Что такое панели СИПЕКО?

Характеристика структурных теплоизоляционных  панелей СИПЕКО 

Структурные теплоизоляционные панели СИПЕКО (англ. - structural insulated panels – SIPs) состоят из 2-х древесных водостойких наружных  плит (ориентированно – стружечной плиты  OSB 3) толщиной 10-12 мм и жесткого пенополистирола (ПСБ-С 25) толщиной 100 - 200 мм.

Размер  панели СИПЕКО 1250 мм на 2500 мм. За счет монолитного склеивания такая панель работает под нагрузкой как конструкция  двутаврового сечения и может выдерживать: вертикальное продольное давление более 11 тонн на один погонный метр панели, а поперечное горизонтальное равномерно распределенное давление – 3,5 тонны на три квадратных метра (для строительства коттеджей достаточно 350 кг на 1 м. кв.). Структурные теплоизоляционные панели являются экологически чистым, влагостойким, легким и долговечным материалом. Благодаря комбинации материалов, стены домов не подвержены впитыванию влаги и гниению.

Монтаж панелей  производится с помощью замков типа "паз – шип" для крепления по торцам  с применением  древесного бруса.

Используемые материалы

Ориентированно – стружечные плиты.

Вместо натуральной древесины в строительстве все чаще используют ориентированно – стружечные плиты ОСП –древесные конструктивные элементы, более известные под названием  OSB 3  (orient stand board).

OSB  3 – плита  конструкционная, применяемая во влажной среде как для отделочных работ, так и для конструкционных.  Это ориентированно-стружечная плита из плоской щепы хвойных пород -  сосна, ель, лиственница с добавлением древесины лиственных пород.

OSB  3 изготавливаются путем прессования плоской щепы в условиях высокого давления и температуры. В качестве связующих компонентов используются смолы с добавлением синтетического воска. Следы присутствия синтетических смол не улавливаются приборами уже по истечении одного месяца, прошедшего после изготовления плиты. Длинная тонкая щепа (длиной до 140 мм и толщиной до 0,6 мм) в процессе производства перемешивается со связующей массой и укладывается в три слоя: внешние образуются щепой, ориентированной параллельно длине готовой плиты, а внутренний – перпендикулярно внешним. Именно такое расположение стружки придает плитам особую прочность, позволяет удерживать крепеж (шурупы, гвозди, скобы) и является существенным отличием ОСП от других плиточных материалов (фанеры и ДСП). Для производства плит используется древесина хвойных пород – сосна, ель, лиственница с добавлением древесины лиственных (березы), смешанная с относительно малым количеством связующих смол (5 – 10 %), что позволяет говорить о нем, как о материале, безопасном в экологическом отношении.

Сегодня деревянное строительство в мире - это один из самых быстрорастущих сегментов строительной индустрии. Древесина самый экологически чистый материал из других, используемых в строительстве. Преимущества OSB, с точки зрения эстетики, удобства и практичности применения, все больше и больше привлекают строителей и дизайнеров.

Экспертная  оценка  характеристик  древесных  плит

Пенополистирол (или вспененный полистирол).

Изготовление вспененного полистирола производится путем вспенивания гранулята стирола и последующим спеканием вспененных частиц.

Пенополистирол характеризуется низкой теплопроводностью (0,027-0,040 Вт/м°С) и плотностью (15-40 кг/м³). При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для различных марок 65-250 КПа.

Поведение пенополистирола при контакте с водой оценивается с учетом двух аспектов: водопоглощения и паропроницаемости. Водопоглощение при погружении в воду на 7 дней составляет 0,5-1,5% от объема. Сорбционная влажность пенополистирола составляет 3-6% в массе. Диффузия водяного пара в пенополистироле пренебрежимо мала. По этой же причине пенополистирол не «боится» выпадения росы внутри утеплителя, влага, которая является бичом для традиционных волокнистых утеплителей типа «Упса» и «Изовер»,  в нем не перемещается из-за ячеистой структуры. Пенополистирол – один из теплоизоляционных материалов, имеющий конкурентноспособную цену. Себестоимость 1 м2 жилой площади, где использован пенополистирол меньше на 15 – 20 % по сравнению с применением других теплоизоляционных материалов. Сокращение расходов на отопление (до 50%) за счет низкого уровня теплопроводности в результате равноплотности материала в объеме. Немаловажно, что такой теплоэффективный утеплитель, как пенополистирол, является и хорошим звукоизолятором.  Поведение при горении пенополистирола  определяется специфическими свойствами  ППБС М 25, который относится к группе самозатухающих. Благодаря этому существенно снижается воспламеняемость и распространяемость пламени. При горении полистирольного пенопласта выделяется около 1000 МДж/м3 тепловой энергии. Для сравнения, при горении сухой древесины выделяется 7000 – 8000 МДж/м3,  это означает, что   при равном  объеме пенополистирол дает значительно меньшее повышение температуры при пожаре.

