Инновации на рынке сэндвич-панелей

На рынке трехслойных сэндвич-панелей (ТСП) в России наблюдается рост сегмента продукции с наполнителем из ППУ, уже доминирующим на 25% рынка. Тенденция устойчиво растет, обусловленная технологическими и эксплуатационными преимуществами вспененной теплоизоляции.

Что особенного в панелях с пенополиуретановым сердечником

Пенополиуретан (ППУ) – это вспененный полимерный материал, на микроуровне представляющий собой сеть ячеек. Применяемая технология производства позволяет создавать закрытую ячеистую структуру и заполнять эти ячейки пентаном – газом с низкой теплопроводностью, что существенно улучшает характеристики ППУ в качестве утеплителя, вне зависимости от того, в какой сфере он используется.

Благодаря своим свойствам так называемый жёсткий ППУ (плотностью более 30 г/м²) нашёл широкое применение в строительстве, в частности – в теплоизоляции кровель, ограждающих конструкции и помещений. Часто этот материал представляет собой состав, который можно с помощью распылителя наносить прямо на строительной площадке, поскольку он обладает высокой адгезией к самым разным поверхностям. В процессе заводского производства ТСП вспененная масса подается между двух облицовок, расширяется, плотно заполняя пространство между ними, после чего под прессом происходит процесс полимеризации сердечника панели, что обеспечивает ей высокую прочность.

За счёт лучших теплоизоляционных свойств, созданная на основе ППУ сэндвич-панель, при тех же теплосберегающих характеристиках, может быть тоньше, нежели панели с сердечником из других материалов. Кроме того, ППУ имеет низкую плотность, за счёт чего ТСП получается значительно легче аналогов с наполнителем их минеральной ваты. На 1000 м² площади здания, целиком построенного из ТСП, разница в весе может достигать 15-25 тонн. Это позволяет не только снизить требования к несущей способности каркаса и фундамента, но и существенно удешевляет стоимость доставки материалов, что особенно важно, если речь идёт о строительстве в труднодоступных регионах, где каждый рейс спецтехники увеличивает общую смету проекта.

ППУ не склонен впитывать влагу, даже при повреждении изоляции наружного слоя. Это значит, что теплоизоляционные свойства остаются на высоте даже при их повреждении, а внутри ни при каких условиях не создаётся благоприятной среды для развития грибка или размножения микроорганизмов. Кроме того, наполнитель из ППУ не привлекает насекомых и грызунов.

«Высокая герметичность панелей с пенополиуретановым сердечником обеспечивается как свойствами самого этого материала, так и его естественной адгезией к стальным облицовкам панели, что позволяет обходиться при их производстве без использования клеевых составов. Всё это делает такие ТСП оптимальным выбором для строительства объектов, к которым применяются повышенные санитарно-гигиенические требования – в частности, зданий агропромышленного комплекса, быстровозводимых цехов пищевой промышленности, фармацевтического производства и складов, а также крупных логистических центров, в том числе для хранения химических веществ, где внутренняя поверхность стен может подвергаться воздействию агрессивных сред. Естественно, не только сердечник определяет возможность эксплуатации панелей в описанных условиях, однако он значительно увеличивает срок службы конструкций и улучшает их эксплуатационные свойства», – объясняет Сергей Якубов, руководитель департамента фасадных систем и ограждающих конструкций Группы компаний Металл Профиль, крупнейшего российского производителя фасадных и кровельных систем.
Благодаря всё той же низкой гигроскопичности, сэндвич-панели на основе пенополиуретана могут использоваться в условиях больших перепадов температур между внутренними и наружными помещениями. Поскольку сердечник не набирает влагу, ему не угрожает так называемое «замораживание» панели. Таким образом, ТСП с ППУ могут использоваться при строительстве холодильников или для возведения объектов в условиях Крайнего Севера.
«Вопреки распространённому мнению о горючести полимерных материалов, панели с сердечником из пенополиизоцианурата (ППИ) – модифицированного ППУ – относятся к классу огнестойкости Г1-Г2. Это значит, что даже при возведении особо сложных с точки зрения пожарной безопасности объектов большая часть ограждающих конструкций может выполняться из панелей на основе ППИ и лишь в наиболее «критичных» местах можно устанавливать отдельные более тяжёлые панели с сердечником из минеральной ваты», – добавляет Сергей Якубов.

