Характеристики и свойства. Преимущества как строительного материала

СИП ПАНЕЛЬ

Свойства и характеристики СИП панелей
Канадские дома очень популярны во многих странах мира. В России тоже все больше людей предпочитают строить дома по SIP технологии. Такой интерес к канадским домам наблюдается благодаря их многочисленным достоинствам и относительно невысокой цене. Основным элементом конструкции таких домов являются СИП панели, и именно их свойства в большой степени определяют достоинства дома. СИП (SIP) панель состоит из двух ОСП (OSB) плит и вклеенного между ними пенополистирола, который выступает в качестве утеплителя. Несложная конструкция и не дорогие материалы, тем не менее, дают строительный материал с уникальным набором свойств. Хорошая теплоизоляция, прочность и легкость панелей вместе с каркасной конструкцией, делают канадские дома очень прочными, теплыми, долговечными и недорогими в строительстве.
Теплоизоляционные свойства.
Коэффициент теплопроводность пенополистирола составляет 0,037-0,042 Вт/(м·К)). Для примера коэффициент теплопроводности дерева 0,12 Вт/(м·К), пенобетона 0,29 Вт/(м·К), кирпича – 0,7 Вт/(м·К), бетона – 1,51 Вт/(м·К). То есть стена из пенополистирола толщиной 10 см по теплопроводности соответствует стене из дерева толщиной 30 см. Или стене из пенобетона толщиной 73 см или кирпичной стене толщиной 175 см.

Чем меньше теплопроводность тем меньше энергии будет тратиться на обогрев дома и соответственно меньше затрат на энергоносители. В среднем затраты на отопление дома из SIP панелей в 6–8 раз меньше чем на отопление обычных домов (деревянных или кирпичных с утеплением). Сделаем расчет теплового сопротивления СИП панели толщиной 174 мм. (Тепловое сопротивление – величина обратная теплопроводности и используется для тепловых расчетов). Коэффициент теплопроводности пенополистиролва марки ПСБ-С-25 равен 0,039 Вт/(м·К). При толщине 0,15 м его теплопроводность будет составлять 0,039 Вт/(м·К) / 0,15 м = 0,26 Вт/К. Тепловое сопротивление (R) пенополистирола толщиной 15 см будет 1 / 0,26 Вт/К = 3,85 К/Вт. Коэффициент теплопроводности плит OSB-3 равен 0,13 Вт/(м·К). При толщине 24 мм (две плиты по 12мм) теплопроводность будет 0,13 Вт/(м·К) / 0,024м = 5,42 Вт/К, тепловое сопротивление будет 1/ 5,42 Вт/К = 0,18 К/Вт. Тепловое сопротивление СИП панели будет равно R (утеплителя) + R (плит) = 3,85 К/Вт + 0,18 К/Вт = 4,03 К/Вт. Чем больше значение теплового сопротивления, тем меньше происходит теплопотерь, тем “теплее” стены. Согласно строительным нормам для Москвы и области тепловое сопротивление ограждающих конструкций для дома постоянного проживания должно быть не менее 3,13 К/Вт, для административных зданий не менее 2,55 К/Вт. Видно, что СИП панель толщиной 174 мм вполне отвечает требованиям, более того существенно их превосходит.

Физико-механические свойства.
Хотя СИП панели сделаны из древесных плит и пенопласта, тем не менее, они выдерживают достаточно большие нагрузки. Например, SIP панель размерами 2,50х1,25 м и толщиной 174 мм выдерживает поперечную нагрузку 2 тонны. Она прогибается но не разрушается. Такая нагрузка соответствует нагрузке 640 кг/м2. Для сравнения, железобетонные плиты перекрытий, которые используются в строительстве выдерживаю нагрузку порядка 300 – 400 кг/м2. Согласно СНиП-ам расчетная нагрузка на эксплуатируемое перекрытия составляет – 150 кг/м2, расчетная максимальная снеговая нагрузка – 180 кг/м2. Очевидно, что характеристики СИП панели удовлетворяют этим требованиям.

При продольных нагрузках SIP панели выдерживают до 11 тонн на 1 м.п. То есть если взять дом с размерами 10 на 10 метров, то на эти стены можно нагрузить до 440 тонн (периметр стен 40 м.п. * 11 тонн). Такие характеристики с большим запасом перекрывают строительные нормы по нагрузкам на конструкции зданий. Сразу возникает вопрос, откуда такая прочность, ведь панели сделаны из деревоплиты и, смешно сказать, из пенопласта. Да, сама по себе OSB плита достаточно гибкая и даже при не очень больших нагрузках прогибается. Про пенопласт, даже толщиной 150 мм, говорить не приходится. Но при склеивании этих разных по своим механическим свойствам материалов, появляется материал, который по прочности в несколько раз превосходит материалы, из которых он сделан. Структурно СИП можно сравнить с двутавровой балкой. Пенная сердцевина работает как поперечная перегородка, а наружные твердые слои, как аналоги фланцев балки. Чем толще сердцевина, тем лучше панель противостоит поперечному изгибу. При продольном сжатии пенополистирол приклеенный к плитам не позволяет им выгибаться. При поперечном изгибе благодаря пенополистиролу одна из плит SIP панели сжимается, а другая растягивается обеспечивая всей конструкции высокую прочность на изгиб.

