Сэндвич-панели – Проектирование зданий

Сэндвич-панели являются важными компонентами в конструкции современных коммерческих автомобилей и автомобилей для отдыха. Они получили свое название от использования слоев (отсюда и термин бутерброд ).

Использование этих панелей снижает производственные затраты и обеспечивает большую гибкость конструкции для производителей транспортных средств. Сэндвич-панели легкие, но обладают высокой механической прочностью и несущими структурными свойствами. Это позволяет повысить эффективность использования топлива и тем самым снизить эксплуатационные расходы.

При использовании правильных материалов сердцевины сэндвич-панели также могут иметь выдающуюся тепловую эффективность. Такое сочетание легкой конструкции и высокоэффективной изоляции делает сэндвич-панели идеальным выбором для изготовления кузовов грузовиков, полуприцепов, караванов и автодомов.

Что такое сэндвич-панели?

Подобно сэндвичу, который вы едите, сэндвич-панели состоят из двух облицовок и сердцевины, но могут также содержать другие промежуточные слои и армирующие элементы. Сэндвич-панели изготавливаются путем прикрепления двух тонких, прочных и жестких обшивок с легким и относительно толстым сердечником между ними. Сэндвич-панели могут быть изготовлены из самых разных материалов, а также позволяют комбинировать различные материалы.

Сердцевина обычно состоит из легкого пенопласта, который обеспечивает изоляционные свойства. Сэндвич-структурированные композиты представляют собой особый класс материалов с такими ключевыми характеристиками, как малый вес, высокая жесткость и высокая прочность. Композитная сэндвич-панель обладает огромными механическими преимуществами: облицовка поглощает силы растяжения и сжатия, а материал сердцевины сопротивляется силам сдвига и распора.

Ключевые компоненты сэндвич-панели

Каждая часть сэндвич-панели имеет свою особую функцию и описана ниже.

Лики

Грани воспринимают растягивающие и сжимающие напряжения в сэндвиче. Локальная жесткость на изгиб настолько мала, что ею часто можно пренебречь.

Основные

Функция сердцевины состоит в том, чтобы поддерживать тонкие оболочки, чтобы они не прогибались, и удерживать их в относительном положении друг к другу. Для этого ядро ​​должно обладать несколькими важными характеристиками. Он должен быть достаточно жестким, чтобы расстояние между гранями оставалось постоянным. Он также должен быть настолько жестким на сдвиг, чтобы грани не скользили друг по другу. Жесткость сдвига заставляет грани взаимодействовать друг с другом. Если сердцевина слаба на сдвиг, грани не взаимодействуют, и сэндвич потеряет свою жесткость.

Именно сэндвич-структура в целом делает панели такого типа такими выгодными. Однако ядро ​​должно удовлетворять самые сложные требования. Прочность в разных направлениях и малая плотность — не единственные свойства, которыми должен обладать сердечник. Часто предъявляются особые требования к короблению, изоляции, влагопоглощению, стойкости к старению и т. д.

Клей (связующий слой)

Чтобы поверхности и сердцевина взаимодействовали друг с другом, клей между поверхностями и сердцевиной должен выдерживать и передавать силы сдвига между ними. Клей должен выдерживать как сдвигающие, так и растягивающие напряжения. Трудно указать, каким требованиям должен соответствовать клей. Простое правило заключается в том, что клей должен выдерживать такое же напряжение сдвига, как и сердцевина.

Ключевые компоненты сэндвич-панели

Идея строительства сэндвичей восходит к 19 веку. Однако этот метод получил широкое распространение в 20 веке, в основном в ответ на требования аэрокосмической промышленности оптимизировать соотношение прочности и веса.

Сегодня автоматизированные методы производства и гораздо более широкий выбор облицовочных материалов, наполнителей и клеев позволили производить композитные сэндвич-панели, которые могут быть адаптированы для удовлетворения широкого спектра требований в различных областях применения.

