Panoul sandwich ( eng. sandwich - sandwich multistrat ) este un material de construcție care are o structură cu trei straturi constând din două foi de material rigid ( metal , PVC , plăci de fibre , placă de magnezit) și un strat de izolație între ele. Toate părțile panourilor sandwich sunt lipite împreună prin presare la cald sau la rece . În funcție de scop, se disting panourile de acoperiș și de perete.
În construcțiile rezidențiale, panourile sandwich sunt utilizate pentru construcția de case prefabricate cu cadru [1] . În construcții, se folosește un panou izolat portant (SIP, din engleza SIP, Structural Insulated Panel), care constă din două plăci de toroane orientate (OSB sau OSB), între care se lipește un strat de izolație solidă ( polistiren expandat ). sub presiune sau spuma poliuretanică este pompată sub presiune (PUR).
În construcțiile comerciale, panourile sandwich sunt utilizate pentru construcția de clădiri prefabricate pe bază de cadru metalic [2] [3] (ateliere industriale, spălătorii auto, centre comerciale [4] , clădiri agricole, facilități sportive [5] [6] , etc.) . Ca structuri de închidere a unor astfel de clădiri, se folosesc panouri sandwich acoperite cu metal, care au o bază polimerică și servesc ca finisaj, atât din exteriorul clădirilor prefabricate, cât și din interior.
În 1930, arhitectul american Frank Lloyd Wright a folosit pentru prima dată panouri sandwich tip fagure în proiectarea căsuței cu un etaj „Unsonian”, care a fost concepută ca un exemplu de locuință economică. Panourile sandwich dezvoltate de Wright au avut o serie de dezavantaje, dar obiectivul principal al invenției a fost acela de a combina estetica și ușurința de utilizare în panouri.
Arhitectul american din anii 1950 Alden B. Dow student al lui Wright și fratele CEO-ului Dow Chemical , creează panouri sandwich ergonomice cu trei straturi, cu poliester și placaj. Materialul este folosit pentru a construi The Sandwich Panel House #1, cunoscută și sub numele de Paul N. Sutton Residence, la 4619 Concord Court din Midland, Michigan [7] .
În mai 1959, compania americană Koppers Inc. a început pentru prima dată producția de masă de panouri sandwich pentru construcția de clădiri rezidențiale. Pentru a face acest lucru, compania a transformat atelierul fostei fabrici de autoturisme Hundson din Detroit. Panourile sandwich sub marca Dylite au fost produse pe bază de polistiren [8] , placajul a fost folosit și ca piele [9] .
În anii 1960, compania americană Alside Home Program a reușit să reducă semnificativ timpul de producție al panourilor sandwich de la câteva ore la 20 de minute. Cu toate acestea, a existat o cerere mică pentru panouri sandwich, astfel încât compania a dat faliment în scurt timp [9] .
Potrivit asociației EPIC (Engineered Panels in Construction), tehnologia panourilor sandwich umplute cu spumă de poliizocianurat (PIR) și spumă poliuretanică (PUR) a apărut în anii 70 [10] . Până la mijlocul anilor 80, astfel de panouri erau montate direct pe șantier, totuși, la începutul anilor 90, primele panouri sandwich cu miez de spumă poliuretanică au apărut ca produs final. Până la sfârșitul anilor 90, astfel de panouri ocupau deja 40% din piața panourilor sandwich [10]
În URSS, producția proprie a apărut abia în 1974 [11] . Primul producător de panouri sandwich cu trei straturi umplute cu spumă poliuretanică (PPU) și vată minerală a fost fabrica de tablă din oțel profilat din Chelyabinsk , situată în orașul Chelyabinsk [12] .
Decizia de înființare a fabricii a fost luată de Comitetul Central al PCUS și de Consiliul de Miniștri al URSS pentru a ajuta Uzina de tractoare Chelyabinsk numită după V.I. Lenin să treacă la producția de tractoare pe șenile de tip T-130 . Mai târziu, la Moscova, rezoluția corespunzătoare a fost semnată de secretarul Comitetului Central al PCUS Brejnev L. și de președintele Consiliului de Miniștri al URSS Kosygin A. nr. 383 din 28 mai 1970. Pe baza listei de obiecte a Ministerului URSS de la Tyazhstroy, guvernul a planificat să construiască mai multe ateliere pe baza fabricii de pardoseli din oțel profilat din Chelyabinsk:
La 4 februarie 1974, Comisia de Stat a semnat un act de acceptare și punere în funcțiune a fabricii de pardoseală din oțel profilat din Chelyabinsk. Fabrica a început să testeze primele loturi de probă de panouri sandwich. La 23 februarie 1975, a început producția de masă de panouri sandwich, programată să coincidă cu Ziua Armatei Sovietice . De-a lungul timpului, uzina a început să răspundă nevoilor a 60% din proiectele de construcție ale URSS.
Unul dintre domeniile promițătoare pentru dezvoltarea panourilor sandwich este crearea de panouri care generează energie electrică. În special, în Elveția, în 2009, a fost dezvoltată o tehnologie pentru producția de panouri sandwich cu o celulă fotoprodusă de Flexcell. Fotocelula este protejată de un strat de fibră de sticlă. Partea interioară a panoului sandwich este umplută cu polimer spumat. Astfel de panouri sandwich au fost folosite pentru construcția uneia dintre clădirile Școlii Politehnice Federale din Lausanne (Elveția) [13] .
Există două tipuri de profile: perete și acoperiș.