Допустимый прогиб панели измеряется следующим образом: длина пролета делится на коэффициент отклонения (L/480, L/360, L/240, L/180, где L – длина пролета). Чем больше знаменатель в этом уравнении, тем меньше прогиб и тем жестче конструкция. Обычно, коэффициент L/360 применяется для расчета несущих способностей перекрытия, а L/240 – для несущих способностей кровли.
В таблице приведены данные по нагрузкам для СИП панели толщиной 174 мм.
Прогиб
Длинна пролета
3050 мм
3660 мм
4270 мм
4880 мм
5490 мм
L/360
340 кг/м2
236 кг/м2
172 кг/м2
122 кг/м2
95 кг/м2
L/240
454 кг/м2
358 кг/м2
259 кг/м2
186 кг/м2
141 кг/м2
Что это означает? Например, если взять пролет 3050 мм, положить на него панель шириной 1 метр, и на каждый квадратный метр плиты положить по 340 кг, то плита прогнется на 8,5 мм ( 3050мм / 360 = 8,5мм)

Особо следует отметить, что в СИП панелях сочетается прочность и одновременно гибкость. Это позволяет домам, построенным из таких панелей выдерживать даже сильные ветровые нагрузки и землетрясения без повреждения конструкции.
Вес панелей.
Не маловажным является, и малый вес СИП панелей. Плотность пенопласта используемого в панелях 25 кг/м3, плотность OSB-3 550 – 650 кг/м3. Поэтому 1 м2 СИП панели толщиной 174 мм весит всего 19 кг. К примеру вес 1 м2 стены из кирпича (толщиной в один кирпич – 25 см) будет весить от 300 до 475 кг. Получается что дом, построенный из СИП панелей приблизительно в 20 раз легче кирпичного. Небольшой общий вес канадских домов позволяет применять облегченные типы фундаментов, а это существенно снижает стоимость строительства. Кроме того вес стандартной панели около 60 кг, а это значит что строительство можно проводить без использования тяжелой строительной техники. Малый вес плиты вместе с ее большими размерами позволяет быстро возводить дома. Все это существенно снижает затраты на строительство.
Пожаростойкость.
Дома, построенные по SIP-технологии, обладают третьей степенью огнестойкости, которая обеспечивает сдерживание огня на протяжении одного часа. SIP-панели обладают свойством самозатухания благодаря входящему в их состав антипирену. Герметичность дома и плотные стыки панелей препятствуют задымлению помещений и распространению огня. При горении SIP-панели выделяют в 7 раз меньше тепловой энергии, чем древесина, и на порядок меньше отравляющих веществ, что снижает опасность удушья в случае нахождения внутри дома.
Экологичность.
СИП панели – это новый для России строительный материал. И у нас до сих пор еще не проводились серьезные и всесторонние испытания этого материала. А отсутствие достоверной информации (на русском языке) приводит к недоверию и многочисленным домыслам, в том числе и о вредности плит OSB и пенополистрола. SIP панели состоят из материалов, удовлетворяющих самым высоким требованиям экологической безопасности. Плита ОСП на 90 % состоит из древесной стружки, остальные 10 % – натуральные смолы, наполнители и отвердители, синтетический воск и соль борной кислоты, которая усиливает защитные свойства ОСП. Обратите внимание, здесь нет фенола, формальдегида, бутанола. Пенополистриол производится из стирола – экологически безопасного вещества, использование которого не ограничено санитарно-гигиеническими нормативами. Этот материал гипоалергенен и в мировом производстве используется даже для изготовления пищевой упаковки и посуды. Следует помнить, что технология производства плит OSB и самих SIP панелей пришла к нам из Северной Америки и Европы, где проблемами экологии серьезно озаботились намного раньше, чем нам стало известно само слово “экология”. Научные учреждения Европы и Америки проводили многочисленные и всесторонние исследования SIP технологии, и все материалы этих исследований опубликованы и доступны, правда, на английском языке. СИП панели не выделяют в атмосферу вредные вещества, поэтому во всём мире их используют для строительства социальных и медицинских учреждений.