Стеновые сэндвич-панели: материалы, применение, варианты дизайна

Современные отделочные материалы сделали возможным оперативное строительство просторных высоких ангаров, складов, заводских цехов. Для отделки быстровозводимых зданий большой площади часто выбирают стеновые сэндвич-панели. Облицовочный материал отличается высокой скоростью и простотой монтажа, а по способности защищать от холода превосходит традиционную кирпичную кладку или деревянные стены. Однако это не единственные его преимущества. Рассказываем, за что архитекторы XXI века ценят стеновые сэндвич-панели, какими они бывают, где их можно увидеть.

Сэндвич-панель: от изобретения к появлению разных видов

Облицовочный материал назвали так благодаря структурной схожести со знаменитым перекусом. Изобрели его в США в 30-е годы ХХ века. Архитекторам тогда не хватало недорогих решений для быстрого экономичного строительства загородных домов, поэтому они активно создавали новые материалы. Многослойная конструкция, сочетающая небольшой вес, высокую прочность и отличные теплоизолирующие свойства, быстро стала востребованной в жилом, общественном, промышленном строительстве. Из США новое предложение для облицовки разошлось по другим странам. В России его характеристики регулирует отдельный ГОСТ 32603-2021.

С момента создания до наших дней конструкция сэндвич-панелей практически не менялась. Они по-прежнему выглядят как два листа металла, между которыми заключена «начинка» из утеплителя. Однако производители постоянно усовершенствуют модули, меняя материалы, из которых сделаны отдельные слои. Дополнительные разработки помогли получить облицовку, устойчивую к воздействию коррозии, подходящую для внутренней отделки объектов со строгими требованиями к химическому составу среды.

В XXI веке строительные сэндвич-панели используют как материал для наружной облицовки стен, крыши, внутренней отделки административных, промышленных, складских помещений. При выборе модулей для возведения крошечных бытовок или огромных спортивных комплексов учитывают общую толщину, тип, характеристики внутреннего слоя, особенности финишного покрытия стали.

Области применения

Сэндвич-панели – универсальная облицовка. Она пользуется широким спросом как при строительстве малоэтажных загородных домов, так при возведении огромных промышленных объектов площадью в десятки тысяч квадратных метров. Материал позволил отказаться от долгого капитального строительства в пользу быстровозводимых и модульных зданий. Высокая скорость монтажа обусловлена продуманной конструкцией. На производстве каждый модуль оснащают системой шипов и пазов. На строительной площадке достаточно состыковать панели, чтобы получить прочное долговечное соединение. Использовать сварочное оборудование или металлический крепеж не нужно. Сложная конструкция соединения исключает вероятность образования щелей, мостиков холода. Сэндвич – это одновременно каркас, черновая и чистовая отделка, слой теплоизолирующего материала, а благодаря энергоэффективному заполнению панели, стены не требуют дополнительного утепления после монтажа.

Изделия из металла с готовым замком позволили уменьшить время строительных работ от нескольких месяцев до нескольких недель. Из них можно сложить небольшое торговое помещение, которое, при необходимости, легко перевезти в другую точку.

Сэндвич-панелями отделывают разные по назначению, размерам, требованиям к безопасности объекты.

• Модульные госпитали, общежития, гостиницы. Качественная облицовка со слоем утеплителя обеспечивает комфортные условия для постоянного проживания. Подходит для применения в любых климатических зонах, в том числе в регионах с сильным зимним ветром, суровыми морозами.
• Бытовки или административные здания на строительной площадке. Модульные конструкции с многослойным покрытием можно собрать за несколько дней, а после окончания основных работ – быстро разобрать, сохранив функциональность, полезные свойства, прочность всех элементов.
• Прачечные, кухни, столовые на предприятиях, при воинских частях. Недорогой материал позволяет соблюсти требования трудового законодательства, обеспечить комфортные условия для работы, не увеличивая бюджет на организацию труда.
• Офисы продаж при новостройках, магазины, кофейни или кафе. Модульные здания ставят в районах, где капитальное строительство запрещено или временно невозможно.
• Склады, логистические центры, зоны хранения продуктов питания. Производители предлагают модули, выдерживающие постоянную эксплуатацию в морозильных камерах, отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям к материалам, которые контактируют с пищевой или фармацевтической продукцией.
• Промышленные предприятия, спортивные, торговые, развлекательные центры. Современная облицовка позволяет возводить высокие широкие стены, выдерживающие большие нагрузки, при этом не оказывающие значительного давления на фундамент.
• Загородные дома, бытовки на дачных участках. Материал позволит построить дачу для летнего отдыха или коттедж для постоянного проживания, сэкономив деньги, время и силы.