Ключевые преимущества сэндвич-панелей

Давно известно, что два материала с более легким материалом между ними увеличивают жесткость и прочность конструкции, сохраняя при этом низкий вес и стоимость. Это также дает большую свободу дизайна. При транспортировке меньший вес позволяет увеличить полезную нагрузку.

Рост стоимости топлива и повышение осведомленности о важности экологически безопасных решений привели к тому, что инновационные методы строительства, такие как сэндвич-панели, становятся все более популярными для проектирования конструкций. Каждый килограмм, сэкономленный при строительстве любого транспортного средства, будь то грузовик, полуприцеп, дом на колесах или дом на колесах, приводит к тому, что в течение всего срока службы требуется меньше энергии.

Экономические преимущества использования сэндвич-панелей

Отрасли во многих сегментах осознают, что использование сэндвич-панелей не только хорошо для окружающей среды и энергоэффективности конечного продукта, но и снижает затраты на проектирование с использованием легких решений. Использование легких материалов означает, что вы можете:

• Меньший расход энергии при сборке автомобиля
• Более эффективная транспортировка материалов на производственные объекты
• Загружайте больше за партию
• Используйте более легкое оборудование на сборочной линии.

Чем легче транспортное средство, тем меньше энергии используется при ежедневном перемещении людей или материалов. В течение типичного 25-летнего срока службы автомобиля экономия энергии значительна.

Сэндвич-панели похожи на двутавровые балки

Сэндвич-панели сравнимы с бесконечной двутавровой балкой в ​​том смысле, что при изгибе полки воспринимают нагрузки сжатия и растяжения в плоскости, а стенка несет нагрузки сдвига. В сэндвич-панели сэндвич-панели или ламинаты похожи на фланцы, а сердцевина – на ткань. Подобно двутавровой балке, когда обшивки разнесены дальше друг от друга, конструкция приобретает более пропорциональную жесткость. Более толстый сердечник обеспечивает то же самое, но он также обеспечивает общую низкую плотность, что приводит к высокому соотношению жесткости к весу.

Невероятно, но снижение веса при использовании многослойной конструкции может достигать 90%. Сэндвич-конструкция также предлагает дополнительные преимущества высокой теплоизоляции, акустического демпфирования, некоррозионной стойкости и повышенной ударопрочности. Как и у других балок и панелей, жесткость тесно связана с толщиной. Одним из существенных различий между конструкциями из обычных материалов и сэндвич-композитом является небольшая потеря веса для повышения выхода толщины.

Материалы, используемые для изготовления сэндвич-панелей

Обычные лицевые материалы включают стекловолокно, алюминий и сталь, а распространенные материалы сердцевины – экструдированный полистирол XPS, полиуретановый полиуретан, полиэтилентерефталат ПЭТ и пенополивинилхлорид ПВХ. Каждый из этих материалов и комбинаций материалов имеет свою долю на рынке и индивидуальные преимущества от низкой стоимости до теплоизоляции, огнестойкости, низкого выделения дыма, простоты механической обработки, простоты формования и т. д.

При конструировании сэндвич-панелей важно определить механические напряжения, которые могут возникнуть при эксплуатации автомобиля. Например:

• Насколько велики непрерывные нагрузки, такие как собственный вес и полезная нагрузка?
• Какие спорадические и динамические силы, такие как ветер, необходимо учитывать?
• Будут ли эти нагрузки создавать силы изгиба после того, как панели будут встроены в кузов грузовика, полуприцепа, каравана или автодома?
• Имеются ли какие-либо силы сдвига, воздействующие на сердцевину, или на облицовку следует ожидать особых нагрузок, которые могут вызвать коробление и растрескивание?

Выбор компонентов для сэндвич-панелей включает в себя рассмотрение области применения и эксплуатационных требований, химической совместимости и стоимости.

