоляционный материал,
применяемый в строительстве на протяжении уже 50 лет и зарекомендовавший себя как наиболее
экономичный, удобный в применении и обладающий низкой степенью теплопроводности и
паропроницаемости. В настоящее время в Европе более 60% всего производимого пенополистирола
используется для целей теплоизоляции.
Пенополистирол является нейтральным материалом, не выделяющим никаких вредных для человека и его
окружения веществ и не имеет ограниченного срока годности. Он экологичен в процессе работы с ним, а
также весь период дальнейшей эксплуатации. Пенополистирол долговечен, не дает трещин, не является
питательной средой для микроорганизмов, грызунов и другой живности, не загнивает, не плесневеет и не
разлагается. Воздухопроницаемость позволяет зданию дышать.
Пенополистирол относится к той группе пластмасс, которые при горении выделяют точно такие же газы, как и
при сжигании древесины или пробки. Современные пенопласты производят в огнестойком (самозатухающем)
исполнении.
Влага не влияет на теплоизолирующие свойства этого материала и не вызывает образование в нем бактерий
и плесени, что позволяет широко использовать пенополистирол даже в пищевой промышленности.
Пенополистирол устойчив к воздействию химических и биологических сред. Он отлично переносит
присутствие асфальтовых эмульсий, рубероида с асфальтовым покрытием, искусственных удобрений,
каустической соды, аммония, жидких удобрений, вспененных красок, мыла и смягчающих растворов, цемента,
гипса, извести, растворов соли (в том числе морской воды) и всякого рода грунтовых вод.
Экологичность
Признак высокого уровня – забота не только о себе, но и о будущем. Давайте думать о будущем наших детей
и внуков!
Экологичность сэндвич-панелей чрезвычайно высока не только в сравнении с другими видами аналогичных
стройматериалов, но и сама по себе, удовлетворяя самым высоким требованиям экологической
безопасности.
Сэндвич-панель состоит из ОСП-плит и слоя пенополистирола. ОСП-плита, в свою очередь, на 90 %
содержит древесную стружку, полученную при санитарной вырубке леса. Остальные 10 % составляют
натуральные смолы, наполнители и отвердители, синтетический воск и соль борной кислоты, которая
усиливает защитные свойства ОСП.
Пенополистирол производится из экологически безопасного вещества – стирола, использование которого
совершенно не ограничено и не производит никакого пагубного воздействия на окружающую среду и
человека. Данный материал гипоалергенен, значительный объем мирового производства пенополистирола
идет на изготовление пищевой упаковки и посуды.
Как пенополистирол, так и вся сэндвич-панель не выделяют в атмосферу формальдегид, фенол,
толуилендиизоцианат, бутанол, этилацетат и другие вредные вещества – именно поэтому их используют для
строительства, в том числе, социальных и медицинских учреждений, а проживание в домах, построенных с
использованием сэндвич-панелей благотворно сказывается на состоянии аллергиков и астматиков.
Технические характеристики SIP панелей
Предельная осевая нагрузка на наружную стену в
зависимости от силы ветра [кг/м2]
Ветровая нагрузка, w [кг/м2]
Высота, L, мм
24,4
48,83
73,25
97,66
Прогиб
L/180
L/240
L/360
L/180
L/240
L/360
L/180
L/240
L/360
L/180
L/240
L/360
2500
4082
4082
4082
2506
2506
2506
3452
3452
3452
3156
3156
3156
Расчетная нагрузка на панель перекрытия [кг/м2]
Прогиб
Пролет
3050
3660
4270
4880
5490
L/360
340
236
172
122
95
L/240
454
358
259
186
141
Стены превышают на 12%, а перекрытия на 36% требования строительных норм для индивидуальных домов.
Расчетные характеристики SIP-панелей по
звукоизоляции
общая толщина,
мм
звукопоглащающий слой
расчетное значение
изоляции
область применения
плотность
кг/м3
толщина,
мм
120
25
100
44
Наружные и внутренние стены и
перегородки
160
25
140
56
Наружные и внутренние стены и
перегородки
200
25
180
74
Перекрытия, покрытия, кровля
- для жилых помещений предельный уровень шума 50 дБ
- для комнат общежитий, гостиниц 1ой категории 48 дБ
- перекрытие между комнатами в 2х этажном доме 41 дБ
Теплотехнические показатели
Теплотехнический расчет для 3х-слойных стеновых панелей с облицовками из ОСП и утеплителем из
пенополистирола марки ПСБ С- 25 толщиной утеплителя 100 мм и 150мм дает следующие результаты:
Исходные данные для Московской области:






Толщина ОСП- 12мм;
Толщина пенополистирола- 100мм, 150мм
Расчетная температура наружного воздуха Тн -26оС
Расчетная температура внутреннего воздуха Твн +18оС
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции в 8,7 Вт/(м2 *оС)
Коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции н
23 Вт/(м2 *оС)
Для утеплителя 100мм:
Ro= 1/8,7+2*0,012/0,18+0,1/0,041+1/23= 0,115+0,133+2,439+0,043=2,73 Вт/моС
Для утеплителя 150мм:
Ro= 1/8,7+2*0,012/0,18+0,15/0,041+1/23= 0,115+0,133+3,658+0,043=3,95 Вт/моС
Необходимо, чтобы Ro было больше или равно Rтр. Согласно новому СНиП II-3-79 величина сопротивления
стен теплопередачи Rтр должна быть около 3Вт/моС. Как видно из теплотехнического расчета стены из
данных панелей полностью удовлетворяют требованиям СНиП.