Особенности классификации

Все строительные сэндвич-панели делят на стеновые и кровельные. Решения для отделки стен, в свою очередь, классифицируют:

• по типу поверхности;
• материалам, использованным для защиты металла от коррозии;
• виду теплоизолирующей прослойки.

При выборе сэндвич-панели также нужно учитывать:

• ее толщину, вес;
• особенности крепления;
• доступные к заказу высоту, ширину.

Модули с оптимальным сочетанием несущих способностей и теплоизолирующих свойств позволят свести расходы на возведение здания к минимуму. При этом заказчик получает постройку, отвечающую требованиям строительных, санитарно-гигиенических норм, правилам пожарной безопасности.

Виды модулей по типу утеплителя

Долгое время основным материалом для создания утепляющей прослойки в стеновых сэндвич-панелях служило базальтовое волокно. Решения, прослоенные минеральной ватой, используют и сейчас. Но кроме них в продаже можно найти модули с инновационными синтетическими утеплителями.

Модули с прослойкой из минеральной ваты

Сэндвич-панели, средним слоем в которых выступает плита из базальтовых волокон, могут иметь толщину от 60 до 250 мм. От этого показателя зависит способность противостоять воздействию холода, защита от уличного шума. Средний коэффициент теплопроводности – от 0,2 до 0,82. Изделия толщиной 100 мм имеют следующие характеристики.

• По степени теплоизоляции сравнимы со стеной из обыкновенного кирпича толщиной до 1,3 метра, газо- или пенобетонной перегородкой до 0,7 метра.
• Надежно защищают от звуков громкостью 23−24 дБ: не пропустят гул сильного ветра, разговоры людей за стенами.

Специалисты называют четыре преимущества решений с прослойкой из минеральной ваты.

• Защищенность от биологических разрушающих факторов. В базальтовых волокнах даже при высокой влажности не начинает расти плесень, другой грибок. Они не интересны насекомым-вредителям или грызунам.
• Долговечность. Плиты из минеральных волокон десятилетиями сохраняют плотность, прочность, способность защищать помещение от холода, уличных шумов.
• Поддержание пожарной безопасности в общественных, промышленных зданиях с большим скоплением людей. Стеновые сэндвич-панели с минватой имеют класс пожаробезопасности К0, считаются негорючими, хорошо сопротивляются воздействию открытого огня. Степень огнестойкости зависит от толщины. Плиты 60 мм имеют EI 60 – способны выдерживать открытое пламя без потери целостности до часа. Изделия толщиной от 150 мм по результатам испытаний получили EI 180 – огнестойкость до 3 часов. Высокие показатели огнестойкости снижают риски для людей в чрезвычайной ситуации. Максимальный EI дает больше шансов на безопасную эвакуацию всех посетителей, персонала.
• Относительно небольшой вес при способности выдерживать высокие нагрузки. Легкие, но прочные плиты с минераловатным утеплителем можно использовать для облицовки несущих стен. Отделка не перегружает каркас, фундамент, при этом хорошо сопротивляется деформации при ударах, сильном ветре, обильных снегопадах. Здания, облицованные сэндвич-панелями с минватой, разрешено возводить в регионах с большой ветровой, а также снеговой нагрузкой, высоким риском землетрясений.

У легкого веса модулей есть и другие плюсы.

• Он упрощает доставку материалов от места производства к точке сборки.
• Позволяет сократить расходы на монтаж.
• Сводит к минимуму использование тяжелой техники при установке.

Трехслойная конструкция с прослойкой из минваты сохраняет целостность даже при больших нагрузках, длительном использовании здания. Для крепления среднего слоя к внешним листам из металла используют полиуретановый клей. Двухкомпонентный состав не боится воздействия влаги, перепадов температур, обеспечивает прочное сцепление гладкого листа с волокнистой плитой.

