Сендвіч-панель – це тришаровий будівельний виріб, що, як правило, складається з двох листів оцинкованої фарбованої сталі і наповнювача між ними.
Технологія виробництва сендвіч-панелей з’явилася завдяки американським архітекторам Франку Ллойду Райту і Олдену Б. Доу, які в 1930-50-х роках вперше застосували її у своїх проєктах. Вже в 1959 році американська компанія Koppers Inc. розпочала масове виробництво сендвіч-панелей. Найстаршими виробниками сендвіч-панелей в Європі є фінська компанія Rannila, відома сьогодні під брендом Ruukki, ірландська Kingspan та італійська Cannon.
Сендвіч-панелі мають гарні естетичні властивості, відмінні енергозберігаючі характеристики, а також швидко монтуються, тому широко застосовуються для будівництва торгових та офісних будівель, швидкомонтованих каркасних будівель, в тому числі складських комплексів, промислових об’єктів і сільськогосподарських споруд.
Стінова сендвіч-панель
Покрівельна сендвіч-панель
В залежності від призначення, сендвіч-панелі підрозділяються на стінові та покрівельні. При виборі сендвіч-панелей ключовими параметрами є теплотехнічні, міцнісні та протипожежні характеристики.
Покрівельні сендвіч-панелі повинні забезпечувати повну герметичність і необхідну міцність покрівлі, тому рекомендується використовувати панелі з особливим профілюванням зовнішньої обшивки у вигляді гребенів.
Енергозберігаючі властивості сендвіч-панелей визначаються видом наповнювача, герметичністю замка і наявністю в ньому ущільнювача.
EPDM ущільнювач
Ущільнювач може бути на основі полімера, який встановлюється в момент монтажу панелей або EPDM (етилен-пропіленовий каучук), що встановлюється в замок панелей при виробництві та забезпечує кращу герметичність і енергоефективність замкової частини сендвіч-панелі.
Найважливішим параметром енергоефективності сендвіч-панелей є термоопір (R0), що враховує теплові втрати в замковій частині конструкції. Мінімальний приведений опір теплопередачі (при 25 °С) для якісних сендвіч-панелей провідних європейських виробників представлено в таблиці:
Товщина панелі, мм | Термоопір R0, м2*К/Вт | |
| Мінеральна вата | Пінополіуретан | |
| 40 | – | 1,9 |
| 60 | – | 2,8 |
| 80 | 2,1 | 3,7 |
| 100 | 2,6 | 4,5 |
| 120 | 3,1 | 5,5 |
| 140 | 3,5 | 6,3 |
| 160 | 4,1 | 7,1 |
| 180 | 4,5 | 8,3 |
| 200 | 5,0 | 9,0 |
Панелі, термоопір яких знаходиться нижче зазначених параметрів, застосовувати при будівництві енергоефективних об’єктів не рекомендується.
При використанні сучасних наповнювачів, таких як мінеральна вата і PIR, можливе спорудження будівель навіть з нульовим рівнем енергоспоживання. Для зведення пасивних будинків і складів з регульованим газовим середовищем необхідно використовувати технічні рішення з герметизації всіх примикань, а також застосовувати сендвіч-панелі підвищеної енергоефективності, що дає змогу практично повністю виключити втрати енергії. Конструкція будівлі з сендвіч-панелей може вважатися енергоефективною якщо її повітропроникність становить менше 1,5 м3/м2год. При цьому кращі зразки панелей можуть досягати повітропроникності в межах 0,6-0,9 м3/м2год.
Найбільш інноваційними рішеннями з енергозбереження є сендвіч-панелі з інтегрованими фотоелектричними модулями (сонячними батареями).
Наповнювач (утеплювач) сендвіч-панелей відповідає за такі характеристики як міцність, тепло- звукоізоляція і протипожежні властивості.
Пінопластовий наповнювач
При виробництві сендвіч-панелей використовуються різні типи наповнювачів; при цьому найбільш поширеними є мінеральна вата, пінополіуретан (PU) і його види – пінополіізоціанурат (PIR, IPN), жорсткий пінополіуретан (PUR), а також пінополістирол (пінопласт).
Панелі з пінопластовим наповнювачем мають найгірші експлуатаційні характеристики, тому, як правило, застосовуються для будівництва тимчасових споруд зі строком експлуатації до 10 років, до яких не висуваються вимоги з пожежної безпеки, оскільки пінопласт горить. До того ж пінопласт має погане шумопоглинання, схильний до поширення цвілі та може поїдатися гризунами. Єдиною перевагою сендвіч-панелей з пінопластом є їх низька ціна.