Преимущество композитных материалов

Сэндвич-дизайн уже является отличным способом снижения веса при высоком соотношении прочности к весу и способности поглощать энергию. Использование композитных панелей делает конструкцию еще более выгодной, поскольку они обеспечивают, по крайней мере, такой же или даже более высокий уровень прочности, как алюминиевый сплав или сталь, но с более высоким уровнем жесткости.

В Liner мы стремимся поставлять производителям и строителям материалы высочайшего качества от ведущих брендов. Исследовать наш ассортимент продукции для композитной промышленности или свяжитесь с нами уже сегодня для цитаты, образца продукта, консультации или для получения дополнительной информации.

[править] Введение

Сэндвич-панели (иногда называемые композитными панелями или конструкционными изоляционными панелями (SIP)) состоят из двух слоев жесткого материала, приклеенных к обеим сторонам легкого сердечника. Три компонента действуют вместе как композит; то есть сочетание характеристик компонентов приводит к лучшей производительности, чем это было бы возможно, если бы они действовали по отдельности.

Легкий сердечник удерживает две поверхности в правильном положении, сопротивляется силам сдвига и обеспечивает изоляцию, в то время как две поверхности обеспечивают долговечность, устойчивость к атмосферным воздействиям и ударам, а также сопротивляются силам растяжения и сжатия в плоскости.

Сэндвич панель системы включают в себя сами панели, стыки между ними, крепления (часто скрытые) и систему поддержки.

[править] История и развитие

Композитные системы облицовки использовались в течение длительного времени, в частности, для производства транспортных средств, таких как поезда и самолеты, но разработка передовых сэндвич-панели для облицовки зданий впервые появились в 1930-х годах, когда они были исследованы такими организациями, как Лаборатория лесных товаров, и использовались архитекторами, включая Фрэнка Ллойда Райта. Они продолжали становиться все более популярными после Второй мировой войны.

Модерн сэндвич-панели могут быть плоскими, изогнутыми, изогнутыми и соединенными друг с другом в почти неограниченном диапазоне конфигураций и доступны в широком разнообразии цветов, отделки, толщины, краевых деталей и профилей в зависимости от требований к производительности.

Как правило, они изготавливаются за пределами объекта и особенно полезны там, где требуется высокоэффективная облицовка с хорошей конструкционной прочностью, высоким уровнем изоляции и малым весом.

[править] Использование

Сэндвич-панели широко применяются в качестве наружной облицовки одноэтажных и многоэтажных зданий, где требуется обеспечить атмосферостойкость, устойчивость к ветровым нагрузкам, нагрузкам подъезда, собственному весу и т.д. Однако они также используются для создания изолированных внутренних оболочек, потолочных панелей, перегородок (например, в холодильных камерах) и для огнестойких стен отсеков.

Типы зданий, которые обычно имеют сэндвич-панели следующие:

• Промышленные здания и перерабатывающие предприятия.
• Временные постройки.
• Складские постройки.
• Чистые помещения.
• Сельскохозяйственные постройки.
• Торговые центры.
• Спортивные сооружения.
• Транспортные здания.

[править] Материалы

Внешние грани сэндвич-панели чаще всего изготавливаются из таких металлов, как:

Тем не менее, другие материалы, которые могут быть использованы, включают:

• Сборный железобетон, иногда облицованный другими видами отделки, например кирпичом.
• Цементная плита.
• Полипропилен, армированный стекловолокном.
• Поливинилхлорид (ПВХ).
• Оксид магния (MgO).
• Фанера.
• Ориентированно-стружечная плита (OSB).
• Пластик, армированный стекловолокном (GRP).

Системы облицовки обычно включают жесткий полиуретановый сердечник, но другие материалы сердечника включают:

• Пенополистирол (EPS).
• Экструдированный полистирол (XPS).
• Минеральная вата (каменное волокно) (MWRF).
• Модифицированная фенольная пена (MPHEN).
• Полиизоцианурат (ПИР).
• Складные металлические, бумажные, арамидные и углеродные волокна. См. Foldcore для получения дополнительной информации.
• Сотовые материалы (например, полипропилен).

