Сэндвич панели: производство

1. Что такое сэндвич панели, их достоинства и недостатки

Сэндвич на английском означает слоистый. С развитием строительных технологий к настоящему времени на рынке существуют различные варианты многослойных панелей. Как правило сэндвичи представляют собой облицовку и теплоизоляционный сердечник. Существуют например бетонные панели с пенополистирольным утеплителем. Есть сборные панели, когда делается каркас, укладывается сердечник, и затем монтируется облицовка.

Тема статьи – трехслойные панели типа «сэндвич» с различными видами наполнителя. Данный вид сэндвич панелей возник как развитие послойной сборки и из необходимости избежать «мокрых процессов» в строительстве. Существующая необходимость возникает при знакопеременных температурах, при которых традиционные строительные материалы используют в строительстве сезонно. К таким материалам относятся например кирпич.

Преимущества сэндвич панелей:

1. Возможность круглогодичного монтажа в любой климатической зоне
2. Использование сэндвич панелей на порядок увеличивает скорость монтажа
3. Сокращение эксплуатационных и накладных расходов на устройство фундамента
4. В половине случаев заказчику нет необходимости делать внутреннюю отделку помещений.

Недостатки сэндвич панелей:

1. Сэндвич панели являются самонесущими и не могут взять на себя существенную дополнительную нагрузку.
2. Есть вероятность повредить полимерное покрытие или замять панель в процессе монтажа или эксплуатации. В таком случае возможно косметическая коррекция (царапины), либо замена панели (если она была сломана или замята).
3. Возможны промерзания панелей в стыках или образование льда в точке росы в зимнее время. Данные проблемы могут возникнуть при несоблюдении технологии монтажа панелей.

2. Облицовка, наполнители и замки.

Возможные виды облицовки:

• Сталь Холоднокатаная горячеоцинкованная
• Сталь Холоднокатаная горячеоцинкованная с полимерным покрытием
• Сталь покрытая гранитной крошкой
• Композитные полимерные материалы (Для внутренних перегородок, холодильных камер)

Наиболее распространенной, как следствие востребованности рынком является сталь с полимерным покрытием.

Известны следующие производители стали с полимерным покрытием:

1. Rautaruukki steel, Финляндия
2. Corus Group, Великобритания (BRITISH STEEL –Великобритания, HOOGOVENS – Голландия, MIRIAD – Франция)
3. ThyssenKrupp AG, Германия
4. EKOSTAHL, Германия (входит в сталелитейный концерн Arcelor SA)
5. SSAB Tunnplat AB, Швеция (входит в группу Swedish Steel)
6. НЛМК (Новолипецкий металлургический комбинат), Россия
7. SEIL STEEL, Южная Корея
8. Северсталь, Россия (В настоящее время линия окраски находится в стадии монтажа)
9. Ряд компаний, окрашивающих оцинкованную сталь стороннего производства.

По видам полимерного покрытия:

• Полиэстер (полиэфирная эмаль).
• Пластизоль (поливинилхлорид)
• Пурал
• PVF2 (полидифторионад)

Возможные виды наполнителя Сэндвич панелей:

- Минеральная вата
Минеральная вата это стандарт для России по пожарному реагированию. Данный сердечник производится из базальтового расплава и представляет собой минеральное волокно на синтетическом связующем.
На Российском рынке широко представлены следующие производители минеральной ваты:

1. Paroc OY, Финляндия.
2. Isover, Словения.
3. Rockwool А/С”, Дания, Польша
4. ЗАО “Минеральная вата”, Россия (Подразделение Rockwool)
5. АО “Изомат”, Словакия. (Торговая марка «Нобасил»)
6. Урса., Россия
7. Термостепс, Россия

– Экструдированный пенополистерол
Пенополистирол дешевле, прочнее, лучше по коэффициентам теплопотерь по сравнению с минеральной ватой. Однако по пожарным сертификатам пенополистирол как правило не подходит для возведения ограждающих конструкций в России. Данная ситуация может измениться с развитием технологии производства пенополистерола.
Производители пенополистирола (Северо-западный федеральный округ):

1. Knauf-Пенопласт, Россия
2. СтироБалт, Россия
3. Урса, Россия

- Пенополиуретан
Пенополиуретан это материал получаемый вспениванием двух компонентов (Полиол и Изоционат) и применяющийся как правило для строительства холодильных камер. Он является лидером по показателю сохранения теплопотерь. В теле наполнителя содержится газ, занимающий до 97% объема, который замещается воздухом с течением времени. Порядок замещения 1-2% в год.

Производитли компонентов уретана и уретановых плит (ориентированные на производителей сэндвич-панелей):

1. Basf, Германия
2. Elastopor, Германия
3. Bayer, Германия
4. Dow chemical, США
5. Huntsman, Голландия
6. Nestaan, Голландия
7. Российские производители

Замки сэндвич панелей

В зависимости от оборудования и с развитием технологий в настоящее время замки можно классифицировать по следующим разделам:

Стеновые замки, обладающие следующими характеристиками:
– Требующие уплотнения с внутренней стороны для избежания паропроницания с внутренней стороны (при вертикальном монтаже применяется двухстороннее уплотнение).
– Не требующие уплотнения с внутренней стороны для избежания паропроницания с внутренней стороны (при вертикальном монтаже применяется двухстороннее уплотнение).
– Секретные замки (скрывающие крепеж внутри панели). только при горизонтальном монтаже. Идеально подходят для имиджевых строительных проектов.