Мінераловатний наповнювач
Мінеральна вата застосовується в сендвіч-панелях з підвищеними вимогами по вогнестійкості (до EI360), наприклад, в протипожежних перегородках. Коефіцієнт теплопровідності мінеральної вати коливається в межах λ = 0,038-0,044 Вт/мК. Залежно від необхідних характеристик в конструкції сендвіч-панелей застосовується мінвата різної щільності: зниженої (нижче 90 кг/м3) – для внутрішніх перегородок, середньої (95-115 кг/м3) – для зовнішніх стін і покрівельних панелей або підвищеної (від 120 кг/м3) – в протипожежних перегородках та стінових панелях підвищеної несної здатності. Характеристики мінеральної вати обумовлюють широке застосування сендвіч-панелей з таким наповнювачем при будівництві складів горючих матеріалів, пожежонебезпечних виробництв, а також будівель з підвищеними акустичними вимогами.
PIR наповнювач
Сендвіч-панелі з пінополіуретану зручні в монтажі завдяки малій вазі (в більшості випадків щільність пінополіуретану в панелях становить від 32 до 40 кг/м3) і мають підвищені порівняно з мінеральною ватою енергозберігаючи характеристики (λ = 0,020-0,022 Вт/мК). Пінополіуретан не вбирає вологу, тому може успішно застосовуватися в панелях для мийок, басейнів, виробництв з підвищеною вологістю (солодові цехи певних виробництв, грибні ферми тощо), а також об’єктів, розташованих поблизу водойм.
Сендвіч-панелі з наповнювачем із пінополіуретану застосовуються на об’єктах з низькими вимогами пожежної безпеки, а також для складів холодного зберігання (холодильників і морозильників, в тому числі з регульованим газовим середовищем). При цьому для виключення мостів холоду і зменшення тепловтрат таких приміщень необхідно застосовувати поліпропіленові вставки в місцях кріплення панелей.
Варто відзначити, що пінополіуретан відноситься до горючих матеріалів (група горючості Г1) і схильний до поширення полум’я (група М1-М2), а вогнестійкість сендвіч-панелей з пенополіуретановим наповнювачем становить EI15.
IPN наповнювач
Пенополіізоціанурат (PIR) являє собою нове покоління поліуретанових наповнювачів (λ = 0,020-0,022 Вт/мК) з підвищеними параметрами вогнестійкості до EI60. Пенополіізоціануратний наповнювач типу E-PIR має межу вогнестійкості (EI15 – EI30), а наповнювач Х-PIR має вогнестійкість до EI60.
IPN – торгова марка модифікованого пінополіуретану (λ=0,020-0,022 Вт/мК), що застосовується в сендвіч-панелях Kingspan. При цьому наповнювач IPN за характеристиками відповідає типу X-PIR, а IPN-L близький до E-PIR. Недоліком IPN є відсутність цього типу наповнювача серед рекомендованих європейським стандартом ДСТУ EN 14509, що ускладнює підтвердження якісних характеристик продукції з таким наповнювачем і не гарантує його довговічність.
Асортимент представлених на ринку України сендвіч-панелей надає практично безмежні можливості створення унікальної архітектури об’єкту. Багатство колірних рішень, варіації напрямків монтажу, різні типи профілювання і декорування дають змогу архітектору застосовувати сендвіч-панелі не лише як конструкційний, а і як дизайнерський елемент будівлі. Для підвищення архітектурної виразності будівлі на зовнішню обшивку сендвіч-панелей додатково можна змонтувати практично будь-яке облицювання вентильованого фасаду.
Кольори сендвіч-панелей з обшивкою зі сталі з полімерним покриттям бувають стандартні (ті, що завжди підтримуються виробниками в наявності на своїх складах) і ті, що постачаються на замовлення. Гамма можливих відтінків панелей визначається відповідно до міжнародних колірних стандартів RAL, RR або NCS.
Через складність технологічних процесів виробники сталі з органічним покриттям в кольорах металік RAL 9006 і RAL 9007 не гарантують сумісність колірних тонів при майбутніх поставках. Тому для забезпечення однорідності кольору обшивок сендвіч-панелей рекомендується замовляти виробництво сировини одного кольору для всієї передбачуваної партії продукції.