Несколько слов о пожарной безопасности

Для европейского рынка трёхслойные сэндвич-панели с сердечником из пенополиуретана давно не являются диковинкой, однако в России это решение до последнего времени не пользовалось особой популярностью. Главная причина – несоответствие отечественным требованиям пожарной безопасности: ППУ принято считать горючим.

Остаётся только гадать, почему это никогда не мешало европейцам. Многие специалисты полагают, что проблема на самом деле заключается не столько в высокой, якобы, пожароопасности панелей, сколько в устоявшихся стереотипах и недостатках в работе отечественных ведомств, ответственных за пожарную охрану и безопасность.

Как уже было отмечено, существует технология нанесения ППУ непосредственно на утепляемые поверхности прямо на стройплощадке. В прошлом некоторые строительные подрядчики при производстве подобных работ частенько «забывали» добавлять в один из компонентов состава антипирен, который несколько ухудшал вспениваемость и увеличивал расход материала. Это грубое нарушение технологии и породило расхожее мнение, что ППУ горит. То есть, строго говоря, это так, но благодаря наличию антипирена горит он только в присутствии открытого источника огня и самозатухает. То есть, относится к группам горючести Г2-Г3. Сегодня от технологии раздельной поставки компонент ППУ и антипиренов отказались – присадки сразу включаются в состав. К тому же производство ТСП – это не напыление на объекте, и здесь вообще вспоминать о подобных прецедентах неуместно.

Наконец, использование наиболее современной модификации ППУ – пенополиизоцианурата (ППИ) – позволяет и вовсе производить теплоизоляционный материал, относящийся к группе горючести Г1.

Что касается пожарной безопасности, то у всех ещё на памяти те невесёлые времена, когда с пожарным инспектором можно было легко «договориться», чем нередко пользовались некоторые недобросовестные строительные подрядчики и многие предприниматели. В итоге в эксплуатацию принимались объекты, на которых системы автоматического пожаротушения и экстренного оповещения работали только на бумаге. Если же говорить о стройплощадках, то здесь зачастую о пожарной безопасности не вспоминали вообще. А уж если в довершение ко всему вспомнить о проблемах оснащения пожарных частей современной техникой, вакханалии на российских автодорогах и прочих смежных проблемах, то становится понятно желание перестраховаться и не пустить на рынок материалы, внушающие какие-либо опасения. Хотя, с другой стороны, широкому доступу на рынок композитных облицовок и алюминиевых кронштейнов для вентфасадов всё это никогда не мешало, несмотря на многочисленные печальные прецеденты. Но наличие в «палитре» теплоизоляционных материалов ППИ позволяет забыть и об этой проблеме.

Производство панелей с ППУ/ППИ-наполнителем

На сегодняшний день в России ТСП на основе ППУ и ППИ в промышленных масштабах производятся лишь на нескольких крупных предприятиях. Во многом это объясняется сложностью технологии: если минвату можно нарезать и вклеить между облицовками в полуавтоматическом режиме или даже вручную (хотя требуемого по современным представлениям качества панелей подобные технологии всё равно не дают), то выпускать калиброванные ППУ-панели со стабильными характеристиками таким образом, проблематично. «На нашем новосибирском заводе для производства трёхслойных сендвич-панелей Airpanel с утеплителем из пенополиуретана используется полностью автоматизированная гибридная линия ROBOR мощностью 2,5 млн. м² ТСП в год. Благодаря своей конструкции линия может производить как ТСП с ППУ/ППИ-сердечником, так и панели с традиционным минераловатным сердечником», – рассказывает Сергей Якубов (ГК Металл Профиль).