PIR-панели

Минеральная вата сочетает небольшой вес с высокими теплоизоляционными свойствами. Однако современные полимерные утеплители превосходят ее по этим и многим другим показателям. Долгое время в качестве теплоизоляционной прослойки в стеновых сэндвич-панелях использовался пенополистирол, или пенопласт. Его преимуществом была низкая степень водопоглощения. Но хрупкий материал мог крошиться при механическом воздействии.

Современный аналог пенополистирола – пенополиизоцианурат. Представляет собой пенополиуретан с добавлением углерода. Специалисты выделяют семь важных преимуществ материала.

• Низкая степень водопоглощения. Изделия с PIR-прослойками можно использовать для облицовки прачечных, душевых, моечных цехов, других помещений с высокими показателями влажности воздуха.
• Надежная защита от распространения открытого огня. При пожаре наполнитель не поддерживает горение, самостоятельно тухнет, если источник пламени исчезает. Степень огнестойкости зависит от общей толщины конструкции, включающей 2 металлических листа. Изделия толщиной 40 или 50 мм имеют EI 15, от 150 мм – EI 45.
• Экологическая чистота и безопасность для людей. Пенополиизоцианурат не выделяет токсичных веществ. Подходит для использования в качестве отделочного материала на предприятиях пищевой промышленности, в медицинских лабораториях, зданиях, предназначенных для временного или постоянного проживания людей. Монтаж PIR-конструкций не считается вредным трудом, не требует дополнительной защиты здоровья работников.
• Устойчивость к воздействию агрессивных веществ. Полимерный утеплитель не боится контакта с кислотными, щелочными, спиртовыми или масляными составами, которые широко применяются при строительстве зданий.
• Надежная защита от уличного холода. Пенополиизоцианурат по степени теплоизоляции превосходит минеральную вату, пенополистирол. Стены с PIR-утеплителем, общая толщина которых составляет 50−60 мм, имеют те же показатели теплопроводности, что и кирпичные толщиной 1,4 метра, минераловатные – 100 мм. Такую облицовку разрешено использовать для строительства в регионах с суровыми зимами, жаркими летними сезонами. Инновационный полимерный утеплитель не теряет полезные свойства, прочность при резких перепадах температур. Опасность для него представляют только солнечные лучи, однако от них он надежно защищен стальными листами с покрытием.
• Долговечность. Быстровозводимые или модульные здания, облицованные PIR-панелями, рассчитаны минимум на 25 лет службы при соблюдении технологии строительства, правил эксплуатации. Опыт применения материала показывает, что реальный срок службы больше на 10−15 лет.
• Небольшой вес. Масса квадратного метра стены, отделанной строительными сэндвич-панелями из пенополистирола, – около 10 кг, ПИР-панелями – 8 кг. Минераловатные изделия еще тяжелее. Небольшой вес не мешает облицовочному материалу выдерживать высокие нагрузки, однако позволяет сэкономить на усилении фундамента, каркаса.

Стеновые ПИР-панели могут иметь толщину от 30 до 220 мм, длину – от 2 до 13 метров. Широкий выбор размеров повышает спрос на материал у архитекторов и дизайнеров. Им легко подобрать панели для строительства жилого, промышленного или торгового, просторного или крошечного объекта.

Дизайн наружной и внутренней стороны

Стеновые сэндвич-панели с любым типом утеплителя считаются трехслойными конструкциями. Но при внимательном рассмотрении слоев в изделии гораздо больше. Теплоизолирующую прослойку с металлом с двух сторон соединяют полиуретановым клеем. А саму сталь дополнительно покрывают грунтовкой, краской, цинком или полимерными пленками. Многослойное внешнее покрытие предотвращает разрушение под воздействием кислорода, атмосферных осадков, ультрафиолета. Пленку или слой цинка наносят на производстве, поэтому при монтаже дополнительная защитная отделка стен не требуется. Ежегодно обновлять покрытие тоже не придется.

Для жилых домов или промышленных объектов предлагают строительные сэндвич-панели со следующими типами внешней защиты.