При виборі кольору сендвіч-панелі варто враховувати здатність металу різних відтінків до нагрівання і розширення, оскільки це багато в чому визначає довговічність і естетичні характеристики панелі. Чим темніше колір, тим сильніше нагрівається зовнішня обшивка, тому темні кольори не рекомендується застосовувати на покрівлі, де панель буде сильніше нагріватися під впливом сонця і з часом може стати хвилястою, а обшивка відшаровуватися від наповнювача. На південний фасад будівлі також не рекомендується встановлювати сендвіч-панелі темних відтінків, оскільки імовірний вигин виробу та поява хвилястості, особливо при довжині панелей більше 6 м.
Стандарт ДСТУ EN 14509, що описує вимоги до сендвіч-панелей, розділяє кольори обшивок на 3 групи: дуже світлі, світлі та темні. Значення температури зовнішньої обшивки встановлюється ґрунтуючись на групі, до якої належить цей колір і становить +55 °C для дуже світлих кольорів, + 65 °C для світлих кольорів і +80 °C для темних кольорів.
Колірні групи за впливом теплових навантажень на конструкції з сендвіч-панелей.
| I колірна група – дуже світлі кольори | RAL: 1015, 1016, 1018, 6019, 7035, 9001, 9002, 9010 |
| II колірна група – світлі кольори | RAL: 1002, 1003, 1004, 1014, 1017, 1019, 1021, 1023, 1035, 2000, 2003, 2004, 2008, 2009, 5012, 5018, 5024, 6018, 6021, 6033, 7000, 7037, 7040, 9006, 9022, RR: 20, 21, 24, 30, 40 |
| III колірна група – темні кольори | RAL: 3000, 3002, 3003, 3005, 3011, 3013, 5002, 5005, 5009, 5010, 5011, 5022, 6000, 6003, 6005, 6011, 6020, 6029, 7015, 7016, 7022, 7024, 8016, 8017, 8023, 9005, 9007, RR: 22, 23, 29, 34, 35, 36, 41, 288 |
Зовнішня обшивка сендвіч-панелей темних кольорів (III колірна група) в наслідок підвищеного теплового навантаження в порівнянні зі світлими кольорами може піддаватися викривленням. Тому при проєктуванні будинків з сендвіч-панелей необхідно враховувати особливості темних панелей і запобігати пошкодженню за допомогою рішень, заснованих на наступних умовах:
Існує кілька типів профілювання обшивок сендвіч-панелей: мікропрофільне, лінійне, рифлене, гладке, тиснене і синусоїдальне. В силу технологічних особливостей виготовлення, гладка поверхня і синусоїдальне профілювання можливе лише для виробів з наповнювачем з пінополіуретану. Для приміщень, в яких необхідно виключити накопичення пилу або тих, що зазнають частого миття, для зручності слід застосовувати панелі з гладкою поверхнею або мікропрофілюванням.
Сендвіч-панелі з гладкою обшивкою слід встановлювати лише у вигляді однопролітних конструкцій після статичних розрахунків з використанням програмного забезпечення TrayPan. Застосування сендвіч-панелей з гладкими обшивками в інших конструкціях може призвести до появи хвилястості лицьовій поверхні. Це може бути ледь помітний ефект, видимий тільки за певних умов, наприклад, при дуже високій інсоляції стіни або конструкції даху.
Можлива поява хвилястості на гладкій обшивці не погіршує несну здатність сендвіч-панелей, але може призвести до погіршення естетики фасаду.
Монтаж сендвіч-панелей може здійснюватися в горизонтальному, вертикальному або похилому напрямку. Сендвіч-панелі допускається використовувати навіть при зведенні криволінійних стін в разі якщо радіус кривизни становить 30 м і більше. Для рівномірного сприйняття деформацій панелей каркасом будівлі рекомендується здійснювати їх монтаж за однопролітною схемою. Ряд провідних виробників сендвіч-панелей пропонують додаткові можливості з їх декорування, такі як нанесення на поверхню виробу будь-яких кольорових зображень або встановлення поверх панелей вентильованих фасадів з декоративною обшивкою.
Видиме кріплення
Приховане кріплення
Окрім зовнішньої обшивки панелі на візуальне сприйняття будівлі також впливає кріплення, яке буває видимим або прихованим, а також декоративні елементи, спеціальні кутові сендвіч-панелі тощо. Такі, здавалося б, незначні деталі в ряді об’єктів є визначальними в архітектурі фасадів. Тому за необхідності створення виразного дизайну будівлі рекомендується залучати до розробки проєкту досвідчених фахівців.
Оптимальним вибором матеріалу зовнішньої обшивки сендвіч-панелей є оцинкована сталь з полімерним покриттям, що забезпечує виробу довгий термін експлуатації зі збереженням експлуатаційних характеристик.