[править] Свойства

Сэндвич-панели могут быть выбраны из-за их:

• Легкость и скорость установки.
• Жесткость.
• Тепловая, пожарная и звукоизоляция.
• Герметичность
• Прочность и долговечность
• Низкие требования к обслуживанию/очистке.
• Низкие капитальные затраты.
• Низкие эксплуатационные расходы
• Химическая и биологическая стойкость
• Легкий вес.
• Погодостойкость.
• Размерная стабильность.
• Доступность стандартных продуктов в готовом виде.

Однако могут возникнуть особые трудности, связанные со зданиями, содержащими горючие материалы. сэндвич-панели. Для получения дополнительной информации см. раздел «Пожаробезопасность систем сэндвич-панелей», Ассоциация британских страховщиков, май 2003 г.

Сэндвич-панели – что нужно знать?

Сколько они стоят, как лучше всего их установить и где они самые дешевые? Краткий вводный путеводитель по теплоизоляционным сэндвич-панелям.

Сэндвич-панели – что нужно знать?

Что такое сэндвич-панели?

Сэндвич-панели – это изделия, используемые для облицовки стен и крыш зданий. Каждая панель состоит из сердцевины из термоизоляционного материала, обшитой с обеих сторон листовым металлом. Сэндвич-панели — это не конструкционные материалы, а материалы для штор. Конструктивные силы воспринимаются стальным каркасом или другой несущей рамой, к которой крепятся сэндвич-панели.

Типы сэндвич-панелей обычно группируются по теплоизоляционному материалу, используемому в качестве сердцевины. Сэндвич-панели с сердцевиной из EPS (пенополистирола), минеральной ваты и полиуретана (PIR или полиизоцианурата) легко доступны.

Материалы в основном различаются по своим теплоизоляционным характеристикам, звукоизоляционным характеристикам, реакции на огонь и весу.

Зачем все-таки использовать сэндвич-панели?

Сэндвич-панели получили широкое признание благодаря ряду преимуществ, в основном касающихся стоимости. Сравнение технологии каркасных или стоечных перегородок (каркасы, облицованные сэндвич-панелями) и традиционных строительных технологий, основанных на кирпичных стенах, показывает преимущества сэндвич-панелей в трех ключевых областях:

1. Прямые затраты

Строительство здания по любой технологии требует одинакового уровня капитальных затрат.
Сравнение в этой области включает затраты на строительные материалы, рабочую силу и доставку.

2. Время строительства

Строительство здания, основанного на традиционном процессе кладки, может занять от 6 до 7 месяцев.
Строительство такого же объема с использованием каркасных перегородок занимает всего 1 месяц.
Время строительства критично для бизнеса. Чем раньше будет введено в эксплуатацию производственное здание или склад, тем быстрее будет достигнута окупаемость инвестиций.

Здания из каркасных перегородок собираются, а не «строятся». Готовые конструктивные элементы и компоненты облицовки прибывают на место, а затем собираются, как домик из игрушечных кубиков. Еще один плюс в том, что нет необходимости ждать, пока оболочка здания потеряет лишнюю влагу.

3. Строительные процессы

В некоторых отраслях промышленности требования к строительству могут иметь решающее значение для строительного проекта. Строительство каркасных перегородок представляет собой «сухой процесс», при котором для строительных материалов не требуется вода. Сухой способ требует только сборки конструкции и крепления облицовки (в данном случае сэндвич-панелей) шурупами.

Традиционное каменное строительство использует «мокрые процессы», которые требуют значительного количества воды для приготовления раствора для кладки кирпича, бетона для литья или штукатурки для штукатурки.

В некоторых отраслях промышленности, таких как деревообработка или фармацевтическое производство, требуется фиксированный и контролируемый уровень относительной влажности, что исключает влажные строительные процессы.

