Конструкция кровельной
сэндвич-панели
поэлементной сборки без
дополнительного утепления
Здания и сооружения из сэндвич-панелей прочно вошли в практику современного строительства благодаря ряду неоспоримых преимуществ: энергоэффективности, экономичности, простоте монтажа, небольшой массе конструкций, привлекательному внешнему виду, возможности строительства зданий на легких фундаментах и др. Cэндвич- панели применяются как в стеновых, так и в кровельных конструкциях.
По способу производства различают трехслойные (клееные) сэндвич-панели и сэндвич-панели поэлементной сборки.
Клееные сэндвич-панели изготавливают в заводских условиях на специальных технологических линиях и выпускают в виде готового изделия, состоящего из двух слоев тонколистового металла с теплоизоляцией между ними. В качестве теплоизоляции используют плиты из минеральной ваты (на основе стекловолокна или базальтового волокна)*, пенополистирола или пенополиуретана.
Сэндвич-панели поэлементной сборки собираются непосредственно на строительной площадке в процессе монтажа кровельных конструкций. Такие сэндвич-панели состоят из:
• сэндвич-профиля;
• легкой теплоизоляции в полости сэндвич-профиля;
• терморазделяющих полос (ТП) из пенополиэтилена толщиной 4 мм или жесткой минеральной ваты (МВ) толщиной 30 мм;
• гидроизоляционной мембраны;
• наружной облицовки.
Сборные сэндвич-панели в кровельных конструкциях имеют существенные преимущества по сравнению с традиционными трехслойными панелями:
• Только для сэндвич-панелей поэлементной сборки имеется большой выбор кровельных облицовок – металлочерепица, фальцевая кровля, различные виды профлиста.
• Сэндвич-панели поэлементной сборки дают возможность создать кровлю сложной формы, например, — радиусную.
• Малый вес сэндвич-панелей позволяет использовать их даже при реконструкции ветхих кровель, надстройке мансард на уже эксплуатируемых зданиях.
В таких случаях рекомендуется использование негорючих стекловолокнистых плит, применение которых уменьшает общий вес конструкции, а также существенно упрощает погрузочно-разгрузочные работы и монтаж.
• Большая несущая способность сэндвич-профиля допускает его установку при больших пролетах кровли.
• Не требуется применение крановой техники, что облегчает работу в труднодоступных местах или в условиях плотной городской застройки.
• Существует возможность разборки поэлементного сэндвича при необходимости его перевозки (объекты временного использования, военные объекты), а также повторный безремонтный монтаж. Кроме того, любую поврежденную в процессе эксплуатации часть сборного сэндвича (например, фрагмент облицовки) можно заменить, не меняя всю конструкцию целиком.
• Более низкая стоимость сборных конструкций: цена сборных кровельных сэндвич-панелей на 15-45 % ниже цены аналогичных по теплотехническим параметрам клееных панелей.
В России сэндвич-панели поэлементной сборки появились сравнительно недавно. Ранее их составляющие – стальная основа сэндвич-панели и теплоизоляция из стекловолокна — в основном импортировались из стран Западной Европы.
Известная российская компания «Металл Профиль®» в 2003 г. приступила к производству сэндвич-профиля и других комплектующих для сэндвич-панелей поэлементной сборки. В том же году компания ISOVER запустила завод и начала выпуск минеральной ваты на основе стекловолокна в России. В зависимости от требуемых теплотехнических параметров применяются минераловатные плиты на основе стекловолокна ISOVER KL 34 и ISOVER KL 37, ширина которых (610 мм) обеспечивает установку плит «враспор». В качестве терморазделяющего слоя используется жесткая минеральная вата на основе стекловолокна ISOVER RKL 30. Отсутствие усадки, сквозных швов и осыпания – все это свидетельство безупречного качества стекловолокна ISOVER.
Производство комплектующих для изготовления сэндвич- панелей поэлементной сборки на территории России позволило существенно снизить стоимость конструкций, обеспечить их постоянное наличие на складах дилеров и в представительствах компании «Металл Профиль®» и открыть широкие перспективы для внедрения этой прогрессивной технологии на российский строительный рынок.
Как любая новая конструкция, сэндвич поэлементной сборки нуждался в подтверждении своих характеристик по прочности, теплотехнике и пожарной безопасности.