Как уже говорилось, при производстве ТСП на основе ППУ слой теплоизоляции не приклеивается к облицовкам, а формируется непосредственно между ними. Жидкая пена подается перед тем, как панель заходит в пресс. Отличаясь высокой адгезией к металлу, пенополиуретан надежно сцепляется с облицовками без дополнительного клеевого состава.

«Учитывая тонкости производственного процесса, качество итогового материала определяют не только характеристики облицовки и применяемого жидкого состава, но и то, как и в каких условиях происходит формирование пены. Очень важно выстроить этот процесс так, чтобы структура пены получилась правильной, и не допустить образования воздушных карманов. Некоторые устаревшие линии используют неподвижную заливочную гребёнку, которая неравномерно наносит пену. В результате невозможно контролировать однородность теплотехнических характеристик панели. Чтобы этого избежать, на своём производстве мы используем более сложный механизм, имеющий несколько рядов заливочных сопел. Кроме того, значительную роль играет протяжённость и механизм работы пресса. Длина пластинчатого пресса гибридной линии ROBOR на сегодняшний день самая большая в мире – 40 м, панель входит в него целиком и подвергается равномерному давлению по всей площади. Это позволяет обеспечивать высокое качество и равномерность склейки её элементов», – объясняет Сергей Якубов.

Как отмечает специалист, толщина теплоизоляционного сердечника Airpanel может варьироваться от 30 до 300 мм. Это позволяет использовать их в самых разных климатических условиях. При этом панели на основе ППУ и ППИ гарантированно сохраняют герметичность стыков даже в жёстких условиях эксплуатации более 25-30 лет, что обеспечивается, в том числе и благодаря наличию специального уплотнителя на торцах панели.

Помимо «классического» ассортимента, гибридная линия новосибирского предприятия производит три варианта ТСП специального назначения, отличающихся характеристиками облицовок. Так, в панелях серии Industrium они изготовлены из стали с покрытием Colorcoat HPS200 Ultra производства Tata Steel (Великобритания) толщиной 200 мкм. Такие панели ориентированы на использование при строительстве зданий, ограждающие конструкции которых будут подвергаться воздействию химически агрессивных сред, повышенной влажности, УФ-излучения и т.п.

Комплекс промышленных зданий, возведенный с использованием панелей Industrium.

Специальная серия панелей Agrarium отличается особо стойким полимерным покрытием Colorfarm 15 толщиной 35 мкм, наносимым с внутренней стороны панели. Это позволяет использовать материал для возведения, к примеру, объектов для нужд животноводства, в которых внутренняя облицовка подвергается воздействию газов аммиачной группы (отходов жизнедеятельности животных), а также регулярной влажной очистке с использованием моек высокого давления.

Сооружение, возведенное с использованием панелей Agrarium.

Ещё одна специализированная серия – ТСП Sterilium – предназначена для строительства цехов химических, фармацевтических, микроэлектронных, пищевых и подобных производств. Ламинированная поверхность панели отличается особой гладкостью и обладает антистатическими свойствами, что препятствует накоплению пыли и грязи. Кроме того, многослойный защитный состав допускает очистку, к примеру, с помощью пероксида водорода, применяемого в фармакологической и пищевой отраслях.

Цех со стенами из панелей Sterilium.

Результаты испытаний облицовок на коррозионную стойкость в соответствии с требованиями российским стандартам, проведенные ГК Металл Профиль совместно с ведущим Национальным исследовательским технологическим университетом «МИСиС», подтвердили возможность и необходимость использования ТСП специального назначения в среднеагрессивных (агрессивных) средах.

Пенополиуретан и его разновидности позволяют значительно упростить процесс строительства быстровозводимых зданий, а также решать с помощью «классических» трёхслойных сендвич-панелей специализированные задачи, где особая роль отводится теплоизоляции, влагостойкости и герметичности ограждающих конструкций. Сегодня это направление в стройиндустрии, без сомнения, может по праву называться инновационным.