Можно сравнить для примера некоторые виды строительных материалов которые используются для
возведения наружных стен:
Кирпич строительный керамический 510 mm
Ro= 1/8,7+0,51/0,41+1/23=1,4 Вт/моС
Брус 150 mm + обшивка вагонкой
Ro= 1/8,7+0,15/0,18+0,01/0,18+1/23= 1,04 Вт/моС
Брус 150 mm + обшивка кирпичом
Ro= 1/8,7+0,15/0,18+0,12/0,41+1/23= 1,28 Вт/моС
Пенобетон 400 mm
Ro= 1/8,7+0,4/0,21+1/23= 2,06 Вт/моС
Кирпич 380 mm + минвата 75 mm + обшивка
вагонкой
Ro= 1/8,7+0,38/0,41+0,075/0,084+0,01/0,18+1/23= 2,03
Вт/моС
Из расчета видно, что панель с утеплителем из пенополистирола, толщиной 100мм, а тем более 150 мм,
значительно превосходит по своим теплосберегающим свойствам традиционные строительные материалы. А
следовательно затраты на отопление будут значительно меньше в зимнее время, а летом дом не будет
нагреваться от солнечных лучей.
Традиционные материалы и их параметры
Тепло потери за отопительный
сезон, кВт
Затраты на отопление за
сезон, руб.
Кирпич строительный 510 mm
140600
88580
Брус 150 mm + обшивка вагонкой
110194
69425
Брус 150 mm + обшивка кирпичом
103600
25268
Пенобетон 400 mm
96100
60540
Кирпич 380mm + минвата 75mm + обшивка
76680
вагонкой
48300
ОГНЕСТОЙКОСТЬ
Сооружения, возведенные с использованием технологии SIP,
соответствуют первой степени огнестойкости. Сэндвич панели SIP
способны сдерживать огонь до 3 часов. Антипирен, который
входит в состав панели, придает материалу свойство
самозатухания и является существенной преградой для
распространения огня. Опасность удушья также снижается в
случае нахождения внутри коттеджа - при горении сэндвич-панели
выделяют в 7 раз меньше тепловой энергии, чем древесина.
Опыт США и Канады, стран имеющих полувековой опыт
строительства и эксплуатации домов из SIP панелей, показывает,
что только 0,2% случаев гибели людей связаны с разрушением
несущих и ограждающих конструкций (обрушение крыши или стен). Более чем в 90% случаев люди гибнут в
результате отравления продуктами горения того, что находится в зданиях (мебель, бытовая техника и
прочее). Именно эти вещи в подавляющем большинстве (примерно в 10 раз чаще) являются объектами
возгорания, и именно они способствуют распространению огня.
В пожарном отношении древесина (а именно из неё сделан несущий каркас дома из SIP панелей) относится к
сгораемым материалам, но при этом за обугливания она обладает значительной инертностью горения.
Благодаря этому, при горении деревянные элементы довольно долго могут сохранять предел огнестойкости,
не теряя несущей способности. Скорость обугливания или потеря рабочего сечения конструкции при горении
не превышает 0,7 мм в минуту. Вот почему конструкции деревянных домов в целом и домов построенных по
SIP технологии в частности, при пожаре противостоят разрушению дольше чем металлические и
железобетонные, которые могут обрушится в первые 15-20 минут пожара из-за температурных деформаций
металла. Металлические конструкции под действием огня могут терять прочностные показатели на 80%.
Современные же методы огнезащиты позволяют увеличить стойкость деревянных элементов зданий до двух
часов.
Практика показывает: если не выполнен весь комплекс противопожарных мероприятий, ни одно здание
нельзя считать надежным, независимо от используемых конструкционных материалов. Безопасность любого
строения зависит не столько от применяемых для его строительства материалов, сколько от строгого
выполнения правил и мер пожарной безопасности. Дом построенный по технологии SIP может быть
настолько же безопасен, насколько и дома, построенные из «негорючих» строительных материалов.
Материалы, используемые при производстве панелей, имеют сертификаты пожарной безопасности.
Пенополистирол содержат антипирены, придающий материалу свойство самозатухания (т.е. не горит
самостоятельно, без воздействия пламени). Количество выделяемой тепловой энергии при горении с
участием пенополистирола ниже, чем у древесины в 7 раз. После постройки рекомендуется отделать дом
изнутри гипсокартоном (стены абсолютно ровные и гипсокартон крепится без направляющих), а снаружи
любым облицовочным материалом (сайдинг, штукатурка, облицовочный кирпич, вагонка, блок-хауз и
т.д.)Также производится обработка деревянных конструкций огне-биозащитным составом. При отделке
внутренних стен гипсокартоном можно добиться предела огнестойкости конструкций около 1 часа.
Теплоизоляция
Термодома обладают неповторимыми теплоизолирующими свойствами. В вашем доме никогда не будет
жарко или холодно - гармоничная температура сохраняется круглый год!
Благодаря продуманной структуре сэндвич-панели изолируют помещения внутри дома от внешних перепадов
температуры. Термодома с легкостью выдерживают колебания от -50°С до +50°C. Сравнительно тонкая стена
сэндвич-панели по силе сопротивления теплопередаче аналогична кирпичной стене толщиной почти в три
метра.
Даже в суровом северном климате панельный коттедж не требует мощной системы отопления, а значит, его
хозяева ощутимо экономят на электроэнергии - только за счет этой экономии дом окупится не более чем за
10 лет!