Прочностные характеристики
Проведенные ЦНИИПСК им. Мельникова прочностные расчеты свидетельствуют о надежности конструкций и позволяют обосновать выбор конструкционных решений в зависимости от высоты здания, ветровой и снеговой нагрузки, собственного веса конструкций и т.п. В помощь проектировщикам компания «Металл Профиль»® в сотрудничестве с ЦНИИПСК им. Мельникова разработала рекомендации по проектированию, комплектации и монтажу сэндвич-панелей поэлементной сборки, а также альбом технических решений с рабочими чертежами узлов стеновых и кровельных конструкций.
Теплотехнические характеристики
В конструкции сэндвича поэлементной сборки функцию теплозащиты выполняют теплоизоляционные материалы ISOVER, производимые по запатентованной технологии волокнообразования TEL, позволяющей получать длинное и тонкое стекловолокно.
Для теплотехнического проектирования зданий, возводимых с применением сэндвичей поэлементной сборки производства компании «Металл Профиль»®, в испытательном центре «Стройтест-СибАДИ» с помощью программы «TEMPER-3D» были проведены расчеты приведенного сопротивления теплопередаче различных вариантов подобных конструкций для условий эксплуатации «А» и «Б» с определением температуры внутренней поверхности при различных расчетных температурах наружного воздуха. Эти расчеты также были подтверждены лабораторными испытаниями.
Для расширения географии применения сэндвичей поэлементной сборки по результатам работы был сделан вывод о необходимости разработки новых конструкций с дополнительным утеплением.
Конструкция кровельной сэндвич-
панели поэлементной сборки
с дополнительным утеплением
В 2009 г. компания «Металл Профиль®» совместно с компанией ISOVER разработала новые варианты стеновых и кровельных конструкций сэндвича поэлементной сборки для использования в суровых условиях Урала, Сибири и даже Арктики.
В кровельных конструкциях с дополнительным утеплением общая толщина теплоизоляции теперь доходит до 350 мм. Первый слой теплоизоляции толщиной 100 или 150 мм заполняет полость сэндвич-профилей, второй слой толщиной 50, 100, 150 или 200 мм устанавливается поверх сэндвич-профилей в плоскости Z-образных прогонов.
Поверх утеплителя под кровельной облицовкой устраивается гидроизоляционная мембрана типа Tyvek Soft. Мостики холода между металлическими элементами конструкции устраняются минимизацией площади контакта и использованием терморазделяющих полос из пенополиэтилена.
Увеличение толщины слоя теплоизоляции и устранение мостиков холода обеспечивают высокие теплотехнические характеристики новых вариантов конструкций сэндвич- панелей поэлементной сборки. Это позволяет использовать их в регионах с суровым климатом (к ним относится около 1/3 территории России и значительная часть Казахстана), а также при строительстве зданий с повышенными требованиями к теплозащите (которые, в частности, приняты в Беларуси). География применения кровельного сэндвича поэлементной сборки расширяется на всю территорию СНГ.
Пожарная безопасность
Кровельные сэндвич-панели поэлементной сборки на стендовых пожарных испытаниях показали высокую степень огнестойкости, значительно превышающую требования существующих нормативных документов. Конструкциям присвоен класс пожарной опасности К0, что свидетельствует о возможности их применения для строительства жилых и общественных зданий всех уровней ответственности.
«Асерия®»
Исключительные теплотехнические и эксплуатационные характеристики сэндвич-панелей поэлементной сборки «Металл Профиль»® позволяют их использовать не только для постройки офисных зданий, складских, торговых, развлекательных или спортивных комплексов, но даже для жилищного строительства.
Компанией «Металл Профиль»® разработан перспективный типовой проект быстровозводимого двухэтажного здания треугольного сечения жилого и общественного назначения, получивший название «Асерия®». Монтаж здания ведется на облегченном фундаменте без применения кранового оборудования, что позволяет строить дома в местах плотной сложившейся застройки или в труднодоступных районах.
Благодаря внедренным компанией «Металл Профиль»® при поддержке компании ISOVER инновационным решениям кровельные сэндвич-панели поэлементной сборки становятся экономичной альтернативой клееным трехслойным панелям. В северных и арктических районах такие панели становятся незаменимыми для строительства быстровозводимых зданий, и не имеют конкурентов в области своих теплотехнических свойств.