3. Типы производства
Для понимания самого производственного процесса необходимо разделить всех производителей сэндвич панелей по типу производства. Изначально производство панелей происходило на оборудовании так называемого «стендового типа». Производство одной панели на таком оборудовании разделено на несколько этапов по времени и месту.

Производители, обладающие «Стендовым» оборудованием:
Остановимся подробнее на производстве панелей с сердечником из минеральной ваты и пенополистирола. Производство таким образом состоит из нескольких этапов:
1) Профилирование двух листов стали для придания жесткости, внешнего вида и устройства замка.
2) Второй этап это снятие листа с линии профилирования и перенесение его в зону укладки и склеивания наполнителя. На данном этапе на подготовленный лист наносится клей с применением ручного труда. Далее в шахматном порядке укладывается сердечник, наносится второй слой клея и сверху укладывается второй лист стали.
Третий этап заключается в перенесении полуфабриката под пресс. Под прессом с нагревательным элементом происходит полимеризация однокомпонентного уретанового клея (точнее вторым компонентом является вода).
Четвертый этап это подрезание торцов панели, после которого панель приобретает товарный вид. В результате ряда описанных операций с применением ручного труда мы получили одну сэндвич панель. После производства панель должна пролежать порядка двенадцати часов для окончания полимеризации клея.
Как правило «стендовые» производители заявляют меньшие максимальные длины панелей, что так же связано с возможностями оборудования.

Производство пенополиуретановых панелей методом вспенивания.
Данный тип производства так же является стендовым. Качество получаемых панелей напрямую зависит от оборудования, применяемых компонентов, соблюдения технологии вспенивания, человеческого фактора. Метод производства панели следующий – под прессом в тело панели заводится шприц, по мере распыления компонентов происходит движение шприца в теле панели, либо движение самой панели по отношению к шприцу. К сожалению скорость производства панелей методом вспенивания на порядок меньше скорости производства панелей методом склеивания и не исключает образования пустот в теле наполнителя.

Производители, обладающие «Конвейерным» оборудованием:

На линию устанавливаются два рулона стали (верхний и нижний). Далее специальный захват забирает наполнитель с поддона и закладывает его в линию. Затем толкатели распределяют наполнитель по ширине будущей панели. Следующая операция- нанесение и равномерное распределение клея. Одновременно происходит профилирование стали и в результате сталь и наполнитель соединяются в одну безразмерную по длине панель, поступающую в зону действия валкового / гусеничного пресса, где под воздействием давления и температуры происходит начальная полимеризация двухкомпонентного уретанового клея. Как раз скоростью начальной полимеризации клея в зоне пресса определяется производительность линии в целом. На выходе из пресса готовая безразмерная панель, нарезается на необходимые длины, информация о которых предварительно заложена в память управляющего компьютера. В максимальной комплектации панели в автоматическом режиме штабелируются и упаковываются в транспортную упаковку. После производства готовые панели должны порядка двенадцати часов пролежать на складе для окончания процесса полимеризации. Все вышеуказанные операции на линии как правило происходят без участия человека.
При профилировании металла на панель может наносится защитная монтажная пленка.

Комплектация.

Помимо выпуска панелей производители как правило комплектуют заказы фасонными элементами собственного производства, уплотнителем, герметиком, крепежом.

4. Непрямые конкуренты
– Сборные панели сэндвич с использованием каркаса
Данный тип ограждающих конструкций представляет собой промежуточное развитие от послойной сборки (например профлист с утеплителем) к трехслойным сэндвич панелям.
– Профилированный лист с утеплителем

Преимущества по сравнению с cэндвич панелями:

1. Ниже стоимость комплекта (профлист-утеплитель-профлист)
2. Нет вероятности повреждения замка в точках паропроницания.

Недостатки:
1. Выше трудоемкость монтажа
2. Больше влияние человеческого фактора при монтаже
3. Хуже эксплуатационные характеристики (Выше теплопотери)
4. Наличие большего числа «мостиков холода»
5. Уступает в эстетическом плане
6. Больше материалоемкость на устройство каркаса

Кассетные системы с утеплителем / с традиционными стеновыми материалами

Преимущества:
1. Может использоваться для утепления существующих зданий, для которых важен внешний вид
2. Меньше вероятность повредить в процессе монтажа
3. Легче заменить испорченный элемент

Недостатки:
1. Стоимость сопоставима с сэндвич панелями
2. Сам кассетный профиль по своим эксплуатационным характеристикам схож с профилированным листом

Традиционные строительные материалы:
– Кирпич глиняный полнотелый
– Кирпич керамический
– Железобетонные плиты
– Железобетон
– Пенобетон
– Пенобетон с пенополистирольными плитами
– Заливные системы

Выводы

В настоящее время рынок сэндвич панелей стал гораздо шире, но при этом усложняются правила игры на нем. Заказчик требует большие объемы в сжатые сроки, постоянное качество и длительные сроки эксплуатации. Таким образом, обобщая все вышесказанное, мы видим будущее рынка сэндвич панелей за компаниями, обладающими современными высокопроизводительными технологическими линиями. Счастливым обладателем одной такой линии производства австралийской компании Hilleng и является «Завод строительных биоконструкций «Армакс».