• Полиэстер. Тонкий слой полимерного материала наносят на предварительно покрытые цинком, грунтовкой металлические листы. Тонкая пленочная защита практически не влияет на вес готового изделия. А сочетание цинка с полимером предотвращает контакт металла с воздухом, влагой, пылью. Строительные сэндвич-панели с полиэстером обычно дешевле аналогов с другими покрытиями. К минусам можно отнести меньшую устойчивость к агрессивным средам. Для облицовки зданий на морском побережье, промышленных цехов или животноводческих ферм с высокой концентрацией испарений в воздухе советуют использовать другие покрытия.
• Пурал. Покрытие на основе полиуретана тоже наносят поверх цинка под грунтовкой. Оно чуть дороже полиэстера, но лучше защищает металл от коррозии в агрессивной среде. Полимер без потери защитных свойств выдерживает морозы до -60 градусов Цельсия, сильные удары. Хорошо сопротивляется разрывам и проколам, чуть хуже – сминанию или давлению. Важное достоинство пурала – эффектный внешний вид. Стеновые панели с ним идеально гладкие, отличаются насыщенностью цвета. Могут иметь глянцевый или матовый финиш. Пигменты в составе устойчивы к воздействию ультрафиолетовых лучей, сохраняют яркость десятилетиями. Строительные сэндвич-панели с покрытием из пурала подходят для облицовки гостиниц, офисов продаж или кофеен, других зданий, которым нужен привлекающий внимание клиентов фасад.
• PVDF. Для защиты оцинкованной, а затем покрытой грунтовкой стали также используют полимерный материал на основе поливинилхлорида с добавлением акрила. Разработан специально для строительства в неблагоприятных условиях, агрессивной среде. Стеновые панели с таким покрытием можно использовать при строительстве зданий у моря, в отделке помещений с высокой концентрацией аммиака, солей в воздухе. PVDF сочетает высокую устойчивость к коррозии, повреждениям, истиранию с эффектным внешним видом. Сэндвич-панели, покрытые этим материалом, гладкие и глянцевые. По индивидуальному заказу на производстве в покрытие могут добавить пигмент, обеспечивающий металлический блеск.
• Bioclean. Представляет собой оцинкованную сталь, ламинированную тонкой пленкой из поливинилхлорида. Покрытие разрабатывалось специально для пищевых, фармацевтических производств, химических лабораторий, лазаретов, других помещений с особыми требованиями к чистоте поверхностей. ПВХ-пленка не выделяет вредных веществ даже при контакте с агрессивными средами. Отличается устойчивостью к частому мытью, обработке антисептиками, щелочными чистящими средствами. Не подвержена заражению плесенью, другими грибками. Для дополнительной защиты от коррозии, помимо цинка, грунтовки, ПВХ-ламинации, предусмотрен слой конверсионного покрытия, нанесенного химическим методом. Сэндвич-панели с Bioclean созданы для внутренней отделки. Для оформления фасада лучше выбирать другие полимерные покрытия.

На дизайн стены влияет не только тип покрытия, но и профиль сэндвич-панели – чередование выступов и канавок на поверхности. Доступные к заказу варианты зависят от выбранного утеплителя.

• Для минеральной ваты – гладкая, узкая рельефная «волна» или напоминающая ее «трапеция» с большим промежутком между выступами.
• Для ПИР – те же плюс имитация узких досок, «трапеция» с другими вариантами чередования выступов и канавок.

Внутренняя и наружная сторона панели могут иметь одинаковый или разный рельефный рисунок. Изделия чаще монтируют гладкой стороной внутрь. Профилирование одновременно украшает стену и повышает ее прочность. Вертикальные выступы играют роль дополнительных ребер жесткости. Панели, гладкие с обеих сторон, обычно используют для возведения ненагруженных перегородок внутри объекта.

Для любого профиля, типа покрытия доступен широкий выбор оттенков по каталогу RAL. Только стандартная палитра включает больше 15 вариантов цвета:

• белый, серый, черный;
• яркие красные и зеленые;
• имитирующие природный оттенок золотистого дуба, венге, других видов натурального дерева.

Заказчик также может запросить изготовление облицовки уникального оттенка, подобранного по каталогу RAL. Большой выбор расцветок, профилей, глянцевых, матовых покрытий расширяет возможности архитекторов, позволяет использовать сэндвич-панели для создания эффектного экстерьера жилых домов, торговых площадей, развлекательных центров.