Главная > Библиотека > PUR и PIR сэндвич панели > Преимущества строительства зданий из PIR сэндвич-панелей в суровых климатических условиях

Преимущества строительства зданий из PIR сэндвич-панелей в суровых климатических условиях

В этом материале рассказывается о преимуществах строительства и эксплуатации зданий, возведённых из PIR сэндвич-панелей, в условиях Арктики и Дальнего Востока России.

Несколько лет назад, правительством Российской Федерации, была принята программа по переселению жителей России на Дальний Восток, а в 2017 году продолжилось планомерное освоение Арктики. В связи с этим возникла острая необходимость по обеспечению переселенцев, геологоразведчиков, специалистов нефтегазовой и горнодобывающей промышленности доступным и энергосберегающим жильём, хорошо приспособленным для эксплуатации в суровом климате.

Поэтому в этой статье будут даны ответы на следующие вопросы:

С какими сложностями сталкиваются строители при возведении строений в сложных климатических условиях.
В чём заключаются преимущества строительства и эксплуатации зданий построенных из PIR сэндвич-панелей.
Как, с помощью PIR сэндвич-панелей, увеличить скорость строительства и сократить все издержки.

Особенности строительства в условиях Арктики и Дальнего Востока

Помимо огромных залежей полезных ископаемых, газа, нефти и золота Дальний Восток и Арктическая зона России славятся суровым климатом. Короткое (около 2-х месяцев) лето, сильные морозы (в отдельных областях они могут доходить до – 60 °С), ураганные ветра, туманы, повышенная влажность и большие суточные температурные перепады становятся настоящим испытанием на прочность для любых строительных конструкций.

Такие материалы как дерево, кирпич, многие виды утеплителей, и даже бетон, зачастую не выдерживают экстремальных условий эксплуатации. Кроме этого строителям пришлось пересмотреть методику возведения зданий в условиях вечной мерзлоты. Например, наибольшее распространение, при возведении домов, получил свайный фундамент, который препятствуют размораживанию грунта под сооружением.

Ведение на морозе т.н. «мокрых работ», связанных с бетонированием, также существенно ограничено из-за низких температур. Зимой строители вынуждены использовать специальные противоморозные добавки и применять энергоёмкий и дорогостоящий процесс подогрева свежеуложенной бетонной смеси.

К этому добавим необходимость завоза строительных материалов с «Большой земли», во время летнего периода навигации (это всего 4-5 месяцев в году) по Северному морскому пути.

А также плохую транспортную доступность отдалённых территорий и огромное влияние на качество работ «человеческого фактора», т.к. рабочим приходится возводить дома в экстремальных погодных условиях.

Существенно сократить все затраты, повысить качество жилья и его эксплуатационные характеристики можно, если использовать современные строительные технологии, и возводить дома из PIR сэндвич-панелей.

Преимущества строительства зданий из PIR сэндвич-панелей в суровых климатических условиях

Прежде, чем мы расскажем о преимуществах строительства из PIR сэндвич-панелей, сформулируем основные требования к технологии и материалам, для успешного возведения домов в климатических условиях Дальнего Востока и Арктики.

Скорость. Из-за короткого лета, активный строительный сезон в Арктической зоне, фактически, длится около 3-х месяцев в году. Потом начинаются морозы, поэтому нужно успеть возвести здание за этот период, либо использовать «всепогодную» технологию.
Минимизация «мокрых процессов». Из-за минусовых температур, предпочтение следует отдавать технологии исключающей (или сводящей к минимуму) бетонные и кладочные работы.
Универсальность. Дом, для сокращения всех затрат, должен возводиться из материала «2в1», который одновременно является ограждающей — несущей конструкции, а также теплоизолятором.
Долговечность. Срок службы материала, из которого построен дом, должен соответствовать периоду эксплуатации здания.
Энергоэффективность. Стеновая конструкция должна обладать высокой теплоизолирующей способностью при минимальной толщине.
Простота монтажа. Для ускорения строительства, а также минимизации брака со стороны рабочих, здание следует собирать по принципу «конструктора», или монтировать из полностью готовых модулей заводского изготовления имеющих небольшой вес.

Теперь, опираясь на эти принципы, рассмотрим преимущества строительства быстровозводимых домов из сэндвич-панелей на основе PIR.

Кирилл Дубровин. Эксперт Ассоциации «НАППАН». Представляет компанию, которая производит сэндвич-панели:

«Коэффициент теплопроводности полиизоцианурата (PIR) — полимера, не поддерживающего горение и выполняющего функцию теплоизолятора в сэндвич-панели, составляет рекордно низкие 0,022 Вт/(м*°С). Благодаря закрытоячеистой структуре материала, паронепроницаемости и отсутствию влагонакопления PIR сохраняет свои теплотехнические свойства даже при многократном повторении циклов замораживания и оттаивания. Подтверждённый реальной практикой срок эксплуатации данного типа утеплителя – свыше 50 лет».

Низкий коэффициент теплопроводности, при небольшой плотности и, соответственно, весе материала, позволяет уменьшить необходимую толщину ограждающих конструкций. Поэтому суммарная масса PIR сэндвич-панелей меньше по сравнению с панелями, имеющими сердечник из других типов утеплителей. Это приводит к снижению ряда сопутствующих затрат (например, на транспортировку). Кроме этого, т.к. зачастую, стройматериалы доставляются на строительный объект несколькими видами транспорта, уменьшаются затраты на их дополнительную перегрузку.

