Сэндвич-панель — это любая конструкция, состоящая из трех слоев: сердцевины низкой плотности (PIR, минеральная вата, XPS) и тонкого слоя оболочки, прикрепленного к каждой стороне. Сэндвич-панели используются в приложениях, где требуется сочетание высокой структурной жесткости и малого веса.
Структурная функциональность сэндвич-панели похожа на классическую двутавровую балку, где два лицевых листа в основном противостоят нагрузкам на изгиб в плоскости и сбоку (аналогично полкам двутавровой балки), в то время как материал сердцевины в основном противостоит сдвиговым нагрузкам (аналогично стенке двутавровой балки). Идея заключается в использовании легкого/мягкого, но толстого слоя для сердцевины и прочных, но тонких слоев для лицевых листов. Это приводит к увеличению общей толщины панели, что часто улучшает структурные характеристики, такие как жесткость на изгиб, и сохраняет или даже снижает вес.
Сэндвич-панели являются примером композита сэндвич-структуры: прочность и легкость этой технологии делают ее популярной и широко распространенной. Универсальность означает, что панели имеют множество применений и имеют множество форм: материалы сердцевины и обшивки могут широко различаться, а сердцевина может быть сотовой или сплошной начинкой. Закрытые панели называются кассетами.
Приложения
Одно из очевидных применений — в авиации, где важны механические характеристики и снижение веса. Существуют также транспортные и автомобильные приложения.
В строительстве эти сборные изделия предназначены для использования в качестве ограждающих конструкций. Они появляются в промышленных и офисных зданиях, в чистых и холодных помещениях, а также в частных домах, как реновируемых, так и новых. Они сочетают в себе высококачественный продукт с высокой гибкостью дизайна. Они, как правило, имеют хорошую энергоэффективность и устойчивость.
В упаковочной отрасли применяются гофрированные полипропиленовые картоны и полипропиленовые сотовые картоны.
Типы
Биополимерные панели, напечатанные на 3D-принтере
Благодаря способности 3D-принтеров изготавливать сложные сэндвич-панели в последнее время наблюдается расцвет исследований в этой области, охватывающих поглощение энергии, натуральное волокно, непрерывные синтетические волокна и вибрацию. Перспективы этой технологии заключаются в создании новых геометрических сложностей в сэндвич-панелях, которые невозможно реализовать с помощью других производственных процессов.
ГЛОТОК
Структурно-изоляционные панели или структурно-изоляционные панели (обычно называемые SIP) — это панели, используемые в качестве строительного материала.
АКП
Алюминиевые композитные панели (ACP), изготовленные из алюминиевого композитного материала (ACM), представляют собой плоские панели, состоящие из двух тонкие алюминиевые листы с рулонным покрытием, прикрепленные к неалюминиевому сердечнику. ACP часто используются для внешней облицовки или фасадов зданий, изоляции и вывесок.
АКП в основном используется для внешней и внутренней архитектурной облицовки или перегородок, подвесных потолков, вывесок, покрытий машин, строительства контейнеров и т. д. Применение АКП не ограничивается внешней облицовкой зданий, но может также использоваться в любой форме облицовки, такой как перегородки, подвесные потолки и т. д. АКП также широко используется в индустрии вывесок в качестве альтернативы более тяжелым и дорогим основаниям.
ACP использовался как легкий, но очень прочный материал в строительстве, особенно для временных конструкций, таких как выставочные стенды и подобные временные элементы. Недавно он также был принят в качестве подложки для монтажа художественной фотографии, часто с акриловым покрытием с использованием таких процессов, как Diasec или других методов лицевого монтажа. Материал ACP использовался в таких известных конструкциях, как космический корабль Земля, ботанический сад Ван Дузена и филиал Немецкой национальной библиотеки в Лейпциге.
Эти конструкции оптимально использовали АКП благодаря его стоимости, долговечности и эффективности. Его гибкость, малый вес и простота формовки и обработки позволяют создавать инновационные конструкции с повышенной жесткостью и долговечностью.