Унікальним рішенням від компанії Ruukki є сендвіч-панелі з зовнішньою обшивкою із атмосферостійкої сталі Cor-Ten, застосування яких дає змогу створювати енергоефективні та яскраві фасадні рішення, що змінюють свій колір у часі. До того ж ці сендвіч-панелі здатні самостійно відновлювати дрібні подряпини на обшивці завдяки утворенню нової патини.
Перед тим як купити сендвіч-панелі, варто звернути увагу на характеристики сталевих обшивок. Відповідно до стандарту ДСТУ EN 10346 при виробництві панелей можуть використовуватися конструкційні марки сталей S250, S280 з гарантованою межею плинності 250-280 МПа. Не дивлячись на це, ряд виробників для здешевлення вартості застосовують сталь марки DX51, яка не є конструкційною і тому використовувати її в несних сендвіч-панелях неприпустимо.
Той же стандарт визначає необхідність застосування оцинкованої сталі з вмістом цинку не менше 190 г/м2. При цьому із зовнішнього боку листа товщина цинкового покриття повинна бути не менше 20 мікрон, а товщина захисного шару повинна становити не менше 25 мкм.
Відповідно до стандарту ДСТУ EN 14509 товщина зовнішньої обшивки сендвіч-панелей може бути від 0,4 до 0,7 мм. При цьому чим товще сталевий лист, тим більш рівний вигляд матиме поверхня фасаду і менше відблисків буде на ній помітно в сонячну погоду. Товщина внутрішньої обшивки зазвичай знаходиться в межах від 0,4 до 0,6 мм і впливає на довговічність і несну здатність сендвіч-панелей.
Залежно від призначення і умов експлуатації панелей, розрізняють кілька видів полімерного покриття, найбільш поширеними з яких є наступні:
В особливих випадках, наприклад, коли всередині будівлі дуже агресивне середовище від впливу миючих і абразивних засобів, а також в фармацевтичній або харчовій промисловості рекомендується застосовувати обшивки сендвіч-панелей з нержавіючої сталі. Таке рішення є найбільш дорогим, але в деяких випадках єдино можливим.
Несна здатність сендвіч-панелі є важливою характеристикою, оскільки в процесі експлуатації вироби піддаються впливам снігу, вітру, сейсмічної активності тощо. При проєктуванні огороджувальних конструкцій із застосуванням сендвіч-панелей необхідно враховувати вимоги ДБН В.1.2-2 «Навантаження і впливи». Наприклад, для будівництва однієї й тієї ж будівлі в різних регіонах значення як вітрового, так і снігового навантаження можуть відрізнятися в кілька разів. Також необхідно враховувати висоту і конструктивні особливості будівлі, специфіку розташування, сервісні навантаження і умови експлуатації. Наприклад, необхідно звертати увагу на те, що на додаток до снігового навантаження, покрівля повинна витримувати ще й людину з інструментом для очищення.
У випадках застосування стінових сендвіч-панелей на висотних будівлях особливу увагу слід приділяти вибору типу кріпильних виробів і кількості точок кріплення.
В об’єктах де можлива вибухонебезпечна ситуація, необхідне улаштування легкоскидних конструкцій. В таких конструкціях застосовуються сендвіч-панелі із спеціальними видами кріплень, які в разі підвищення внутрішнього тиску в будівлі забезпечують розгерметизацію певних ділянок фасаду. Це дає змогу уникнути травмування людей, що знаходяться в приміщеннях і біля об’єкту, а також пошкодження конструкцій будівлі.
Підбір необхідних характеристик сендвіч-панелей здійснюється за таблицями несної здатності або розрахунковими програмами, тому перед купівлею варто впевнитися в їх наявності у постачальника.
Товщина сендвіч-панелі підбирається відповідно до теплотехнічного та міцнісного розрахунків і може бути в межах від 40 до 300 мм, а її ширина становить від 1,0 до 1,2 м. Довжина панелей буває від 2 до 13,5 м і обмежується розміром транспортних засобів. Виходячи зі зручності монтажу, найбільш широке застосування знаходять сендвіч-панелі довжиною від 6 до 8 м.
Замок типу «шип-паз»
Сендвіч-панелі можуть постачатися з пласким або зигзагоподібним замком. У пласкому замку можлива поява конденсату і наскрізне промерзання. У свою чергу зигзагоподібний замок типу «шип-паз» є більш герметичним і енергоефективним.