Важное свойство пенополистирола — его долговечность. Он не меняет своих свойств и размеров ни при длительном контакте с водой, ни при многократных воздействиях знакопеременных температур.

Пенополистирол - экологически чистый материал. Стирол, из которого он изготавливается, состоит из углерода и водорода. Пентан, применяемый в качестве порообразователя, получают из нефти. Попадая в атмосферу, он быстро разлагается на воду и углекислый газ. При горении пенополистирола образуется вода и углекислый газ, что характерно для горения других органических материалов, например, дерева.

Пенополистирол обладает необходимой химической стойкостью.

Связующий раствор для склеивания панелей - представляет собой полиуретановый  клеевой состав фирмы «Henkel», совершенно безвредный в применении. Склеивание происходит под давлением пресса 18 тонн.

Предельная осевая нагрузка на наружную стену в зависимости от силы ветра [кг/м²]

Расчетная нагрузка на панель перекрытия [кг/м²]

Расчетные характеристики сэндвич-панелей по звукоизоляции

Стены превышают на 12%, а перекрытия на 36% требования строительных норм для индивидуальных домов.
- для жилых помещений предельный уровень шума - 50 дБ
- для комнат общежитий, гостиниц 1-ой категории - 48 дБ
- перекрытие между комнатами в 2-х этажном доме - 41 дБ

Теплотехнические характеристики  панелей. 

Теплотехнический расчет стеновых панелей, применяемых в строительстве домов по SIP - технологии

Теплотехнический расчет для 3-х-слойных стеновых панелей с двухсторонней облицовкой из ОСП и  утеплителем из пенополистирола марки ПСБ С- 25 толщиной 100 мм, 140 мм и 180 мм дает следующие результаты:

Исходные данные для расчета:

Толщина ОСП - 10 мм;

Толщина утеплителя (пенополистирол) - 100 мм, 140 мм и 180 мм;

Расчетная температура наружного воздуха Тн = -26^оС;

Расчетная температура внутреннего воздуха Твн = +18^оС;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции Кв=8,7 Вт/(м² *^оС);

Коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции;

Кн = 23 Вт/(м² *^оС).

Для утеплителя (пенополистирол) 100 мм (используется для внутренних перегородок):

Ro = 1/8,7+2*0,012/0,18+0,1/0,041+1/23 = 0,115+0,133+2,439+0,043=2,71 Вт/м^оС.

(расчетные показатели сопротивления теплопроводности соответствуют нормативным величинам, установленным требованиями  ДБН.В.2.6-31:2006 (“Державні будівельні норми”).

Для утеплителя (пенополистирол) 140 мм (используется для наружных стен, перекрытия, кровли):

Ro = 1/8,7+2*0,012/0,18+0,14/0,041+1/23 = 0,115+0,133+3,415+0,043=3,71 Вт/м^оС.

(расчетные показатели сопротивления теплопроводности соответствуют нормативным величинам, установленным требованиями ДБН.В.2.6-31:2006 (“Державні будівельні норми”).

Для утеплителя (пенополистирол) 180 мм (используется для перекрытия, кровли):

Ro = 1/8,7+2*0,012/0,18+0,18/0,041+1/23 = 0,115+0,133+4,390+0,043=4,66 Вт/м^оС.   

(расчетные показатели сопротивления теплопроводности соответствуют нормативным величинам, установленным требованиями ДБН.В.2.6-31:2006 (“Державні будівельні норми”).

Сравнительные расчетные данные для некоторых видов строительных материалов,  которые используются для возведения наружных стен:

Кирпич строительный керамический 510 мм:

Ro= 1/8,7+0,51/0,41+1/23=1,4 Вт/м^оС

Брус 150 мм + обшивка вагонкой:

Ro= 1/8,7+0,15/0,18+0,01/0,18+1/23= 1,04 Вт/м^оС

Брус 150 мм + обшивка кирпичом:

Ro= 1/8,7+0,15/0,18+0,12/0,41+1/23= 1,28 Вт/м^оС

Пенобетон 400 мм:

Ro= 1/8,7+0,4/0,21+1/23= 2,06 Вт/м^оС

Кирпич 380 мм + минвата 75 мм + обшивка вагонкой:

Ro= 1/8,7+0,38/0,41+0,075/0,084+0,01/0,18+1/23= 2,03 Вт/м^оС

Из расчета видно, что панель с утеплителем из пенополистирола даже толщиной 100 мм  значительно превосходит по своим теплосберегающим свойствам традиционные строительные материалы. Следовательно, затраты на отопление  будут значительно меньше в зимнее время, а летом дом не будет нагреваться от солнечных лучей.