Важный нюанс: сэндвич-панели на основе полиизоцианурата не подвержены биопоражениям, в них не заводятся грызуны и насекомые-вредители. Материал не восприимчив к агрессивному воздействию морского климата, хорошо выдерживает температурные перепады и повышенную влажность.

Алексей Горохов. Исполнительный директор Ассоциации «НАППАН»:

«Вышеперечисленные свойства материала, автоматически тянут за собой ряд выгод для строителей. Например, строить из PIR сэндвич-панелей можно при любых погодных условиях — в снег, дождь, при отрицательных температурах. Материал можно складировать на стройплощадке, не беспокоясь, что он придёт в негодность. Специальное лабиринтное соединение панелей — замок «шип-паз» или «двойной шип-паз», обеспечивает повышенную герметичность конструкции, а также препятствует продуванию стен ветром. Также упрощаются и ускоряются все монтажные работы, которые ведутся без «мокрых процессов», минимизируется влияние «человеческого фактора».

Т.к. полимер напыляется между двух металлических облицовок, а не приклеивается к ним, образуется высокопрочное соединение. Утеплитель со временем не слежится и не потеряет своей геометрии. А строители, которые, естественно будут торопиться при работе в неблагоприятных климатических условиях, не будут опасаться, что при монтаже панелей утеплитель оторвётся от облицовки.

Строительство зданий из PIR-панелей ведётся двумя способами:

Каркасный.
Модульный.

Сначала возводится фундамент, например, свайный. В первом варианте сэндвич-панели прикрепляются как ограждающие конструкции к смонтированному на месте эксплуатации здания каркасу, который может быть сделан из ЛСТК, дерева, сварен из металлических труб или залит из железобетона.

Во втором варианте (что значительно быстрее), полностью собранный модуль (например, бытовку) устанавливают на фундамент. На базе нескольких модулей, фактически за 1-2 дня, можно возвести целый городок или поселение, а при необходимости быстро демонтировать модули краном и перевезти в другое место.

Кирилл Дубровин:

«Малый вес PIR-панелей означает и меньшую нагрузку на каркас, следовательно — уменьшается его материалоёмкость. Суммарное уменьшение веса всех элементов для сборки здания (или модуля) позволяет более эффективно распределить нагрузку на транспорт, а также значительно увеличить возможность размещения других полезных грузов, что приводит к существенной экономии».

Также добавим, что сэндвич-панели стыкуются «по пене». Это исключает образование «мостиков холода» в стеновых конструкциях. А низкий коэффициент теплопроводности, малый вес и долговечность – формируют основные преимущества PIR сэндвич-панелей. Это — долгий срок службы и экономия всех ресурсов, как в процессе строительства, на материалах и трудозатратах (включая рабочую силу), так и на отоплении в долгосрочной перспективе. Т.к. в замкнутом и полностью герметичном тепловом контуре (здании) все энергопотери сведены к минимуму, а обогреть такое жилище существенно проще, чем дом, возведённый по стандартным технологиям.

Для наглядности приведём упрощённый теплотехнический расчёт. Итак, возьмём Магадан. По нормативам: сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции (Rт) в этом регионе должно составлять (для стен) 4,13 (м²*°С)/Вт. Теперь рассчитаем, какой слой теплоизоляции (d) нужен для ограждающей конструкции, сравнив PIR и минеральную вату. Задаём исходные данные:

Коэффициент теплопроводности (λ) PIR – 0,022 Вт/(м*°С).
Коэффициент теплопроводности (λ) минваты плотностью 120 кг/м³ (применяемой для изготовления сэндвич-панелей) – 0,045 Вт/(м*°С).

Подставляем значения в формулу:

d = Rт * λ, где:

d — толщина утеплителя;

Rт — сопротивление теплопередаче.

d = 4,13 * 0,022 = 0,091 м. Переводим в см, округляем до кратного значения и получаем для PIR – 10 см.

d = 4,13 * 0,045 = 0,185 м. Переводим в см, округляем до кратного значения и получаем для минеральной ваты – 19 см.

Отметим, что вышеприведённый расчет условный, для более точного определения толщины теплоизоляции см. СП50.13330.

Алексей Горохов:

«В ряде пунктов арктической зоны, с более суровым климатом, требуется ещё больший слой теплоизоляции. Но, если для PIR достаточно 12-15 см (стены/пол), то для сэндвич-панелей из минеральной ваты, минимальная толщина утеплителя составит 25-30 см (стены/пол). Панели такой толщины сложно изготовить и они больше весят, чем сэндвич-панели на основе полиизоцианурата. Это приводит к увеличению всех издержек, начиная от транспортных и заканчивая сметой на строительство».

Выводы

Чтобы изготовить сэндвич-панели на основе полиизоцианурата, требуется дорогостоящее оборудование, что является гарантией всех заявленных характеристик этого материала. Полиизоцианурат имеет сертификаты, подтверждающие его экологичность. Материал гипоаллергенен, не пылит, химически инертен и может применяться при строительстве пищевых производств и предприятий по переработке морепродуктов.