Panourile sandwich de perete în funcție de tipul de profil exterior sunt împărțite în netede, profilate simple și profilate decorative (siding și buștean). Panourile sandwich pentru acoperiș pot fi profilate pe ambele părți sau numai pe exterior.
Ca încălzitor este utilizat:
Unul dintre cele mai populare materiale de izolare pentru panouri sandwich. Fibra de bazalt este produsă din topituri de silicați de roci , zguri sau combinații ale acestora. De regulă, panourile cu vată minerală sunt relevante pentru construcția de clădiri cu design simplu, a căror reparație, dacă este necesar, va fi efectuată foarte rapid. Vata minerala este valoroasa deoarece nu suporta arderea deschisa ; oferă indicatori excelenți ai izolației termice și fonice, suportă fluctuațiile de temperatură, expunerea la substanțe agresive.
Are o structură celulară. Se distinge printr-o combinație unică de ușurință și rezistență . Durabilitatea funcționării PPU nu depinde de nivelul de umiditate ambientală . Panourile cu spumă poliuretanică asigură un nivel ridicat de izolare hidro și termică. PPU nu este afectat de mucegai , ciuperci, insecte și rozătoare, precum și de alți factori biologici adversi. Spuma poliuretanică aparține categoriei materialelor cu ardere lentă, în special soiul său poliizocianurat (PIR). Când este expus la o flacără deschisă, pe suprafața PIR se formează o crustă de matrice de carbon, împiedicând propagarea ulterioară a flăcării și contribuind la auto-stingerea materialului. .
Material ușor cu structură celulară. Acesta este un încălzitor care este utilizat pe scară largă în construcția de ateliere, depozite, pavilioane comerciale, frigidere, case de țară și clădiri rezidențiale folosind „tehnologia canadiană” și așa mai departe. Panourile sandwich cu polistiren expandat se monteaza/demonteaza in scurt timp.
Este un material specific produs din cele mai fine fire de sticlă. Panourile din fibră de sticlă sunt solicitate în principal datorită proprietăților lor de absorbție a sunetului. În caracteristicile generale, fibra de sticlă este similară cu fibrele de bazalt. Este neinflamabil, prietenos cu mediul, convenabil pentru transport și instalare. Se remarcă o bună rezistență la substanțe chimice. Panourile sandwich din fibră de sticlă nu pot fi folosite la temperaturi peste 400°C.
Panourile de tip fagure au o rezistență bună la apă, majoritatea acizilor, alcalii și sărurilor. De asemenea, se caracterizează prin conductivitate termică scăzută, rezistență ridicată la compresiune și greutate redusă. Protecția panourilor de tip fagure de foc și radiații ultraviolete este asigurată prin alegerea corectă a materialelor de acoperire (de exemplu, aluminiu, MDF, PAL, acril, fibră de sticlă etc.).
Straturile exterioare ale panourilor sandwich sunt de obicei realizate din oțel galvanizat, dar pot fi realizate și din alte materiale, în special din compozite din așchii de lemn. Pentru o acoperire din oțel, compoziția stratului suplimentar este importantă, a cărei calitate determină în mare măsură caracteristicile panourilor sandwich (durată de viață, decolorare etc.).
Principalele materiale utilizate ca acoperire pentru panourile sandwich: oțel galvanizat, aluzinc, gips-carton, plastisol, polidifluorionad, poliester, pural.
Pentru un panou sandwich acoperit cu oțel, gama de nuanțe este determinată în funcție de cataloagele internaționale de culori RR (RaColor - 22 culori de bază ) și RAL (RAL 841 GL - 202 culori, RAL 840 HR - 17 culori). Atunci când alegeți o culoare, se ia în considerare capacitatea acesteia de absorbție a luminii / reflectare a luminii, deoarece, în combinație cu caracteristicile mediului, această condiție va determina în mare măsură durata de viață generală a clădirii.
Cel mai important parametru de eficiență energetică al panourilor sandwich este rezistența termică (R0), care ține cont de pierderile de căldură în partea de blocare a structurii. Rezistența minimă redusă la transferul de căldură (la 25 °C) pentru panourile sandwich de înaltă calitate este dată în tabel:
| Grosimea panoului, mm | Rezistență termică, m 2 * K / W | |
| Vata minerala | spuma poliuretanica | |
| 40 | - | 1.9 |
| 60 | - | 2.8 |
| 80 | 2.1 | 3.7 |
| 100 | 2.6 | 4.5 |
| 120 | 3.1 | 5.5 |
| 140 | 3.5 | 6.3 |
| 160 | 4.1 | 7.1 |
| 180 | 4.5 | 8.3 |
| 200 | 5.0 | 9,0 |
O structură de clădire din panouri sandwich poate fi considerată eficientă energetic dacă permeabilitatea sa la aer este mai mică de 1,5 m 3 /m 2 h. În același timp, cele mai bune mostre de panouri pot obține o permeabilitate la aer în intervalul 0,6-0,9 m 3 /m 2 oră.
Pe lângă cele clasice (lipite), există un alt tip de panouri sandwich - acestea sunt panouri de asamblare element cu element. Principala diferență față de panourile clasice este că acestea sunt asamblate și montate direct pe șantier din trei tipuri de componente: un profil de casetă autoportant (baza panoului de asamblare element cu element), izolație și, de regulă, , carton ondulat ca strat exterior. Astfel de panouri sunt mai economice, dar și mai laborioase la instalarea clădirilor prefabricate.
| Materiale de construcție | |
|---|---|
| Structural | |
| Acoperișuri | |
| Finisare | |
| Substituenți | |
| Astringente | |