Сколько стоят сэндвич-панели и где они самые дешевые?

Стоимость покупки зависит от общей толщины изделия и теплоизоляционного материала его сердцевины. «Бюджетный вариант» — использование сэндвич-панелей с пенополистирольным наполнителем; тем не менее, для лучшей долгосрочной работы и экономической эффективности лучше выбирать панели с превосходным коэффициентом теплопроводности, такие как сэндвич-панели с PIR-сердечником.

Цены на тонкие сэндвич-панели с наполнителем из пенополистирола начинаются от 55–60 злотых/м 2 . Самые популярные сэндвич-панели с наполнителем PIR имеют толщину 100 мм и стоят около 80–90 злотых/м 2 .

Клиенты часто спрашивают о ставке НДС на сэндвич-панели. В Польше все строительные материалы, включая сэндвич-панели, имеют ставку НДС 23%.

Лучше всего заказывать сэндвич-панели непосредственно у производителя или через его дистрибьюторскую сеть. Вы можете попросить региональных торговых представителей Balex Metal посетить ваш объект для получения профессиональной консультации относительно лучших процессов и материалов. Изучив ваши требования, торговый представитель может быстро предоставить вам индивидуальное предложение. Помимо обслуживания клиентов торговыми представителями, вы можете получить поддержку от инженеров-конструкторов или технических консультантов Balex Metal на каждом этапе реализации проекта.

Как монтируются сэндвич-панели на стену или крышу?

Сэндвич-панели легко и быстро монтируются. Как показывает практика, монтаж 600 м 2 сэндвич-панелей занимает у квалифицированной строительной бригады примерно 8 часов.

Этапы монтажа стеновых и кровельных сэндвич-панелей следующие:

1. Доставка строительных материалов на объект: в поставку входят сэндвич-панели, элементы подрамника (холодногнутые профили) и комплектующие (в т.ч. обшивка, крепеж, прокладки, уплотнители и т.д.). Balex Metal может предоставить все компоненты, необходимые для завершения процесса установки.

2. Материалы, доставленные перевозчиком, выгружаются строительной техникой.

3. Подрамники собраны и установлены с балками, стойками и прогонами.

4. С сэндвич-панелей снимается защитная пленка.

5. Сэндвич-панели крепятся к элементам конструкции подрамника с помощью подходящих крепежных элементов.

6. Швы между сэндвич-панелями герметизируются и устанавливается гидроизоляция.

Сколько шурупов нужно для крепления сэндвич-панели? Это самый частый вопрос заказчиков на этапе подготовки проекта. Грубая оценка – 1.1 крепежа на квадратный метр сэндвич-панелей. Фактическое количество, расстояние между ними и расположение зависят от решения инженера-проектировщика и/или поставщика строительных материалов.

Узнайте больше об установке сэндвич-панелей:

В качестве облицовки стен и крыш подойдет любой тип сэндвич-панелей. В зависимости от потребностей проекта облицовка может включать:

(бюджетный вариант); (для конструкций с повышенной огнестойкостью); (когда необходимы хорошие параметры теплоизоляции).

Сэндвич-панели можно использовать во всех типах конструкций. Ваше воображение является пределом. Однако, хотя сэндвич-панели обычно используются в промышленности, в некоторых жилых проектах также используются каркасные перегородки и сэндвич-панели.

С учетом короткого времени монтажа и большой площади охвата сэндвич-панели наиболее популярны при строительстве:

• Складские постройки
• Логистические хабы
• Спортивные сооружения
• Холодильные камеры и морозильные камеры
• Торговые центры
• Производственные здания
• Офисные здания

Сэндвич-панели можно комбинировать с другими конструктивными решениями. Популярным вариантом является установка панелей в качестве внешней облицовки наружных стен торговых центров, в том числе многослойных кровельных конструкций: коробчатые профилированные листы, теплоизоляция (например, сэндвич-панели Thermano PIR-core) и гидроизоляционная мембрана.