Важливо врахувати, що точні геометричні характеристики сендвіч-панелей в значній мірі впливають на герметичне стикування замків, а також на терміни та якість монтажу. Незважаючи на те, що на ринку України присутній широкий асортимент брендів панелей, лиш деякі виробники можуть гарантувати, що при монтажі панелей відхилення геометричних розмірів буде в межах допусків відповідно до ДСТУ EN 14509. Це обумовлено тим, що для виготовлення виробів з точними геометричними параметрами необхідно мати висококласне автоматизоване обладнання, яке є в наявності лише у провідних європейських виробників.
Перш ніж купити сендвіч-панелі, необхідно впевнитися в наявності у постачальника декларації показників будівельної продукції, яка є обов’язковим документом відповідно до Регламенту (ЄС) № 305, що діє в Україні з 1 січня 2023 року. Продаж сендвіч-панелей без декларації експлуатаційних характеристик, а лише з супровідними документами старого зразку (сертифікат відповідності, технічні умови та ін.) за законодавством України дозволено лише до кінця 2025 року.
Головним стандартом, якому мають відповідати сендвіч-панелі, що продаються в Україні, є ДСТУ EN 14509, який регламентує основні характеристики продукції та містить посилання на допоміжні нормативи, відповідно до яких постачальник має проводити випробування задекларованих параметрів.
Хоча наявність декларації відповідності є єдиним обов’язковим документом для продажу сендвіч-панелей в Україні, постачальник може додатково надавати інші документи та сервіси, які дають змогу споживачу отримати розширену інформацію про якість продукції, спростити розрахунок та проєктування, а також зменшити вартість страхування об’єкту:
Відповідно до ДСТУ В.2.7-169 гарантійний термін повинен бути не менше 5 років. Варто зазначити, що провідні виробники надають гарантію на сендвіч-панелі 5 років – на цілісність виробу, не менше 25 років – на ефективну експлуатацію наповнювача і до 30 років – на естетичні властивості обшивки.
При використанні сендвіч-панелей на будівництві в зонах підвищеної сейсмічної активності постачальник має додатково надавати висновок про сейсмостійкість.
Для повної впевненості в якості панелей що постачаються, рекомендується запитувати окремі сертифікати і протоколи на матеріали, які були використані при виробництві конкретної партії панелей: сталь і наповнювач.
Перш ніж купити сендвіч-панелі, важливо пам’ятати що навіть найкраща продукція при використанні низькоякісних аксесуарів або при неправильному монтажу навряд чи слугуватиме заявлений виробником термін. Вибір кріплення, герметиків і декоративних елементів, як і вибір сендвіч-панелей, повинен ґрунтуватися на якісних характеристиках виробів, особливостях конкретного типу панелей і рекомендаціях виробника.
Монтаж сендвіч-панелей є досить складним і відповідальним етапом, від якого залежать подальші операційні витрати і термін експлуатації будівлі. Тому монтаж сендвіч-панелей рекомендується довіряти спеціалізованим монтажним компаніям з досвідом роботи, які спроможні підтвердити це відповідною гарантією.
При складуванні мінераловатних сендвіч-панелей просто неба наповнювач може ввібрати вологу, внаслідок чого теплотехнічні характеристики виробів значно погіршуються. Для запобігання намоканню замкових частин сендвіч-панелей фінський виробник Ruukki пропонує технологію Rain Protect, яка захищає утеплювач від дощу під час складування та зберігає якість панелей.
Бюджетні сендвіч-панелі з найменшими вимогами до якості та довговічності представлені в Україні широким списком брендів, серед яких можна виділити АлюТерм, Арсенал, Астен, Пантек, Промстан, Cualimetal, Gor Stal, Izovol, Paneltech.
Середній ціновий сегмент заповнений продукцією виробництва компаній Adamietz, Arcelor, Balex, Isopan, Joris, Metecno, Pruszynski, USP, Інтеко, Термо-буд, ТПК.
І найбільш високоякісні сендвіч-панелі в Україні, що відповідають європейському стандарту якості ДСТУ EN 14509, представлені лише двома брендами – Kingspan і Ruukki.
Варто пам’ятати, що ціна сендвіч-панелей – це не лише спочатку вкладені кошти в продукцію і монтаж. Купуючи якісніші вироби, власник будівлі отримує не лише відмінний зовнішній вигляд і безпеку будівлі, а і зможе компенсувати вкладені кошти зниженням витрат на опалення і кондиціонування, а також на відсутності проблем з експлуатацією покрівлі та фасадів протягом всього терміну служби будівлі.