Если материал сердцевины горюч, необходимо учитывать его использование. Стандартный сердечник АКП — полиэтилен (ПЭ) или полиуретан (ПУ). Эти материалы не обладают хорошими огнестойкими (FR) свойствами, если они не обработаны специально, и поэтому обычно не подходят в качестве строительного материала для жилых помещений; несколько юрисдикций полностью запретили их использование. Arconic, владелец бренда Reynobond, предостерегает потенциального покупателя. Что касается сердцевины, то он говорит, что расстояние от панели до земли является определяющим фактором того, «какие материалы безопаснее использовать». В брошюре есть изображение здания в огне с подписью «[a]clow, чем здание выше лестниц пожарных, оно должно быть задумано с использованием негорючего материала». Из него следует, что полиэтиленовый продукт Reynobond предназначен для высоты до 10 метров; огнестойкий продукт (около 70% минерального сердечника) — от этого места до высоты около 30 метров, высоты лестницы; а европейский продукт класса A2 (около 90% минерального сердечника) — для всего, что выше. В этой брошюре Пожарная безопасность в высотных зданиях: наши решения по борьбе с огнем спецификация продукта приводится только для двух последних продуктов.
Облицовочные материалы, в данном случае имеющие легковоспламеняющуюся сердцевину из полиэтилена (ПЭ), были названы основной причиной быстрого распространения пламени во время пожара в башне Гренфелл в Лондоне в 2017 году. Они также были задействованы в пожарах высотных зданий в Мельбурне, Австралия; Франции; Объединенных Арабских Эмиратах; Южной Корее; и Соединенных Штатах. Огнестойкие сердцевины (обычно обозначаемые производителями как «FR») являются более безопасной альтернативой, поскольку они имеют максимальное содержание полиэтилена 30% и будут самозатухать при отсутствии тепла/вентиляции. Как и в случае с любым строительным продуктом, пригодность к использованию зависит от множества других продуктов и методов. В случае ACP строительные нормы в США имеют много требований, связанных с монтажом стен в зависимости от используемых материалов и типа здания. При соблюдении этих строительных норм продукты с сердцевиной FR безопасны. Обратите внимание, что термин ACP не применяется к сэндвич-панелям с сердцевиной из минеральной ваты, которые попадают в категорию изолированных металлических панелей (IMP).
Алюминиевые листы могут быть покрыты поливинилиденфторидом (ПВДФ), фторполимерными смолами (FEVE) или полиэфирной краской. Алюминий можно красить в любой цвет, а АКП производятся в широком ассортименте металлических и неметаллических цветов, а также с узорами, имитирующими другие материалы, такие как дерево или мрамор. Сердцевина обычно изготавливается из полиэтилена низкой плотности (ПЭ) или смеси полиэтилена низкой плотности и минерального материала для проявления огнестойких свойств.
3A Composites (ранее Alcan Composites & Alusuisse) изобрели алюминиевые композиты в 1964 году — как совместное изобретение с BASF — и коммерческое производство Alucobond началось в 1969 году. Продукт был запатентован в 1971 году, патент истек в 1991 году. После истечения срока действия патента несколько компаний начали коммерческое производство, такие как Reynobond (1991), Alpolic (Mitsubishi Chemicals, 1995), etalbond (1995). Сегодня, по оценкам [кем?], более 200 компаний по всему миру производят ACP.
История
Технологии строительства сэндвич-панелей значительно усовершенствовались за последние 40 лет. Ранее сэндвич-панели считались изделиями, пригодными только для функциональных конструкций и промышленных зданий. Однако их хорошие изоляционные характеристики, универсальность, качество и привлекательный внешний вид привели к растущему и широкому использованию панелей в самых разных зданиях.
Код практики
Характеристики
К качествам, обусловившим быстрый рост использования сэндвич-панелей, особенно в строительстве, относятся: