Этапы строительства из панелей сип панелей: сборка и монтаж (фото и видео)
Этапы сборки дома из СИП-панелей, как построить дом из СИП-панелей
5.03.2018
Содержание статьи
- Закладка фундамента
- Сборка основания дома на фундаменте
- Монтаж пола на первом этаже
- Монтаж стен первого этажа
- Сборка последующих этажей
- Сборка крыши
- Завершающие действия
Одно из достоинств СИП-панелей — в том, что строительство дома из них можно выполнить как при помощи профессиональной бригады, так и своими руками. Выбрав этот путь, обратите внимание на этапы, приведённые ниже, и вы построите качественный дом, который будет служить вам долгие годы.
Предлагаемая поэтапная инструкция составлена для ситуации, когда дом собирается по заранее составленному проекту из готовых конструктивов с уже проделанными оконными и дверными проёмами. Вы можете посмотреть проекты построенных домов из СИП-панелей с фото-историей строительства от фундамента до крыши в разделе Наши объекты.
Закладка фундамента
Каркасные строения — именно к этой категории относятся дома из SIP-панелей — чаще всего возводятся на:
- фундаментах столбчатого типа;
- ленточных основаниях;
- фундаментах, собранных из винтовых свай.
Особый интерес представляет последний вариант. Фундамент на сваях вы соберёте в сжатые сроки и с минимальными трудозатратами. Сделать это вы сможете в любое время года и практически при любом рельефе местности.
Мечтаете о своем доме, дачном или для постоянного проживания? Нет ничего проще, чем сделать это в компании ТехноСип.
Посмотрите наш каталог проектов , цены вас приятно удивят.
Сборка основания дома на фундаменте
На следующем этапе накройте готовый фундамент гидроизоляционным материалом и соберите обвязку, на которой будет покоиться будущий дом. В большинстве случаев она собирается из бруса. Вам понадобится:
- обвязать брусом периметр возводимого здания;
- уложить промежуточные брусовые перекладины. Они должны опираться на сваи или другие элементы фундамента.
Закрепите на брусовой основе стартовые доски, используя для этого шурупы.
Монтаж пола на первом этаже
Первую СИП-панель пола при сборке дома нужно уложить по его короткой стороне.
Для соединения панелей пола используются удобная система «шип-паз» и саморезы. Если ваша цель — обеспечить максимальную прочность пола, используйте брусья или доски, прокладывая их между SIP-панелями и фиксируя с помощью тех же саморезов.
После того, как пол собран, закрепите по его периметру обвязочную доску.
Все созданные вами соединения необходимо тщательно запенить.
Монтаж стен первого этажа
В первую очередь нужно установить брус (например, 100-миллиметровый), который будет играть роль направляющей. Зафиксируйте его на элементах фундамента через пол с помощью анкерных болтов. Сделать это нужно с предельно возможной точностью, чтобы будущие стены были расположены правильно.
Начните собирать из СИП-панелей угол первого этажа. Прочно прикрепите первую панель к направляющей. Под прямым углом к ней зафиксируйте вторую. Угол между панелями должен составлять ровно 90°.
Продолжайте сборку стен, соединяя панели с помощью системы «шип-паз» и саморезов. Зафиксируйте элементы стен на направляющем брусе.
После того, как первый этаж собран, запеньте его периметр в верхней части. На панелях есть технологический паз, в который для придания конструкции максимальной жёсткости нужно установить обвязочную доску.
Сборка последующих этажей
Если в доме два или более этажей, соберите их так же, как монтировали первый:
- настелите пол, фиксируя панели на обвязочной доске первого этажа;
- установите верхние направляющие брусья;
- выполните монтаж стен из SIP-панелей.
Сборка крыши
На этом этапе выполните следующие действия:
- по периметру кровли уложите и надёжно зафиксируйте опорный брус — так называемый мауэрлат. Он крепится к обвязочной доске верхнего этажа;
- соберите фронтоны крыши — так же, как собирали стены первого этажа. СИП-панели нужно надёжно прикрепить к опорному брусу;
- выполните монтаж конькового бруса в верхней части кровли между фронтонов;
- уложите панели кровли на коньковый брус и мауэрлат и прикрепите их к несущим элементам саморезами.
Чтобы крыша была максимально устойчивой к ветровым нагрузкам, используйте доски для соединения SIP-панелей и придания всей конструкции жёсткости.
Завершающие действия
На последнем этапе сборки дома проложите коммуникации в соответствии с проектом и выполните отделочные работы. Для наружной отделки теоретически можно использовать любые материалы, однако в последние годы сложилась тенденция применять лёгкие их разновидности — например, облицовочную плитку. Тяжёлые материалы — например, натуральный камень — использовать не рекомендуется.
Дома из СИП-панелей не дают усадки, поэтому к отделочным работам вы сможете приступить сразу после окончания сборки.
В качестве напольного покрытия можно использовать линолеум и ламинат, плитку и паркет, ковролин и другие материалы.
У вас не будет никаких ограничений при выборе дизайна интерьера. Воплощайте в жизнь творческие замыслы, выбирайте желаемый стиль, при необходимости — пользуйтесь услугами профессиональных дизайнеров.
Как вы видите, сборка дома из SIP-панелей — сравнительно несложная работа, выполнить которую при желании можно самостоятельно. Соблюдайте пошаговую инструкцию, будьте внимательны и аккуратны, и вы станете владельцем красивого, удобного и долговечного дома!
Мы строим дома из СИП-панелей. Посмотрите наши работы за
Технология сборки дома из сип панелей (поэтапное руководство с фото и видео)
Современные СИП панели — не только материал с очень высокими показателями сохранения тепла, долговечный, прочный, но и качественный, удобный строительный конструктив, позволяющий буквально в течение нескольких дней на подготовленном основании закончить создание сооружения. При этом сборка домов может проводиться без применения специальной техники, вручную, силами всего нескольких людей.
Содержание статьи:
Подготовка основания
Для строительства домов из СИП панелей должен быть оборудован фундамент. Поскольку конструкция достаточно легкая, чаще всего применяют:
- столбчатый фундамент;
- ленточную конструкцию из железобетона;
- свайный винтовой фундамент.
Последний вариант наиболее выгоден, поскольку идеален для строительства домов на любых почвах, гарантирует отсутствие проблем со вспучиванием грунта при промерзании. Свайный фундамент создается очень быстро при применении специального оборудования, но может быть смонтирован и вручную.
Техника строительства дома
Будем предполагать, что сборка домов из панелей СИП производится согласно заранее разработанного проекта строительства, снабженного инструкцией. Конструктивы при этом поставляются в готовом виде, нужных размеров, с проемами дверей и окон. Это наиболее часто встречающийся вариант, который выбирают рачительные хозяева. В этом случае нет никаких задержек времени, гарантируется сопряжение SIP элементов стен между собой.
В случае если владелец будущего дома из панелей SIP предпочитает действовать полностью самостоятельно, согласно проектной документации производится подготовка необходимых элементов. Сборка «вживую», когда после установки одного элемента только начинается подготовка следующего — практически не встречается.
Начало строительства
Начало строительства домов из SIP конструктивов — сборка основания, расположенного на фундаменте. Обычно оно представляет собой конструкцию из бруса. Сборка производится в несколько этапов:
- формируется обвязка периметра будущего дома;
- устанавливаются и закрепляются промежуточные перекладины (в продольном направлении), которые опираются на стойки или столбы фундамента.
Будем считать, что по технологии строительства предполагается сборка пола первого этажа из СИП панелей. Это не только ускоряет производство работ, но и позволяет избежать перерасхода бруса. Такой подход имеет свои недостатки, однако применяется весьма часто.
Настил пола первого этажа
Инструкция по сборке пола первого этажа из СИП панелей выглядит следующим образом:
- укладывается первая панель СИП в поперечном направлении, по короткой размерности фундамента. Размер элемента выбирается с таким расчетом, чтобы при размещении в торце обвязочной доски общий габарит соответствовал фундаменту;
- можно соединять панели между собой по системе шип паз. На сегодня допускается сборка пола до 6 метров по длине панели, однако существуют и решения с повышенной прочностью, допускающие габарит 15 метров;
- если сборка должна гарантировать максимальную прочность, стоит прокладывать промежуточный соединительный брус или доску между панелей СИП;
- после укладки поверхности по периметру готового пола устанавливается обвязочная доска, повышающая прочность.
Все соединения при сборке запениваются. Панели соединяются между собой саморезами, нижняя поверхность пола домов из СИП конструктивов гидроизолируется с помощью битумной мастики. Если применялись промежуточные доски или брус, они также крепятся саморезами к обвязочной доске. Инструкция по сборке пола из СИП панелей весьма проста, на практике вся работа делается за несколько часов.
Сборка стен первого этажа
Главное, с чего начинается инструкция по монтажу панелей СИП первого этажа домов — установка направляющей, бруса 100 мм. Он прикручивается к фундаменту, анкерными болтами, прямо сквозь конструктивы пола там, где будут размещаться стены.
Эта работа должна проводиться с максимальной аккуратностью, чтобы гарантировать, что даже при погрешностях отрезки элементов стены, общее направление СИП панелей будет соблюдаться. Правильность установки бруса проверяется по инструкции к проекту и с помощью шаблонов.
Сборка производится в следующем порядке:
- собирается угол первого этажа. Сначала устанавливается одна СИП панель. Надежно фиксируется к направляющему брусу. Точность установки постоянно проверяется;
- монтируется вторая СИП панель под прямым углом. Соединение с первой тщательно запенивается. Точность угла должна быть идеальной — он будет задавать направление и отвечать за точность размещения остальных SIP конструктивов;
- сборка стен домов — установка последующих СИП панелей — производится с помощью системы шип-паз. Элементы прикрепляются к направляющему брусу и соединяются друг с другом саморезами.
Технология сборки первого этажа из SIP панелей также проста. Потребуется больше контроля и внимательности, однако работы не представляют сложности. При соединении СИП элементов стены дома под непрямыми углами направление и реальные размерности каждого конструктива поможет определить либо инструкция к проекту, либо уложенный направляющий брус.
Сборка первого этажа завершается запениванием периметра по верху и установкой в технологический паз панелей обвязочной доски. Она придает дополнительную прочность всей конструкции из СИП элементов и будет работать как место для крепления верхних конструктивов.
Второй и последующий этажи
Технология сборки второго этажа ничем не отличается от первого. Настилается пол, при этом SIP конструктивы крепятся длинными саморезами к обвязочной доске, расположенной в торце стен первого этажа. Если следовать такой инструкции, перекрытие будет работать как средство обеспечения прочности всего строения, связывая все стены между собой.
Крыша
Если крыша собирается из СИП панелей, она не будет нуждаться в стропилах и прочих конструкционных элементах, которые призваны обеспечивать прочность. На практике укладывают опорный брус — мауэрлат, располагаемый по периметру будущей кровли. Он прикручивается к обвязочной доске последнего этажа.
Технология укладки крыши из СИП панелей также не предусматривает особых сложностей:
- производится сборка фронтонов. Процесс аналогичен установке первой СИП панели первого этажа — все нужно делать аккуратно, элемент крепится к мауэрлату;
- между двух фронтонов по верху устанавливается опорный коньковый брус;
- на мауэрлат и коньковый брус укладываются СИП панели и крепятся к ним болтами.
Технология сборки поверхности крыши аналогична созданию пола первого этажа. Хотя СИП панели обладают достаточной прочностью, при создании кровли рекомендуется использовать соединительную доску, чтобы гарантировать хорошую жесткость и высокое сопротивление при действии порывов ветра.
Заключение
Ничего сложного в технологии сборки дома из СИП конструктивов найти не удалось. Методика проста, требует только аккуратности и внимательности. Все соединения должны запениваться, после сборки все зазоры между СИП панелями больше 3 мм промазываются водостойким полимерным клеем, что гарантирует высокие эксплуатационные показатели строения.
Сборка внутренних перегородок из СИП панелей меньшей толщины также не представляет сложности и производится согласно инструкции для стен — применяя направляющий брус, контролируя установку под точным углом, а также — тщательно запенивая все соединения. Применять соединительную доску между отдельными СИП элементами при этом инструкция не предусматривает. Прочности системы шип-паз с лихвой хватает для межкомнатных внутренних перегородок.
Вконтакте
Google+
Этапы работ строительства дома из СИП панелей
Этапы строительства дома из СИП-панелей не сильно отличаются от строительства домов из других материалов. Оно также начинается с заливки фундамента и заканчивается отделочными работами. Главной особенностью строительства из СИП была и будет скорость, с которой возводится новый дом.
Выбор проекта
Первым делом, перед тем, как приступить к строительству дома нужно выбрать проект вашего будущего жилища. СИП-технологии позволяют никак не ограничивать себя в выборе дизайна. Хотя, конечно, всегда есть вариант выбрать типовой проект и отредактировать его под свои нужды, но тем не менее – он так и останется типовым. Если же вы хотите жить в доме, который полностью соответствует вашим представления о уютном, комфортном и функциональном доме, то стоит, конечно, потратить время и заказать индивидуальный проект. Заказать разработку дома у нас очень просто – просто позвоните нам или приходите в наш офис.
Фундамент
После того, как выбран проект дома, можно начинать подготовительные работы – выбрать место на участке, где будет идти стройка, расчистить его и избавиться от верхнего слоя земли.
Возведение фундамента – один из главных этапов строительства дома из СИП-панелей, так как основание должно быть прочным и качественным.
Преимуществом СИП-технологии является в первую очередь легкость возводимой конструкции, то есть нет нужны заливать монолитный фундамент, а можно обойтись свайно-винтовым. Этот вариант, во-первых, намного дешевле, а, во-вторых, его возведение в разы быстрее. Что позволяет существенно сэкономить не только деньги, но и время.
Сборка
Вторым главным этапом строительства дома из СИП-панелей является сборка дома. Ведь для того, чтобы дом простоял долгое время важно не только качество панелей, но и качество сборки. Мы, например, не только сами изготавливаем панели, но и проводим технический контроль на каждом этапе строительства.
Каркас дома изготавливается из бруса, который необходим для того, чтобы увеличить нагрузку, которая может выдерживаться постройкой. После постройки каркаса начинается сборка дома из СИП-панелей. На этом этапе также важно соблюсти все технические нюансы и правильно оформить стыки, так как в противном случае дом не будет соответствовать заявленному качеству.
Кровля
Выбор кровли зависит только от ваших предпочтений и пожеланий, но главное, что стоит помнить, что монтаж кровли осуществляется только после того, как построены все стены и перекрытия.
Первым этапом строительства кровли идет возведение ее несущих силовых конструкций, к которым относятся и прогоны, и мауэрлаты. Все элементы опираются на несущие стены и стойки и этому важно, чтобы их возведение было закончено полностью. После того, как все силовые элементы возведены начинается монтаж стропильной системы.
Окна и двери
Сразу после того, как основные работы по возведению дома закончены, можно приступать к монтажу окон и дверей. Основной материал, из которого делаются окна сейчас – это металлопластик, а вот для дверей многие до сих пор отдают предпочтение дереву, хотя многие выбирают входную дверь из металла.
Очень важно проследить, чтобы и окна, и двери были не только качественно изготовлены, но и правильно установлены. Неправильная установка может стать причиной сквозняков в доме.
Отделка дома
И самым увлекательным в строительстве дома всегда было и будет отделка. Это с одной стороны очень простой и быстрый процесс, а с другой одновременно долгий и сложный. Первым делом стоит выбрать каким материалом обшить дом снаружи. К выбору стоит подойти основательно, ведь стены наиболее подвержены влиянию окружающей среды – солнца, ветра, дождя, снега. И СИП-панели или любой другой материал от постоянного контакта с внешней средой постепенно разрушаются. Но выход всегда есть, и он в качественном материале для отделки дома. Это может быть и сайдинг, и имитация бруса. Все зависит и от ваших возможностей, желаний и от стиля, в котором построен дом.
А вот внутренняя отделка, конечно, с какой-то стороны не так важна, как внешняя, но жить в доме без отделки грустно. К тому же СИП-панели не нуждаются в каких-то дополнительных работах, например, по выравниванию стен. Они уже готовы к отделке – нужно просто выбрать материалы и сделать так, чтобы дом мечты внутри выглядел также стильно и уютно, как и снаружи.
Инженерные коммуникации
Монтаж инженерных коммуникаций практически такой же важный этап, как и само строительство дома. Стоит помнить, что в СИП-домах приветствуется только наружная прокладка коммуникаций, но есть варианты и с условно-внутренней прокладкой, когда все провода прячутся в специальные короба.
Особое внимание стоит уделить системе вентиляции дома. Так как СИП-панели обладают повышенной теплоемкостью, то есть они не выпускают тепло из дома, хорошая вентиляция позволит не держать постоянно окна открытыми. Хотя, конечно, этот пункт важен для домов, построенных из всех материалов.
Итоги
Доверяя строительство домов из СИП-панелей не профессионалов, вы рискуете получить дом, который не простоит долго. Мы рекомендуем вам доверить строительство вашего жилища нам. Мы давно занимаемся возведением домов из СИП-панелей, проводим технический контроль на каждом этапе и даем гарантию 5 лет на все постройки.
Этапы строительства дома из СИП-панелей
Монтаж фундамента
Надежный фундамент — это основа надежного дома. Глубина заложения и тип фундамента дома из СИП-панелей зависят от рельефа местности, от типа грунтов, уровня грунтовых вод и расчетной нагрузки на него.
В силу прочности и легкости конструкций будущего дома из СИП-панелей требования к фундаменту минимальные. Например можно сделать столбчатый фундамент. Дом из СИП-панелей очень неприхотлив и в отличие от кирпичных домов может выдерживать сезонные подвижки фундамента. Ленточный мелкозаглубленный фундамент прост в изготовлении и относительно недорог.
Также широкое распространение приобрели фундаменты на винтовых сваях . Преимущества этой технологии: ввинчивание производится при любых погодных условиях в любое время года; не требует трудоемких земляных работ, гидроизоляции; отсутствие строительного мусора на месте установки; стоимость ниже традиционного бетонного фундамента. Продолжительность монтажа фундамента занимает 1-2 дня.
Монтаж дома из СИП-панелей
Практически одновременно с процессом строительства фундамента, на нашем предприятии изготавливается комплект будущего дома или домокомплект.
Монтаж канадского дома начинается с крепления к готовому фундаменту бруса, обработанного антисептиком, который является обвязочным контуром для начала монтажа панелей. Крепление бруса к фундаменту производится анкерными болтами. СИП-панели перекрытия монтируются на обвязочный брус по фундаменту, образуя ровный прочный щит.
СИП-панели плотно и надежно соединяются между собой с помощью строганых, специально просушенных закладных досок 40мм толщиной, которые играют роль деревянного каркаса в системе всего дома. Для этого в СИП-панелях, на стадии изготовления, производится выборка пенополистирола по периметру глубиной 40мм. На места соединения элементов каркаса и СИП-панелей наносится монтажная пена после чего элементы плотно скручиваются между собой на саморезы. Возникновение так называемых «мостиков холода» (элементов строительной конструкции или монтажного шва, имеющих высокую теплопроводность) вызывает дополнительные теплопотери и приводит к образованию конденсата на внутренней поверхности откоса или монтажного шва в холодное время года.
Расход монтажной пены составляет примерно 1 баллон 10 метров шва между панелями.
Для того чтобы улучшить гидроизолирующие свойства плит перекрытия, нижняя сторона плит покрывается битумной мастикой. Обязательно устраиваются продухи подпола.
Особенности сборки различных панелей
• Монтаж стеновых СИП-панелей начинают с угла сборного дома. Первая стеновая СИП-панель выставляется по уровню с максимально допустимым отклонением не более 1-1,5 миллиметра.
• Вторую угловую СИП-панель, торец которой закрыт доской или OSB, соединяют под прямым углом с первой СИП-панелью при помощи шурупов-саморезов. Стык панелей обрабатывается монтажной пеной.
• Для сборки угловых панелей необходимо участие не более двух монтажников.
• Стеновые панели с оконными и дверными проёмами монтируются и крепятся к обвязочному брусу и между собой так же, как и сплошные стеновые панели.
Внутренние перегородки в доме могут быть выполнены из СИП-панелей толщиной 120 миллиметров или деревянными каркасными конструкциями с заполнением пустот звукоизолирующим материалом.
Правильность монтажа по вертикали проверяется мерительным уровнем.
Плиты перекрытия укладываются на обвязанные доской 40мм стеновые панели первого этажа и крепятся к нему шурупами-саморезами. После этого по сторонам, на которые будут опираться стропильные конструкции, крепится брус (мауэрлат). Если же кровля мансардного типа, то на плиты перекрытия монтируются панели стен высотой 1,25 м и на них опираются панели кровли.
Стены второго этажа опираются на панели перекрытия первого этажа и монтируются аналогично.
Монтаж кровли
Монтаж конструкции кровли выполняется традиционными методами. При использовании чердачного помещения под мансарду, поверхность кровли выполняется также СИП-панелями, с коррекцией конструкции крыши по расчётным нагрузкам.
После завершения монтажа кровельных СИП-панелей, на внешнюю поверхность кровли укладывают гидроизолирующий материал. Благодаря ровной поверхности плит OSB, укладка любого из кровельных материалов выполняется быстро и качественно. Основными используемыми материалами являются мягкая черепица и металлочерепица.
Монтаж инженерных систем
Технология строительства канадских домов из СИП-панелей является очень гибкой в области устройства коммуникаций. Электропроводку, водопровод и канализацию можно прокладывать на любом этапе строительства, но предпочтительнее – по завершению сборки коробки дома.
Особенность прокладки коммуникаций в доме из СИП-панелей состоит в том, что все коммуникации являются внешними и легкодоступными. В случае необходимости они могут быть скрыты за «фальшстеной» из гипсокартона или магнелита, над подвесным потолком – высота стен в 2 м 80 см это позволяет. Самый оправданный вариант – устройство коробов. Короба, выполненные из OSB, скрывают коммуникации, но позволяют в случае необходимости осуществлять их ремонт без «глобальных разрушений». Если дом одноэтажный, то водопровод и канализация могут быть проведены под полом. В другом варианте предусматриваются специальные шахты, доступ к которым может быть получен без демонтажа всей стены.
Деревянные поверхности, которые соприкасаются с водопроводными и канализационными трубами, обязательно обрабатываются антисептическими и водоотталкивающими пропитками.
В помещениях санузлов перед началом заливки стяжки и прокладки коммуникаций делается гидроизоляция, затем монтируются трубы канализации и водопровода, а позднее заливается такая же, как и везде, стяжка, но с добавлением в раствор состава, не пропускающего влагу.
Завершение монтажа дома, отделка
Параллельно с монтажом панелей возможна установка окон и дверей, так как СИП-панели не дают осадки.
Следующие этапы работ выполняются одновременно, независимо друг от друга. Возможны практически любые варианты наружной отделки и их комбинации: сайдинг, блок-хаус, декоративный облицовочный камень, декоративная штукатурка, облицовка кирпичом, современные навесные фасадные системы различных видов и типов и т.д.
Широкий простор для творчества предоставляют и внутренние помещения дома, построенного с применением СИП-панелей. Рекомендуется зашить поверхности внутренних стен гипсокартонными либо гипсоволокнистыми листами без направляющих профилей, там где нужно скрыть инженерные сети и коммуникации монтируются гипсокартонные фальшстены с использованием профилей. Далее можно вести любые виды внутренней отделки стен.
Плиты OSB, используемые в качестве конструкционного элемента, давно завоевали репутацию «уникального материала», «мечты дизайнера». Сама фактура плит напоминает пробковое покрытие и имеет цвет естественного дерева. Поверхность легко окрашивается любыми красками и покрывается лаком по дереву. На нее легко клеить обои, кафель, декоративную плитку. Интерьер помещения можно дополнить стеллажами, дверями и мебелью из OSB: они режутся и сверлятся обычными инструментами, при этом структура плиты позволяет прочно удерживать гвозди и шурупы даже на самой кромке.
С незначительной доработкой плиты могут быть использованы в ванной и туалетных комнатах. Они устойчивы к деформации, хорошо поглощают звук, обладают высокой теплоизоляцией. Несущие свойства СИП-панелей позволяют им без дополнительного укрепления выдерживать вес мебели и стандартной бытовой техники – плиты, холодильника, стиральной и посудомоечной машины.
После отделки фасада, проводятся работы по отделке цоколя дома декоративной плиткой, мозаикой из «дикого камня» или другими материалами. Затем устанавливаются отливы на окна и монтируется водосточная система.
Планируете строительство собственного дома? Свяжитесь с нашим специалистом по строительству для уточнения всех деталей по телефону 8-903-999-4179 или отправьте заявку на расчет стоимости, и мы обязательно вам ответим!
Этапы строительства дома из СИП-панелей по канадской технологии
Знаменитая канадская SIP-технология насчитывает более 50 лет, и на сегодняшний день, является наиболее прогрессивной. В сфере малоэтажного строительства она считается одной из лучших! Основана она на применении SIP-панелей , обладающих высокими теплоизоляционными качествами.
В настоящее время SIP-технологии имеют широкое распространение, а дома из SIP- панелей превосходно прошли все испытания в самых разных странах Европы и Америки, после которых купить дом из сип панелей стало престижно и модно. Они выдерживают различные климатические условия и ни в чем не уступают домам из традиционных материалов, а по энерго- и теплоизоляции заметно их превосходят. Купить дом из сип панелей теперь стало еще доступней, и благодаря современным технологиям — еще и экономней по сравнению со стандартными домами. Стандартный кирпичный или деревянный дом в морозы требует энергозатрат 3-6 раз больше, нежели коттедж, построенный по SIP-технологии. Если купить дом из сип панелей, вложения в теплозащиту окупаются в течение первых лет эксплуатации. Мы строим сип дома под ключ только по проверенным технологиям.
Давайте рассмотрим все этапы строительства:
Монтаж фундамента
Предлагаем несколько видов фундамента:
- фундамент на винтовых сваях, сваях ЖБИ
- УШП плита
- ленточный фундамент.
Возведение сип дома начинается с обустройства фундамента , который может быть возведен на любых видах почв — фундамент на винтовых сваях, сваях ЖБИ.
Это относительно недорогое основание для конструкции дома, дешевле бетонного на 30-70%. На установку фундамента сип дома у наших строителей уходит всего 1-2 дня.
Монтаж обвязки фундамента брусом и гидроизоляция низа сип-панелей для нулевого перекрытия.
Следующий этап строительства сип дом — установка нижнего обвязочного бруса и гидроизоляция панелей, требующая особого внимания, поскольку дальнейшая сборка и качество дома во многом зависит от точности этой работы.
Обвязка брусом | Гидроизоляция SIP-панелей |
Сборка стен 1-го этажа
Затем с установки 2-х угловых панелей начинается сборка стен первого этажа, после чего в нижней обвязке делают вырезы под дверные проемы. Стены имеют маркировки и монтируются в соответствии со схемой их расположения. Положение стен проверяется с помощью отвеса. Последовательная установка стоек и панелей продолжается в обе стороны от 1-го угла по периметру здания и в его внутренних помещениях. Выборки в пенополистироле обрабатываются монтажной пеной еще до установки SIP-панели.
Сборка стен других этажей
По завершении сборки 1-го этажа, аналогично проводится сборка стен 2-го и последующих этажей, сборка межэтажного и чердачного перекрытий.
Сборка крыши
С установки силовых элементов несущих конструкций начинается сборка крыши и монтаж стропильной системы. Завершается сборка дома установкой крыльца. После этого этапа строительства уже можно купить дом из сип панелей.
Строительство домов из СИП-панелей: особенности
Наверх Перепланировки- Каталог домов
- Квартира
- Спальня
- Кухня
- Столовая
- Гостиная
- Ванная комната, санузел
- Прихожая
- Детская
- Мансарда
- Маленькие комнаты
- Рабочее место
- Гардеробная
- Библиотека
- Декорирование
- Мебель
- Аксессуары
- Загородный дом
- Ландшафт
- Системы хранения
- Коридор
- Уборка
- Фундамент
- Кровля
- Стены
- Окна
- Двери и перегородки
- Потолок
- Балконы и лоджии
достоинства и недостатки, отделка и монтаж
Застройщикам, желающим быстро и недорого поселиться за городом, предлагается строительство домов из СИП панелей. Сегодня эта технология позволяет возвести большой дом за короткий срок, затратив при этом минимально возможное количество средств. Она набирает популярность.
Преимущества домов из СИП панелей очевидны — строительство здания, имеющего несколько комнат, обойдется застройщику не дороже, чем приобретение квартиры, в которой всего лишь 1 комната. Но дом можно возвести по индивидуальному проекту, который учтет все потребности застройщика. А в квартире живут в тех условиях, которые изначально предоставлены застройщиком зданий этого типа.
Дом, построенный из СИП панелей, очень легкий, поэтому фундамент для него возводится облегченный, что также уменьшает расходы на строительство. Скорость строительства достигается изготовлением деталей здания в заводских условиях. Заказывают их по размерам, что увеличивает скорость монтажа стен. Поскольку СИП панели весят немного, то при их сборке не используется спецтехника.
Между собой СИП панели собираются по принципу конструктора — гребень одной детали прочно входит в паз другой, не оставляя между ни миллиметра пространства, превращаясь в единое целое. Возведенные по этой технологии стены дома надежно сохраняют тепло, так как панели — хорошие теплоизоляторы, а дополнительная отделка домов из СИП панелей, сделает их еще теплее и наряднее.
Недостатков домов из СИП панелей немного. Строители советуют устраивать дополнительную шумоизоляцию, так как находящийся внутри панелей пенополистирол не защищает от уличного шума. Это важно. Если дом планируется возвести рядом с оживленной трассой.
По этой технологии уже около 30 лет дома возводятся в Канаде (в этой стране и разработали СИП панели), где климат не менее суров, чем в России. Это уверит потребителей, сомневающихся в надежности панелей. В России этот вид строительного материала называют «сэндвич-панели», так как их внутреннее содержимое, состоящее из нескольких материалов, напоминает пирог.
Состав сэндвич-панелей
Технология монтажа домов из СИП панелей набирает популярность. Для производства сэндвич-панелей используют листы ОСП, между которых вклеен теплоизолирующий материал.
Термином «плита ОСП» называют материал, основой которого выступает древесная стружка. Полностью она называется «ориентировано-стружечная плита». Поскольку слои стружки расположены в разных направлениях, плита прочная и надежная при эксплуатации.
Изготавливают плиты ОСП технологией прессования при высокой температуре, а в качестве наполнителя используют связующие смолы. От характеристик наполнителя зависит и влагостойкость плиты, и возможность использования ее для строительства жилья. В плитах, которые предназначены для жилых зданий, используют нетоксичные материалы, они отвечают требованиям экологической безопасности.
Как утеплитель при выполнении сэндвич-панелей, предназначенных для строительства жилых зданий, используют слой пенополистирола. Слои скрепляются полиуретановым клеем под давлением, достигающим 19 тонн.
При точном соблюдении технологии производства материала он становится чрезвычайно прочным, что позволяет применять его для возведения стен здания, его крыши и полов. Изготовляют их различных размеров. При строительстве зданий применяют материал шириной 1 м, а высотой 2,5 м.
Выбор толщины материала зависит от места его монтажа. Для наружных стен выбирают панели толщиной 150-220 мм, внутренние перегородки монтируют из панелей толщиной 50-70 мм, а перекрытия и крыши возводят из панелей, толщина которых 100-200 мм.
Порядок строительства
Сначала выбирается проект здания. Многие строительные организации разрабатывают индивидуальный план дома, соответствующий всем требованиям заказчика. Проектировщики предложат и подходящую планировку, и способ отопления дома из СИП панелей. Отапливать получившуюся конструкцию можно любым способом.
На этом этапе в проект включают разработку вентиляции дома из СИП панели. Зданию необходима качественная вентиляционная система, исключающая «эффект термоса», появляющийся без проветривания.
После подготовки проекта выполняется заказ необходимых деталей дома. Дальше строительство ведется в таком порядке:
- За время, необходимое предприятию для выполнения заказа, подготавливают фундамент. Так как конструкции из СИП панелей имеют небольшой вес, то для возведения фундамента устанавливают винтовые сваи. На этом этапе выполняют и подводку в дом всех необходимых коммуникаций.
- После готовности фундамента монтируют его обвязку деревянным брусом. Точно выставляют углы и через каждые 2,5 м крепят брус к бетону анкерами.
- За это время заказанные конструкции будут изготовлены и доставлены на строительный участок. Перед началом монтажа их проверяют на соответствие размеров и целостность, чтобы при необходимости поставщик заменил их.
- Следующий этап — установка стеновых каркасов из бруса. На этой стадии строительства необходима точность, поскольку отклонения в вертикальном направлении или неточность монтажа углов станет причиной кривых стен. Позже появившуюся проблему исправить будет невозможно.
- По периметру каркаса крепится закладная доска. Для этого используют специальные гвозди.
- Теперь приступают к монтажу панелей. Для уплотнения соединений используют монтажную пену. Ее применяют и после окончания сборки стен, заполняя ею все щели. На стыках и углах крепят обрезные доски размером 25×100 мм. Все деревянные конструкции перед монтажом обрабатывают антисептиком.
Монтаж крыши дома
Для возведения крыши дома, построенного по канадской технологии, применяют стандартные стропила, закрепляя их на опоры. Затем на стропила набивают обрешетку и укладывают материал, выбранный для создания кровли. Если планируется холодный чердак, то на этом возведение крыши заканчивают.
Если же в плане обустройство мансарды, то при монтаже крыши ее утепляют. Утепляющий материал укладывается между стропил на укрепленную на них гидроизоляцию, а затем закрывается пароизоляционной пленкой.
Популярен и другой способ монтажа крыши с использованием сэндвич-панелей. Также монтируют стартовые стропила, на которые укладывают панели. Начинают их монтаж на одной стороне крыши, поднимая высоту до уровня конька. После окончания этой работы выполняется монтаж второй части крыши.
При необходимости проводят утепление внутренней поверхности. Монтаж кровельного материала проводится по поверхности из сэндвич-панелей. Этот способ требует большей точности, но результат ее оправдывает. Крыша становится надежной.
После завершения работы с крышей приступают к настилу полов. Их выполняют по традиционной технологии — монтируют из обычных половых досок с предварительной укладкой между лагами утеплителя. Такие полы легко ремонтируются, а в эсксплуатации прочны и надежны. Хотя в некоторых проектах домов предусмотрено изготовление полов и перекрытий тоже из сэндвич-панелей.
Достоинства и недостатки домов из сэндвич-панелей
Дома, возведенные по канадской технологии, преимуществ имеют больше, чем недостатков. Это и становится причиной их растущей популярности. Большинство потребителей, выбравших данную технологию, отмечают:
- дома теплоизолированные, отапливать их обходится недорого;
- короткие сроки строительства;
- легкий вес конструкций, что позволяет экономить на возведении фундамента;
- устойчивость материала к грибку и плесени;
- возможность строительства в любое время года;
- для монтажа дома из СИП панелей не требуются специальные навыки;
- небольшая стоимость доставки конструкций;
- сэндвич-панели, используемые для жилых зданий, отвечают требованиям экологии.
Недостатки появляются в домах, возведенных с отступлениями от технологии. Если же монтаж выполнен по всем правилам, то большинство владельцев отмечают лишь необходимость выполнения хорошей вентиляции в домах из СИП панели. Сэндвич-панели не защищают внутреннее пространство дома от уличного шума, что делает необходимым монтаж дополнительной звукоизоляции.
Дома, построенные по канадской технологии, набирают популярность. Причина этого — они дешевле, чем другие конструкции, но не уступают им по качеству. Разнообразие проектов зданий из сэндвич-панелей позволяет потребителям выбрать между ними подходящий. Легкость отделки фасадов дает возможность использовать любой понравившийся материал, сделав свой загородный дом непохожим на другие.
Конструкция из панелей GFRG: потенциальная строительная техника
Гипс, армированный стекловолокном (GFRG) панель или Rapid wall — это современный строительный элемент, разработанный GFRG Building System Australia для массового строительства домов за очень короткий промежуток времени. Панель GFRG в основном представляет собой кальцинированную гипсовую штукатурку, армированную стекловолокном, которая при заполнении железобетоном в соответствующей пропорции становится достаточно прочной, чтобы действовать как несущая и сдвигающая стена.
ПанелиGFRG могут выдерживать даже боковые нагрузки от землетрясений и ветра. Не только стены, но и крыши, полы, навесы и ограждающие стены также могут быть выполнены из панелей GFRG. Учитывая ее успех и бесчисленные преимущества, технология распространилась со скоростью лесного пожара и широко внедряется в строительной отрасли.
Демонстрационное здание строится с использованием панелей GFRG ПанелиGFRG изначально имеют белый цвет (за счет гипса) и имеют гладкую поверхность.Их можно побелить или покрасить без цементной штукатурки стен, что дает клиенту простор для творчества.
Типичный размер строительной панели из GFRG составляет 12 x 3 x 0,127 м, а вес составляет около 1,6 тонны. Он имеет 4 полости в пределах 1 метра от панели.
Детали панели GFRGПроизводство и транспортировка панелей GFRG
- Производство панелей GFRG осуществляется на полуавтоматическом заводе с использованием суспензии, полученной при нагревании кальцинированного сырого гипса.
- Кальцинированный сырой гипс (штукатурка) смешивают с водой, белым цементом и некоторыми химическими веществами, такими как D50 (замедлитель схватывания) и BS94 (водоотталкивающий агент) в смесителе.
- Затем различные слои суспензии распределяются по столу и перемежаются стекловолокном и алюминиевыми пробками (для создания полых полостей).
- Примерно через полчаса алюминиевые заглушки удаляют и панели отправляют в сушилку.
GFRG можно легко транспортировать с завода на место на грузовиках или прицепах.Необходимо следить за тем, чтобы панели были установлены в вертикальном положении (используя стеллажи), чтобы избежать повреждений во время транспортировки.
Применение панелей GFRG
- Как легкая несущая стена
- Как вертикальная несущая стена с высокой нагрузкой и несущая стена
- Как перегородка
- Как кровельные плиты / горизонтальный пол
- Как составная стена / Защитная стена
- Как скатная кровля
- Как облицовка промышленных сооружений
Конструкция с панелями GFRG
- Процесс возведения до уровня цоколя остается аналогичным традиционному методу.Для установки панелей GFRG не требуется специального фундамента.
- Бетонные пояса построены в области цоколя с выступающими железными прутьями, которые предназначены для усиления сцепления с ячейками панели.
- Панели GFRG размещаются в соответствующих положениях с помощью механических средств, предпочтительно крана, и предусмотрены внешние опоры для поддержания вертикальности. Необходимые вырезы дверей, окон, сантехники, форточки и т. Д. Выполняются согласно проекту.
- Пустоты заполнены бетоном и арматурой в соответствии с требованиями усиления панелей.Обычно бетон заполняется в каждую третью полость панели, а оставшиеся полости могут быть заполнены отходами, такими как карьерная пыль.
- Наконец, выполняется гидроизоляционная обработка крыш и полов здания.
Преимущества использования панелей GFRG
1) Более быстрое строительство
Обычные здания с G + 1, которые обычно возводятся за 6-8 месяцев, могут быть построены за месяц с использованием панелей GFRG.
2) Экономичный
GFRG снижает расход цемента почти на 50%, стали на 35% и песка на удивительные 76%.
3) Огнестойкость
В случае пожара панели GFRG выделяют 15-20% влаги от собственного веса, что значительно снижает температуру поверхности и повреждения от огня.
4) Сейсмостойкость
Было обнаружено, что панелиGFRG успешно противостоят ударам землетрясений в пятой сейсмической зоне, так как их панели также могут быть превращены в стены со сдвигом.
5) Холоднее, чем в обычном здании
По сравнению с обычными строительными материалами панели GFRG могут охладить ваше здание до 4 градусов.
6) Прочность и долговечность
Прочность и долговечность панелей GFRG в пять раз выше, чем у обычных строительных материалов. Кроме того, гипс известен своей прочностью, отличной стабильностью размеров и долговечностью.
7) Водонепроницаемость
Некоторые химические вещества добавляются в смесь во время производства панелей GFRG, что делает их невосприимчивыми к воздействию воды.
8) Больше коврового покрытия
Поскольку толщина стен из панелей GFRG меньше (5 дюймов) по сравнению с обычными стенами (9 дюймов), в здании GFRG доступна большая площадь коврового покрытия.
Ограничения панелей GFRG
- С панелями необходимо обращаться с особой осторожностью, и для их перемещения требуется специальное оборудование.
- Панели нельзя использовать для стен круглой или большей кривизны.
- Панели необходимо аккуратно сложить друг на друга, чтобы избежать истирания.
- Пролет в свету ограничен 5 м для жилых домов.
Заключение
Строительные проекты ограничены во времени. Подрядчик должен вводить новшества и предлагать новые конструкции материалов, чтобы преодолеть это ограничение, оставаясь верным спецификациям планов. Система GFRG доказала свою эффективность во всех аспектах строительства, особенно по времени и стоимости.
Подробнее: Альтернативные строительные материалы, используемые в строительстве
Подробнее: Недорогие строительные материалы для строительства
структурно изолированные панели (SIP) | WBDG
Введение
Перед современными архитекторами стоит неотложная задача создания энергоэффективных и высокопроизводительных ограждающих конструкций. Структурные изолированные панели — это опция для части сборки корпуса, которая может помочь в достижении этих целей. SIP делают впечатляющую работу по замедлению передачи тепла, воздуха и пара через сборку. Они также значительно снижают сушку корпуса, уменьшая его способность восстанавливаться после случайного проникновения воды.Такая герметичная конструкция с большим тепловым сопротивлением может привести к высокопроизводительному и прочному корпусу, если она детализирована и правильно построена, или может привести к быстрому гниению и разрушению первичной конструкции здания, если она детализирована или построена неправильно. Справка Building Science Corporation’s Building Science Insight BSI-028: Поток энергии через корпуса.
История
Рис. 1: Пример SIP, используемых в качестве заполнения с конструкционной стальной рамой, Silvis School, Иллинойс.
Фото: Steven Schaefer Associates, Inc.Консультации инженеров-строителей
Лаборатория лесных продуктов в Мэдисоне, штат Висконсин, представила идею того, что сейчас известно как структурные изолированные панели (SIP) в 1935 году. Опытные панели лаборатории состояли из элементов каркаса, фанеры и обшивки из ДВП и изоляции. Эти первоначальные панели использовались для строительства тестовых домов, которые были разобраны и испытаны через тридцать лет, чтобы показать, что панели сохранили свои первоначальные значения прочности. Фрэнк Ллойд Райт использовал конструкционные изолированные панели в домах Usonian, построенных в 1930-х и 1940-х годах.В 1952 году Олден Б. Доу создал первые СИП с вспененной сердцевиной, которые массово производились к 1960-м годам. (Морли)
Сегодня SIP — это сборные строительные компоненты, которые используются в качестве стен, полов, крыш и фундаментов. SIP обеспечивают непрерывный воздушный и пароизоляционный барьер, а также повышенную R-ценность по сравнению с традиционной конструкцией. Затраты на строительство, связанные с SIP, сопоставимы с более традиционными методами строительства, если принять во внимание экономию, связанную с затратами на рабочую силу, отходами материалов и энергоэффективностью.(Морли)
Описание
Структурные изолированные панели состоят из изоляционного пенопласта между двумя жесткими панелями обшивки. Пенопласт обычно представляет собой одно из следующих материалов: пенополистирол (EPS), экструдированный полистирол (XPS) и пенополиуретан (PUR). При использовании пенополистирола и пенополистирола сборка ламинируется под давлением. С PUR и PIR жидкая пена впрыскивается и отверждается под высоким давлением.
Наиболее распространенными плитами для обшивки являются ориентированно-стружечные плиты (OSB).Другие материалы для обшивки включают: листовой металл, фанеру, фиброцементный сайдинг, плиты из оксида магния, гипсовую обшивку из стекловолокна и композитные структурные сайдинговые панели.
Рисунок 2: Типичный SIP с OSB и EPS.
Источник: www. house.com
Рисунок 3: Листовой металл SIP.
Источник: www. steelsipconstruction.com
Каждый обшивочный материал и тип пенопласта имеют свои преимущества и недостатки. Выбор типа SIP зависит от типа здания и условий участка.В следующих таблицах описаны преимущества и недостатки наиболее распространенных типов оболочек и пенопласта.
Таблица 1: Таблица типов оболочки
Обшивка Тип | Преимущества | Недостатки |
---|---|---|
Ориентированно-стружечная плита (OSB) | Грузоподъемность; легко доступны; проверено; большие панели размером до 8 x 24 футов | Подвержены образованию плесени и снижению структурной прочности при воздействии влаги; не огнестойкий; необходимо лечить термитов; сложная основа для наиболее распространенных соединительных лент |
Листовой металл | Устойчив к плесени; может быть несущим; очень легкий; неограниченная длина при изготовлении из рулонов | Должен быть оцинкован или из нержавеющей стали; ненесущий |
Фанера | Поперечная прочность | Наличие; цена; ограниченный размер панели; подвержены плесени и пониженной конструкционной способности при длительном воздействии влаги; не огнестойкий; необходимо лечить термитов |
Фиброцементный сайдинг | Устойчивость к плесени, термитам и огню | Наличие; вес; тестирование; ограниченный размер панели |
Магниевый картон | Устойчивость к плесени, термитам и огню | Наличие; тестирование; ограниченный размер панели |
Гипсокартон из стекловолокна | Стойкость к термитам и огню | Не конструкционный; ограниченный размер панели |
Композитные структурные сайдинговые панели | Устойчив к плесени и термитам; имеются грунтованные материалы | Не огнестойкий |
Таблица 2: Таблица типов сердечника
Пенопласт | Преимущества | Недостатки |
---|---|---|
Пенополистирол (EPS) | Наименее дорогой; варианты толщины ограничены только производителем пенопласта; доступность; самый быстрый для модификации в поле; самый щадящий порообразователь | Произведено с ГБЦД * |
Экструдированный полистирол (XPS) | Strength; водонепроницаемость | Наличие; производится с ГБЦД * |
Пенополиуретан (PUR) | Наивысшее значение R / дюйм; прочность, водонепроницаемость | Самый дорогой; сложнее изменить ограничения по толщине; ползать; доступность; произведены с хлорированными фосфатными антипиренами ** |
* ГБЦД: гексабромциклододекан — бромированный антипирен, классифицированный Европейским союзом (программа REACH) как стойкий, биоаккумулятивный и токсичный (PBT).
** Не так опасен, как большинство бромированных антипиренов, но проблемы для здоровья и окружающей среды все же существуют.
Источник: Отчет BuildingGreen Insulation
Таблица 3: Технические характеристики пены
Тип пены * | Пена EPS | Пена XPS | Пена PUR |
---|---|---|---|
Плотность в панели (фунт / фут 3 ) | 0,90 | 1,5 | 2,3 — 2,5 |
Прочность на сжатие при деформации 10% (psi) | 10 | 20 | 35 |
R-значение / дюйм при 75 ° F | 3.6 | 5,0 | 6,54 |
Проницаемость на дюйм | 5 | 1,1 | 2,00 |
Обычный огнестойкий | ГБЦД | ГБЦД | TCPP |
Общий класс огнестойкости | 1 | 1 | 1 |
Обычный пенообразователь | Пентан | HFC — 134a | HFC — 245fa |
* Большинство производителей SIP используют 0.95 минимальная плотность.
Основы
Структурное проектирование и строительство
SIPведут себя аналогично стальной колонне с широким фланцем в том смысле, что сердцевина из пенопласта действует как стенка, а оболочка — как фланцы. Под осевыми нагрузками оболочка реагирует так же, как тонкая колонна, а вспененный сердечник действует как непрерывная связь, предотвращая коробление панелей. Так же, как широкие секции фланца увеличивают прочность с увеличением глубины, более толстые сердечники приводят к более прочным панелям при сжатии и изгибе.(Морли)
SIPразработаны, чтобы противостоять не только осевым нагрузкам, но также нагрузкам сдвига и изгибным нагрузкам вне плоскости. Способность панелей противостоять двухосному изгибу и боковому сдвигу позволяет использовать их в качестве крыш и полов. Панели SIPs приемлемы для использования в качестве стен со сдвигом во всех категориях сейсмических расчетов. Инженер-строитель должен определить, требуется ли вторичная структурная система, исходя из расчетных нагрузок.
На сегодняшний день самое высокое здание, построенное исключительно из СИП, — четырехэтажное.Возможны более высокие конструкции; однако конструктивные ограничения связаны с тем, что SIP являются несущими стенами, и поэтому открытые пространства на нижних этажах труднее достичь. Часто большие конструкции SIP полагаются на систему вторичного каркаса из стали или дерева, чтобы удовлетворить требования к свободному пространству. Доступны уникальные винтовые соединения для крепления SIP к дереву, легкой стали и конструкционной стали толщиной до 1/4 дюйма.
Фундамент под СИП-панели обязательно должен быть ровным.Есть небольшая терпимость к дифференциальному урегулированию. Если есть сдвиг каркаса, это нарушит герметичность стыков панелей, что может вызвать проникновение влаги. При проектировании фундамента следует учитывать допустимые отклонения отклонения, установленные при производстве панелей и герметиков. Незначительные дефекты могут быть устранены путем тщательной и квалифицированной установки.
Рис. 4. Уплотнение ленты / прокладки для гребня и щиколотки SIP. Фото: SIPschool
Конструкция шарниров необходима для структурной и долговечной работы.Одним из слабых мест СИП-панелей является проникновение воздуха изнутри в местах стыков или проникновений. В холодном климате, если теплый влажный внутренний воздух достигает внутренней поверхности внешнего слоя оболочки, он может конденсироваться, вызывая гниение и порчу. Часто этот внешний слой представляет собой OSB, которая особенно подвержена повреждениям от влаги.
Правильному дизайну стыка следует уделить особое внимание, и если его правильно выполнить в полевых условиях, это устранит проблемы с проникновением воздуха. Конструкция первичного шва обычно включает уплотнения в пределах толщины панели, обычно распыляемую пену или прокладки.Должен происходить перелив распыляемой пены в стыках, что указывает на герметичность стыков по всей глубине, как показано на рисунках ниже. Дополнительное вторичное уплотнение воздуха из ленты или прокладки должно быть предусмотрено на внутренней поверхности панели, особенно в холодном климате.
Рисунок 5: Пример SIP, используемых для панелей крыши, демонстрирующий просачивание герметика в стыке SIP, Брекенридж, Колорадо.
Фото предоставлено CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
Рис. 6: Пример SIP, используемых для стеновых и крышных панелей, демонстрирующий просачивание герметика в стыках SIP, Винтер Парк, Колорадо.
Фотография предоставлена: CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
Два наиболее широко используемых соединения панелей — это шлиц поверхности и шлиц блока. Поверхностное шлицевое соединение состоит из полос OSB или фанеры, вставленных в прорези в пенопласте внутри каждой оболочки SIP. Блок-шлиц представляет собой тонкий и узкий узел SIP, который вставляется в углубления в пенопласте по краям панели. Поверхностное шлицевое соединение и блочное шлицевое соединение приводят к образованию сплошного пенопласта поперек панелей, что исключает проникновение воздуха в стыки.Если это требуется конструктивно, стыки панелей могут быть усилены одной или более двумя деревянными стойками или клееной фанерой (LVL) по краям двух соединяемых панелей. Одним из недостатков этого типа соединения является то, что в месте соединения создается тепловой мост. Другое стыковое соединение, механические кулачковые замки, обеспечивает более плотное соединение между панелями, но составляет лишь небольшой процент рынка. Кроме того, кулачковые замки могут быть установлены только из полиуретана, потому что замки требуют более высокой прочности на растяжение, чем другие пенопласты, а пена должна расширяться и оседать вокруг фланцев замка.При любом типе соединения шов вдоль обшивки должен быть покрыт сплошной линией пенопласта и / или панельной ленты.
Отверстия могут происходить в любом месте панели, в том числе по краям и углам. Панель из пенопласта может быть утоплена для установки 2 х колпаков пиломатериалов. Однако панели могут быть усилены у коллекторов, так что дополнительная конструкция не требуется во время строительства. Внутреннюю панель и пенопласт можно вычесть, чтобы получить карманы для балок для перекрытий крыши и пола. Любое отверстие внутри SIP, которое принимает другой элемент корпуса, должно быть должным образом закрыто.
Сантехнические пазы обычно располагаются в отделанном мехом обрамлении, или для сантехнических стен следует использовать обычный каркас.
Электрические пазы диаметром от 1 до 1 1/2 дюйма могут быть включены в SIP на этапе производства. Пену наносят во все щели, образовавшиеся после прокладки электропроводки.
Рис. 10: Пример SIP, используемых для стеновых и кровельных панелей, и стены с меховой изоляцией на внешней панели для вентиляционных отверстий и водопровода, Табернаш, Колорадо.
Фотография предоставлена: CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
Другие неожиданные отверстия, сделанные в панелях во время строительства, следует делать на 1 дюйм больше в диаметре, чем проникающая труба, чтобы можно было нанести пенопласт.
Типичная толщина стеновых панелей составляет 4-1 / 2 дюйма и 6-1 / 2 дюйма. Самый большой размер панели на сегодняшний день составляет 9 футов на 24 дюйма. Изогнутые панели возможны, хотя и не распространены, и часто более практично использовать каркасные стойки для неортогональных геометрических форм.
Кровельные панели обычно имеют толщину 10-1 / 4 дюйма и 12-1 / 4 дюйма. Толщина кровельной панели зависит от требуемого R-значения и пролета. Панели EPS и XPS могут быть толщиной до 12-1 / 4 дюйма. Панели PUR и PIR могут быть толщиной до 8-1 / 4 дюйма. Торцевые стеновые панели для различных профилей крыши можно получить с помощью SIP.
Проблемы с производительностью
Тепловые характеристики : Качество оболочки здания измеряется ее способностью предотвращать проникновение наружного воздуха.Последние стандарты энергетического кодекса требуют герметичной оболочки здания, а здание из SIP с должным образом герметизированными стыками панелей по своей сути является воздухонепроницаемым. Результаты испытаний дверей с вентилятором в комнате со стенами и потолками из SIP, одним окном, одной дверью и предварительно проложенными желобами для проводки и электрическими розетками по сравнению с идентичной комнатой с 2×6 стойками, обшивкой OSB, изоляцией из стекловолокна и гипсокартоном, показали SIP. герметичность конструкции на 90 процентов меньше, чем у конструкции с шипами (SIPA, ORNL)
R-Value всей стены для стеновой сборки в настоящее время является наиболее точным методом количественной оценки ее тепловых характеристик.Значение R для всей стены учитывает сопротивление тепловому потоку через непрозрачную площадь поперечного сечения изоляции и конструкции, а также потери энергии на стыках стены с крышей и полом, а также в углах и оконных проемах. Значение R для всей стены 4-дюймовой стены SIP составляет 14. R-значение для всей стены для стены 2×4 меньше 10. Значение R для всей стены для стены 2×6 составляет от 11 до 13,7 в зависимости от качества. монтажа ватного утеплителя. Устранение тепловых мостов и более воздухонепроницаемая оболочка способствуют более высокому R-Value всей стены стен из SIP по сравнению с обычными стенами из металла и дерева.(SIPA, ORNL)
Таблица 4: Типичные значения R для всей стены SIP
Толщина | EPS | XPS | PUR |
---|---|---|---|
Плотность в панели (фунт / фут 3 ) | 0,90 | 1,5 | 2,3–2,5 |
4-1 / 2 « | 13,1 | 17,7 | 22,7 |
6-1 / 2 « | 19,9 | 27,2 | 35,1 |
8-1 / 4 « | 26.0 | 35,5 | 46,0 |
10-1 / 4 « | 32,9 | 45,0 | NA |
12-1 / 4 « | 39,8 | 54,6 | NA |
Таблица 4 Примечания:
- На основе стены высотой 8 футов с одинарной нижней пластиной, двойной верхней пластиной и одинарной полосой 2X вокруг грубых отверстий.
- На основе соединений панелей Spline, Block Spline или Cam Lock.
- Значения указаны только для панелей и не включают вклад отделочных материалов.
- Значения будут варьироваться в зависимости от высоты стены и количества черновых проемов.
- На крышах использование деревянных шлицев снижает эти значения.
Защита от влаги : Поскольку вспененная сердцевина СИП действует как пароизоляция, атмосферный барьер должен быть проницаемым, чтобы панели оболочки СИП могли высыхать наружу. Рекомендуется постоянное воздушное пространство между плоскостью дренажа и внешней облицовкой, а также вентилируемые отверстия в верхней и нижней части стен для обеспечения конвективного воздушного потока, чтобы гарантировать адекватную сушку SIP.Это касается и СИП, используемых в качестве кровельной конструкции. Воздух должен иметь возможность проходить под рубероидом между карнизом и коньком. Кроме того, все стыки панелей, проемы вокруг окон и дверей и другие желобки должны быть должным образом герметизированы и / или заделаны, чтобы предотвратить проникновение влаги.
Особое внимание к деталям, гарантирующим, что проникновение внутреннего воздуха никогда не достигнет внешнего слоя оболочки, является обязательным.
Для зон, подверженных затоплению, водонепроницаемые облицовочные материалы, такие как цементные покрытия или термопластичные покрытия, являются идеальной альтернативой OSB.(Уддин) Однако, если SIP с оболочкой OSB вступают в контакт с водой, структурная целостность панелей может быть сохранена, если OSB быстро обнажить для высыхания.
Пожарная безопасность : Поскольку большая часть конструкций SIP предназначена для строительства типа V, где стены SIP являются несущими, соответствие NFPA 285 не применяется. В настоящее время, похоже, не проводились тесты NFPA 285 для строительства стен из SIP. Обратитесь к консультанту по строительной конструкции, если вы планируете использовать конструкцию SIP, где может потребоваться тест NFPA 285.
Acoustics : SIP изолируют от высокочастотного шума лучше, чем низкочастотный шум. SIP не рекомендуется использовать в качестве полов над открытым внутренним пространством без применения звукового барьера.
Материал / покрытие Долговечность : Требования к крепежным элементам для внешней облицовки и внутренней отделки специфичны для производителя панели; для получения этой информации обратитесь к спецификациям производителя. Рекомендуется создать вентиляционное пространство с помощью планок между внешней стороной панели и внешней облицовкой.Это позволяет панелям высыхать, когда на них попадает водяной пар.
Ремонтопригодность : Качество СИП устанавливается на этапе производства. Правильное ламинирование и гладкие поверхности и края гарантируют, что SIP могут выдержать длительное использование, пока структурные покрытия должным образом защищены от разрушения. Важно отметить, что если влага вызывает ухудшение кожных покровов, это означает структурную проблему, которую необходимо устранить. Ремонт может потребовать замены гораздо большей площади, чем просто испорченная часть.
Пенопласт подвержен заражению насекомыми и грызунами. Инсектициды добавляются в панели во время производства или позже на месте.
Общие подробные принципы
- Форма оболочки здания внешнего дизайна SIP ограничена только дизайнерским воображением. (См. Рисунки 1, 12 и 13)
Рисунок 12: Пример SIP, используемых для стеновых и кровельных панелей в сложной архитектурной форме, Nederland, CO.
Фото: CW Associates, PLLC (CWA Architecture)
Рисунок 13: Пример SIP, используемых для стеновых и крышных панелей сложной архитектурной формы, Боулдер, Колорадо.
Фотография предоставлена: CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
- SIP могут принимать любой тип должным образом спроектированной внешней облицовки.
- Стыки, пустоты и проходы панелей SIP должны быть обеспечены герметичным уплотнением с помощью сплошного пенопласта, прокладок и лент SIP. Целостность внутреннего воздушного уплотнения необходима для долгосрочной работы.
- Проверьте диапазон SIP и требования к пределам конструкции. (См. Рисунки 1, 14, 16 и 17)
- Проверьте гвоздь, винт и кулачки SIP — схемы крепления, типы крепежа и требования к расстоянию.(См. Рисунки 14, 15, 16 и 17)
Рисунок 14: Пример SIP, используемых для стеновых и кровельных панелей с гипсокартоном на деревянной каркасной конструкции, Брекенридж, Колорадо.
Фото предоставлено: CW Associates, PLLC (CWA Architecture)
Рисунок 15: Пример SIP, используемых для стеновых панелей с гипсокартоном и кровельных панелей с настилом типа «шпунт и паз» (T&G), Lake Alcova, WY.
Фотография предоставлена: CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
Рисунок 16: Пример SIP, используемых для стеновых и кровельных панелей в слуховом окне с балочным каркасом, Боулдер, Колорадо.
Фотография предоставлена: CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
Рисунок 17: Пример SIP, используемых для стеновых и крышных панелей, демонстрирующий соединения и обвязку подвесных балок из микролампа и фермы, а также проводку, Glacier Park, CO.
Фото предоставлено: CW Associates, PLLC, (CWA Architecture)
- Обеспечить наружную вентиляцию / дренажную систему крыши и стен.
- Не устанавливать водопровод в наружных стенах SIP. (См. Рисунок 10)
- Координата любая в SIP электрическая.
- Правильно закрытые SIP-фильтры обеспечат воздушный, паровой и тепловой барьеры.
- Деталь для непрерывной внутренней линии избыточного воздушного уплотнения на всех стыках и проходках с использованием герметика, пен, лент и прокладок. (См. Рисунки 4, 5 и 6)
- Предусмотреть водонепроницаемые барьеры для наружных стен и крыши (WRB). Обратите внимание, что WRB должен быть паропроницаемым, а все соединения должны быть водо- и воздухонепроницаемыми.
- Обеспечьте соответствующие гидроизоляционные системы на всех проемах и проходах наружной оболочки здания.
- Правильно спроектированные системы HVAC необходимы для обеспечения герметичности и энергоэффективности, присущих зданиям, спроектированным с использованием SIP.
Принципы Генеральной Ассамблеи
- Фундамент и / или настил пола должны быть квадратными и ровными с жесткими допусками для эффективной установки SIP.
- Подробные рабочие чертежи должны быть предоставлены производителем для согласования и соответствия Общим принципам детализации, как указано выше.
- Обшивки SIP-панелей должны иметь прочную полную опору.Проверьте установку опорных пластин SIP для этой опоры.
- Команда разработчиков проекта должна проверять любую резку SIP в полевых условиях.
- Пенопластовая герметизация стыков SIP-панелей должна быть пересмотрена на предмет непрерывной полной глубокой герметизации. Обычно правильную укладку пенопласта можно наблюдать по просачиванию пены в стыках, которые необходимо удалить с внешней поверхности панели. (См. Рисунки 5, 6)
- Внутреннее дублирующее воздушное уплотнение обычно выполняется с помощью прокладок, размещаемых над точками опоры, распыляемой пены и лент на открытых стыках.Тщательно подбирайте ленты и грунтовки, подходящие для типа панели, для долговременной адгезии к панелям. Обратите внимание, что OSB особенно проблематична для большинства обычных строительных лент. (См. Рисунки 4, 5 и 6)
Полученные уроки
В опубликованных в Джуно, штат Аляска, отчетах о крышах (см. Список публикаций ниже) приводятся доказательства того, что проникновение воздуха внутрь через стыки в панелях крыши SIP указывает на преждевременное разрушение верхней части обшивки OSB стыков панелей крыши.Группа специалистов по строительным наукам пришла к общему выводу, что повреждение от влаги произошло из-за отсутствия надлежащей герметизации стыков панелей.
Вопросы управления логистики и строительства
Срок службы : Ожидаемый срок службы компонентов, которые сопрягаются с узлом SIP, должен соответствовать ожидаемому сроку службы самой стены SIP. К компонентам относятся прочные гидроизоляционные материалы, конструктивные элементы в SIP-панели, герметики, поролон, лента, прокладки, крепеж и т. Д.
Полевой макет : Для всех стен SIP должен быть необходим макет проектной сборки. Лучше всего выполнить это как небольшую выбранную область строительства до полного строительства, чтобы была возможность внести изменения в проект на основе наблюдения за полевым макетом.
Полевые наблюдения за стенами из SIP : Требуется наблюдение в полевых условиях для установки стен из SIP и их компонентов для обеспечения качества изготовления и монтажа стен из SIP.
Координация производственных чертежей : Требовать заводские чертежи монтажа стен SIP, показывающие все смежные строительные и связанные с ними работы, включая оклады, прокладки, герметики, структурные компоненты в SIP, приспособления, и указать последовательность работ.
Стеновые системыSIP требуют экспертных знаний со стороны проектировщика здания, производителя, изготовителя и установщика. Зарегистрированный архитектор и инженер могут рассмотреть возможность привлечения внешнего консультанта, если такой опыт не доступен в команде проекта.
Прочие соображения
Хотя общее время изготовления и сборки конструкции SIP меньше, чем у каркасной конструкции, на планирование требуется больше времени. Отверстия в панелях, неортогональные конструкции, электрическая и AV-координация должны быть определены до производства SIP.
Установка окна аналогична конструкции деревянного каркаса. Для обеспечения правильной установки следует обращаться к спецификациям производителя.
SIP, производимые в США, больше не используют клеи с карбамидоформальдегидом в панелях OSB. Сердечники из пенопласта на 98% состоят из воздуха и изготовлены с использованием вспенивающих агентов, не содержащих CFC.
Правильно построенная конструкция СИП будет герметичной; поэтому механическая система требует вентиляции свежим воздухом, чтобы предотвратить проблемы с влажностью внутри и накопление загрязняющих веществ в воздухе.
Подрядчик и установщики должны иметь опыт работы с SIP, и рекомендуется, чтобы они прошли регистрацию через SIPA и / или SIPschool или прошли обучение в Братстве профсоюзов плотников, чтобы помочь предотвратить неправильную установку SIP бригадой, не знакомой с товар.Зарегистрированный архитектор и инженер вместе с производителем SIP должны наблюдать за построением SIP на предмет соответствия утвержденным проектным документам.
Детали
Детали, связанные с этим разделом BEDG по WBDG, были разработаны комитетом и предназначены исключительно для иллюстрации общих концепций проектирования и строительства. Надлежащее использование и применение концепций, проиллюстрированных в этих деталях, будет варьироваться в зависимости от соображений производительности и условий окружающей среды, уникальных для каждого проекта, и, следовательно, не представляют окончательного мнения или рекомендации автора каждого раздела или членов комитета, ответственных за разработку. ВБДГ.
Детали, графики и связанная информация, показанные в деталях, предназначены только для иллюстрации основных концепций и принципов проектирования и должны рассматриваться вместе с соответствующими описательными разделами Руководства по проектированию всего здания (WBDG). Информация, содержащаяся в нем, не предназначена для фактического строительства и может быть пересмотрена на основе изменений и / или уточнений в местных, государственных и национальных строительных нормах, новых технологиях ограждающих конструкций зданий, а также достижениях в исследованиях и понимании механизмов разрушения ограждающих конструкций здания.Фактический дизайн и конфигурация будут варьироваться в зависимости от применимых местных, государственных и национальных требований строительных норм, климатических условий и экономических ограничений, уникальных для каждого проекта. Рекомендуется полное соблюдение рекомендаций производителей и признанных отраслевых стандартов, что должно быть отражено в соответствующих разделах спецификаций проекта.
Следующие детали можно просмотреть в Интернете в Adobe Acrobat PDF, щелкнув значок PDF справа от заголовка чертежа.Загрузите Adobe Reader.
SIP Ridge Деталь
SIP Eave Detail
SIP Парапет Деталь
Фундамент SIP Деталь
Новые проблемы
SIPA недавно завершила Технический бюллетень 008 «Соотношение сторон стенок для SIP», который предоставляет необходимые данные для соответствия требованиям IRC и IBC.
SIPA и APA (The Engineered Wood Association) недавно завершили испытания, чтобы измерить влияние воздействия влаги на структурную прочность панелей.Результаты опубликованы в Техническом бюллетене 009 Ассоциации структурных изоляционных панелей.
- APA Структурные изолированные панели Руководство по продукции , APA, The Engineered Wood Association
- ANSI / APA PRS 610.1 Стандарт для SIP с номинальными характеристиками в настенных установках Стандарт
- ASTM был предложен для решения проблемы расчета предельных состояний.
- Американское общество испытаний и материалов (ASTM) C393-06 «Стандартные методы испытаний свойств изгиба многослойной конструкции.«
- Американское общество испытаний и материалов (ASTM) E1803-06 «Стандартные методы испытаний для определения структурной способности изолированных панелей».
- Американское общество испытаний и материалов (ASTM) E455-11 «Стандартные методы испытаний для определения структурной способности изолированных панелей».
- Американское общество испытаний и материалов (ASTM) E72 «Стандартные методы испытаний при проведении испытаний на прочность панелей для строительства зданий».
- Американское общество испытаний и материалов (ASTM) E84-04 «Стандартный метод испытаний характеристик горения поверхности строительных материалов.«
- Международный жилищный кодекс Раздел R610: Конструкция стеновых изоляционных панелей
- NTA Inc., Отчет о листинге SIPA120908-10, Оценка соответствия нормам международным строительным нормам и международным жилищным нормам
- Ассоциация структурных изолированных панелей, «СИП в IRC»
Дополнительные ресурсы
Детали
Публикации
- Анализ сейсмических характеристик SIP , Федерация американских ученых.
- BSI-028: Поток энергии через корпуса , Lstiburek, J. 2009.
- Руководство строителя по конструкционным изоляционным панелям (SIP) для всех климатических условий , автор Lstiburek, J. Somerville, MA: Building Science Press, 2008.
- Здание со структурными изоляционными панелями Морли, М. Ньютаун, Коннектикут: The Taunton Press, 2000.
- Журнал современного деревянного машиностроения , Vol. 22, Номер 1, Весна 2012.
- «Моделирование прогиба при ползучести структурной изолированной панели (SIP)» Тейлора, С.Б., Манбек, Х. Б., Яновяк, Дж. Дж., Хилтунум, Д. Р. Журнал структурной инженерии , Vol. 123, No. 12, декабрь 1997 г.
- «Технический отчет SIPA — Джуно, штат AK, проблема с кровлей» Джозеф Лстибурек, доктор философии, P. Eng. Ассоциация структурных изолированных панелей «.
- «Решения SIP для коммерческого строительства», Ассоциация структурных изолированных панелей.
- «Термопластичные композитные структурно изолированные панели (CSIPS) для строительства по смягчению последствий стихийных бедствий». Проблемы, связанные с множеством опасностей в центральной части Соединенных Штатов: понимание опасностей и сокращение потерь Уддин, Н., Вайдья, А., Вайдья., У. Под редакцией Джеймса Э. Биверса. Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей, 2009 г.
Тепловые характеристики
Пожарная безопасность
Организации
ПРИМЕЧАНИЕ: Фотографии, рисунки и рисунки были предоставлены первоначальным автором, если не указано иное.
.структурно изолированные панели (SIP) | Building America Solution Center
Описание
SIP состоят из двух слоев фанеры или OSB, которые «прослаивают» внутреннюю сердцевину из изоляционного жесткого пенопласта. Стены из SIP соответствуют или превосходят типичные структурные свойства размерных деревянных конструкций. Поскольку для SIP-панелей требуется меньше обрамления, здесь также меньше тепловых мостов, чем в стене из клееных плит. Исследования показали, что каркасная стена составляет 25% стены с деревянным каркасом и 14% стены с современным каркасом, но только 8%.7% стены SIP (CEC 2001; Карпентер и Шумахер 2003).
Стены из SIP-панелейменее восприимчивы к утечке воздуха и конвекции и, как следствие, к потенциальным проблемам конденсации, чем стены из стержневых конструкций (см. Рисунок 1).
Рисунок 1 — Стены из SIP-панелей менее восприимчивы к утечке воздуха и конвекции и, как следствие, потенциальным проблемам конденсации, чем стены из клееных конструкций.При установке панелей SIP дается следующее общее руководство. Также следуйте инструкциям производителя для установки продукта SIP.
Как установить SIP-панели
При установке SIP следует учитывать десять наиболее важных факторов (Christian 2011).
- Начните с детальных планов.
Встретьтесь со всеми субподрядчиками и ключевым персоналом перед началом строительства, чтобы рассмотреть планы и обсудить последовательность. Либо обучитесь установке SIP, либо обучите персонал, вовлеченный в проект, на как можно более ранней стадии. Знайте расположение точечных нагрузок на конструкцию.Постоянно проверяйте точность рабочих чертежей, чтобы убедиться, что установка соответствует замыслу планов. Как правило, необходимо поддерживать всю внешнюю стену до фундамента. По возможности спланируйте одну коньковую балку для простоты установки. Коньковая балка обычно имеет несколько точек прерывистой нагрузки, которые передают расчетную нагрузку на землю. Понимание того, где расположены эти точки нагрузки, важно не только для поддержания необходимой структурной опоры в кондиционируемом пространстве, но и для сохранения путей для HVAC, водопровода и распределения электроэнергии.Убедитесь, что грубые проемы окон и дверей правильно размещены в предварительно вырезанных панелях. Избегайте конструкций, в которых требуются сдвоенные или гофрированные окна, потому что они тяжелые, неудобные в обращении и их сложнее установить. Они также требуют большего количества коллекторов из массивной древесины в SIP-панелях, что приводит к потенциальному тепловому мосту. Убедитесь, что гусеницы HVAC указаны и поддерживаются в процессе строительства. Убедитесь, что электрический план завершен и отражен в чертежах панелей, отправленных вам для утверждения до изготовления панели.Не допускайте попадания всей сантехники в наружные стены и сведите к минимуму электрическую проводку в наружных стенах. Проведите все вертикальные выемки на полу, проложив их от внешних стен к внутренним, а затем вверх или вниз. Перед тем, как построить свой первый дом из СИП, стоит прочитать отличную книгу «Строительство из структурно изолированных панелей» Майкла Морли (Morley, 2000). - Защитите панели перед установкой.
Избегайте поврежденных панелей. В идеале сборка фундамента должна быть завершена непосредственно перед прибытием панелей.Согласуйте с производителем SIP, чтобы определить, кто будет выгружать и штабелировать панели, когда они прибудут на рабочую площадку. Обычно подрядчик несет ответственность за разгрузку грузовика. Чтобы защитить панели и свести к минимуму манипуляции с ними, складывайте панели высоко, сухо и ровно в том порядке, в котором они будут необходимы, в том порядке, в котором они были начаты. Производители отправляют группы панелей, которые будут монтироваться вместе. Панели следует укладывать друг на друга на брусах 4 х 4 на расстоянии не более 6 футов друг от друга и накрывать брезентом (рис. 2).Избегайте расположения штабелей над стоячей водой и влажной почвой. Сначала положите почвопокровное покрытие, чтобы избежать попадания влаги в почву в дорожные условия, переносящие влагу из почвы в панели и вызывающие набухание краев. Брезент многоразового использования легко удерживается на месте, заклинивая обрезки дерева в углублениях для шлицев на концах панелей. Убедитесь, что панели лежат ровно при хранении на месте. Рис. 2 — SIP-панели следует укладывать высоко, сухо и ровно. Рисунок 3 — Внедорожный вилочный погрузчик используется для перемещения и установки панелей. - Убедитесь, что фундамент ровный, ровный и квадратный.
Допуск для неровных фундаментов в конструкции из SIP меньше, чем у стержневой рамы. Дважды проверьте, что у вас есть правильные размеры для нижнего колонтитула, фундаментной стены и пола на чертежах проекта, и измерьте для подтверждения отвеса, уровня и квадрата нижнего колонтитула, фундаментной стены и пола во время строительства. Бетонный субподрядчик должен понимать, что фундамент из SIP должен быть ближе к отвесу, уровню и квадрату, чем принятый стандарт типичного жилищного строительства.На рис. 4 показаны рекомендуемые детали фундамента / пола / стены SIP. Наружная облицовка SIP должна иметь непрерывную структурную опору по всей длине нижнего края. Он должен сидеть, а не свешиваться за край верхней пластины. Установите термитный щит и капиллярный разрыв между подоконником и фундаментной стеной; это может быть алюминиевый оклад, закрывающий верх фундамента от внутренней до внешней поверхности стен.
Рис. 4 — Эта деталь фундамента / пола / стены из SIP показывает рекомендуемый способ поддержки стеновой панели из SIP на пороге. - Смонтировать стены и крышу.
Для сборки наружных стен существует два основных подхода: 1) сборка SIP-панелей 4×8 футов вручную или 2) сборка панелей 10×24 футов с предварительно вырезанными отверстиями, которые поднимаются на место с помощью крана или вилочного погрузчика с высокой стойкой стрелы. (См. Рисунки 5 и 6). Стеновые панели большего размера имеют меньше швов, что снижает как тепловые мосты, так и риск утечки воздуха.Для сборки крыши используйте тележку со стрелой и кран с соответствующей оснасткой, чтобы поднять коньковую балку и потолочные панели SIP.Для наиболее быстрой сборки используйте одну коньковую балку, и она будет доступна на месте для подъема на место, как только стены будут подняты, выровнены, выровнены и выровнены в квадрат. Поднимите коньковую балку на месте с помощью тележки со стрелой и стропы такелажа, состоящей из двухзаходных зацепов. Установите кровельные панели и бригады, чтобы сразу после прибытия крана и установки балки можно было приступить к установке кровельных панелей, чтобы минимизировать время и затраты на монтаж.
Рисунок 5 — В этом доме СИП монтируются стены. Рисунок 6 — Кран используется для установки загона для дымохода SIP. - Соедините панели вместе.
Пакет SIP будет содержать подробный набор планов и инструкций с соответствующими номерами панелей, отмеченными как на планах, так и на самих панелях. В поставку также будут входить соединительные шлицы и уплотнение для соединения панелей друг с другом. Три наиболее распространенных шлица показаны на рисунках 7, 8 и 9. Структурный шлиц (сплошной 2x) следует использовать только в том случае, если нагрузка не может восприниматься только панелями.Поверхностные шлицы практически полностью исключают образование тепловых мостиков. Некоторые шлицы могут быть установлены производителем SIP в одну из панелей на заводе, что экономит время сборки на месте. Рисунок 7 — Поверхностный шлиц уменьшает тепловые мосты гораздо больше, чем структурный шлиц в швах SIP-панелей. Рисунок 8 — Изолированный шлиц — еще один вариант, позволяющий избежать тепловых мостиков в швах панели SIP. Рисунок 9 — Структурный шлиц, состоящий из двух частей, используется там, где это необходимо для удовлетворения требований к структурной нагрузке на стыках панелей SIP.Нанесите герметик на швы перед сборкой, следуя инструкциям производителя SIP и используя его герметик, если таковой имеется. Убедитесь, что швы непрерывны (см. Рисунок 10). Рассмотрите возможность использования герметика для герметика. Для швов стены / пола, стены / стены и стены / крыши может потребоваться до шести валиков герметика, а для конька крыши может потребоваться до 8 валиков герметика. В доме площадью 1200 квадратных футов это может составлять более 5000 линейных футов герметика (более 17 футбольных полей).
Рисунок 10 — Убедитесь, что валики герметика непрерывны по всей длине на каждом шве SIP-панели, например, на стыке стены и крыши, чтобы обеспечить непрерывность воздушного барьера.При необходимости используйте подъемные пластины и лебедку (можно приобрести у производителя), чтобы плотно стянуть панели (Рисунок 11).
Рисунок 11 — Подъемные пластины, прикрепленные к стене, обеспечивают хорошую фиксацию для затягивания швов SIP-панели.Установите клейкую ленту на стыках панелей и панелей, а также на стыке конька и стены с крышей (см. Рисунок 12).
Рисунок 12 — Лента для панели, отслаивающаяся и прилипающая, обеспечивает дополнительную уверенность в том, что швы панели SIP останутся герметичными.Используйте дымовой карандаш и воздуходувку для проверки дверцы перед нанесением гипсокартона, чтобы убедиться, что швы панелей плотные (Рисунок 13).
Рисунок 13 — Используйте дымовой карандаш для проверки герметичности швов SIP-панели, особенно вдоль коньковой балки. - Панели вырезные для проемов оконных и дверных проемов.
В готовых наборах SIP все грубые проемы для окон и дверей предварительно вырезаны и размечены. Однако, если используются необработанные панели, эти отверстия необходимо будет сделать на месте.Сначала отметьте грубое отверстие на SIP. Черновой проем может быть в одной или двух панелях. Если ширина превышает 5 футов, нагрузка на жатку должна быть рассчитана (балка коробчатого сечения, изолированный жатка или сборный структурный коллектор). Отверстие легко режется с облегченной пилой с устойчивой опорной плитой. Как только секции панели будут выбиты, удалите пену со всех четырех сторон на глубину 1,5 дюйма с помощью совка с горячей проволокой. Нанесите каплю герметика на внутреннюю поверхность обеих сторон по всему периметру отверстия и нанесите каплю расширяющейся пены на пенопласт.Установите 2-кратный разрез подоконника на 3 дюйма длиннее, чем приблизительная ширина проема, чем установите коллектор такой же длины. Забейте боковые косяки, которые срезаны до примерной высоты проема. Прибейте все 2x открытые рамы с обеих сторон через каждые 6 дюймов (Morley 2000). - Установить электропроводку.
Электропроводка должна располагаться так, чтобы максимально оставаться в пределах внутренних стен. Электрические желоба врезаются в пенопласт SIP перед отправкой, и при установке панелей вы должны предоставить 1.Отверстия диаметром 5 дюймов в обшивке, структурных шлицах и сборном фундаменте для совмещения с пазами для электрических проводов в панелях. Находясь в подвале или в подвале, электрик может легко измерить местоположение каждой вертикальной проводки. Все электрические провода вытягиваются после вырезания мест расположения розеток и перед установкой электрических коробок. Коробки накручиваются на провода и устанавливаются в СИП. После протягивания всех проводов нанесите малорасширяющийся пенопластовый герметик вокруг коробки и по ходу, чтобы заблокировать путь потенциальной утечки воздуха.Деталь стены на Рисунке 14 представляет собой один из способов установки электропроводки без необходимости разрезать SIP-панели.При размещении потолочных вентиляторов и других тяжелых осветительных приборов убедитесь, что места четко обозначены на чертежах, отправленных производителю SIP, чтобы производитель мог обеспечить дополнительную структурную поддержку и электрические пазы в потолочных панелях SIP. После небольшого планирования желаемое расположение этих приспособлений может быть совмещено со шлицами панели и дополнительным массивом дерева, вставленным в панели на заводе.Вдоль хребта также хорошее место для охоты за проволокой (Christian 2010).
Рисунок 14 — Этот метод установки электропроводки позволяет избежать врезания в SIP-панель. - Установить сантехнику.
Не допускайте попадания водопровода на наружные стены. Для подвешивания водопроводных и канализационных трубопроводов под полом из SIP могут потребоваться дополнительные подвесы для труб. - Установить дренажную плоскость.
Плоскость дренажа стены над уровнем земли может быть достигнута, обернув дом одним или двумя слоями домашней пленки и убедившись, что интерфейс окна / SIP правильный (рисунки 15 и 16).Установите подоконники под каждым окном и дверью, которые имеют сток только наружу (Рисунок 17). Плоскость дренажа должна быть продолжена у основания первого этажа, обеспечив отвод дождевой воды, направляемой ветром, от стены в месте соединения стены с фундаментом. На Рисунке 18 показаны детализация дренажной плоскости на внешнем углу (BSC 2008). Рисунок 15 — Устанавливаются два слоя обертки дома с высокой проницаемостью для обеспечения дренажного слоя между SIPS и внешней облицовкой дома. Рисунок 16 — После установки обшивки дома поверх SIPS устанавливается оконная планка. Рисунок 17 — Задняя перемычка подоконника вытесняет воду. Рисунок 18 — Установите плоскость дренажа между SIP-панелями и внешней облицовкой. - Установить внешнюю облицовку и внутреннюю отделку.
Наружный сайдинг или облицовку каменной кладкой можно наносить на SIP так же, как на стены, построенные с помощью гвоздей. Поскольку крепежные элементы будут встроены только в оболочку OSB 7/16 дюйма, изучите требования производителя облицовки к креплению и прочность на отрыв крепежа OSB.Некоторые производители SIP рекомендуют использовать гвозди с кольцевым хвостовиком 8d и размещать на 25% больше крепежных элементов, чем производитель сайдинга рекомендует для обрамления палками (например, гвозди размещаются через каждые 12 дюймов вместо каждых 16 дюймов) или использовать винты вместо гвоздей или скоб при той же схеме крепления (Премьер SIPS 2011). В некоторых районах с сильным ветром горизонтальный сайдинг внахлест может потребовать как глухой, так и торцевой забивки на предписанном расстоянии для правильного крепления к SIP.SIPs стены и потолки обычно покрываются гипсокартоном изнутри.Наклеивать гипсокартон на SIP-панели проще, чем на стойки, потому что твердая основа OSB позволяет устанавливать крепеж, а стыки гипсокартона могут возникать практически в любом месте, сокращая отходы гипсокартона. Вертикальные швы гипсокартона должны быть смещены относительно швов конструкционных панелей утеплителя. Поскольку SIP-панели более прямые, прокладки не требуются.
- Крепление кровельного покрытия и солнечных модулей к SIP
Рекомендуемая кровля для покрытия конструкции крыши SIP и крепления солнечных коллекторов — это кровля с металлическим фальцем.Постоянные швы на крыше позволяют крепить коллекторы солнечного водонагревателя и фотоэлектрические модули без каких-либо проникновений в крышу. Это выгодно, потому что меньшее количество проходов кровельной мембраны означает меньший риск утечки воды.
Структура, механизм и применение панелей вакуумной изоляции в китайских зданиях
Теплоизоляция — один из наиболее часто используемых подходов к снижению энергопотребления в зданиях. Вакуумные изоляционные панели (VIP) — это новые теплоизоляционные материалы, которые использовались на внутреннем и внешнем рынке в течение последних 20 лет. Благодаря технологии вакуумной теплоизоляции этих новых материалов, их теплопроводность может составлять всего 0,004 Вт / (м · К) в центре панелей.Кроме того, VIP, которые представляют собой композиты с неорганической сердцевиной и оболочкой из обычно трех металлизированных слоев ПЭТ и герметизирующего слоя ПЭ, могут обеспечить огнестойкость класса B (материалы их сердцевины не горючие и классифицируются как A1). По сравнению с другими традиционными теплоизоляционными материалами, характеристики теплоизоляции и огнестойкости составляют основу применения VIP в строительной отрасли. Подробно описаны структура и механизм теплоизоляции VIP, а также возможности и проблемы их применения в китайских зданиях.
1. Введение
В настоящее время потребление энергии зданиями в Китае остается чрезвычайно высоким, достигая 33% от общего потребления энергии в социальной сфере. В частности, потребление энергии через ограждающие конструкции составляет более 50% энергопотребления здания. Для снижения энергопотребления здания широко применяются теплоизоляционные материалы. Из-за их низкой теплопроводности органические теплоизоляционные материалы получили особенно широкое распространение.Однако в последние годы из-за этих органических теплоизоляционных материалов происходили частые пожары, например, пожар в Пекинском телевизионном культурном центре [1] и пожар в Шанхае в 2010 году [2]. Поэтому на нынешнем строительном рынке Китая срочно необходим теплоизоляционный материал, сочетающий в себе высокоэффективную теплоизоляцию с огнестойкостью.
VIP (вакуумные изоляционные панели) представляют собой неорганические композитные теплоизоляционные панели с теплопроводностью от 0.004 Вт / (м · К) в центре панелей [3]. Огнестойкость материалов сердцевины зависит от типов волокон, используемых для структурного связывания в сердцевине из коллоидного кремнезема. ВИП с сердцевиной из коллоидного кремнезема относятся к классу А, но полимерный барьерный материал горючий [4]. Однако добавление дополнительных слоев может снизить поведение при испытаниях на огнестойкость, и можно представить, что это позволяет конструкционным панелям достичь одночасового огнестойкости. Таким образом, эти материалы могут удовлетворять как требованиям высокоэффективной теплоизоляции, так и огнестойкости.ВИП с кремниевым сердечником в основном состоят из теплоизоляции с пористым жестким сердечником и мембранной стенкой, как показано на рисунке 1. Однако ВИП из стекловолокна обычно добавляют с помощью геттеров. Жесткий сердечник обеспечивает защиту VIP от атмосферного давления; стенка мембраны поддерживает вакуум внутри VIP, а газопоглотители собирают газы, либо просочившиеся через мембрану, либо отходящие газы из материалов мембраны [5].
В 1980-х годах компания Brown, Boverie & Cie (BBC) в Гейдельберге, Германия, исследовала прямоугольные вакуумные корпуса, заполненные порошком и волокнистыми матами, для изоляции натрий-серных высокотемпературных батарей [6].Приложения для VIP появились в холодильниках, морозильных камерах, судоходстве, авиакосмической и других отраслях промышленности. VIP впервые были применены в строительном секторе Германии и Швейцарии в 2001 году [7]. На сегодняшний день применение VIP в строительной индустрии длится около 15 лет. Подготовка материалов, производство панелей, определение характеристик и применение в зданиях VIP были исследованы в разных странах по всему миру. Например, в Германии было проведено множество тестовых проектов конструкций, реализующих VIP-услуги, как отремонтированных, так и новых построек.Некоторые из них были построены еще в 2001 году и с тех пор регулярно проверяются. Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) в сотрудничестве с различными производителями VIP реализуют множество интересных проектов, которые показывают, как продвигается внедрение VIP-персон в здания. ZAE Bayern провела исследовательский проект под названием VIP Prove, цель которого заключалась в том, чтобы увидеть, как VIP-персоны ведут себя в практических условиях. Чтобы выбрать эти проекты, ZAE Bayern имела определенные критерии, которым должны были соответствовать здания, давая им оценку до 85 баллов, причем чем выше была оценка, тем больше подходило сооружение для мониторинга [6, 8].Mandilaras et al. исследовали фактические гигротермические характеристики на месте полномасштабной оболочки, первоначально изолированной обычным ETICS с использованием пенополистирола (EPS) в качестве изоляционного материала [9]. Johansson et al. исследовали, как VIP можно использовать при модернизации зданий, внесенных в список, для улучшения теплопроводности и влажности стен, а также теплового комфорта для жителей [10]. В литературе приводятся примеры ряда различных конструкций, в которых VIP использовался в модифицированных ограждающих конструкциях.В течение 2002–2005 гг. Международные усилия в области исследования VIP были собраны в Приложении 39 IEA / ECBCS High-Performance Thermal Insulation (HiPTI). Проект включал мониторинг и оценку 20 зданий с VIP на полу, крышах, стенах, мансардных окнах и других конструкциях [11]. В Китае 30 июня 2014 г. правительство опубликовало «Стандарт строительной индустрии Китая» на «вакуумные изоляционные панели для зданий» (JG / T 438-2014) [12].
2. Структура VIP
2.1. Ядро
Материалы сердечника VIP должны обладать определенными характеристиками. Во-первых, материалы должны быть пористыми, а размеры пор должны быть небольшими, чтобы точки контакта могли быть небольшими; в результате снижается теплопроводность. На рис. 2 показаны цилиндрические стеклянные волокна, а на рис. 3 — сферический газофазный кремнезем. Во-вторых, материалы не должны разрушаться при высоких внешних нагрузках. Поскольку внутри активной зоны должно поддерживаться давление 1 мбар, предварительное напряжение VIP должно составлять приблизительно 100 кН / м 2 .
В настоящее время к основным типам сердечников VIP относятся пены, волокна, порошки и композиты волокно-порошок.
Пенополимеры — это тип пористой пены, которая отличается легкостью, теплоизоляцией, звукопоглощением, ударопрочностью и стойкостью к коррозии [14]. Пенополиуритан получил широкое распространение в качестве наполнителя VIP. Он имеет низкую теплопроводность (теплопроводность 20–30 мВт / м · К без вакуума), легкий, простой в изготовлении и недорогой [15].
Волокно — это неорганический материал с высокими эксплуатационными характеристиками, который проявляет множество свойств, например негорючесть, нетоксичность, коррозионную стойкость, низкую плотность, низкую теплопроводность, высокие изоляционные характеристики и превосходную химическую стабильность.Волокно производится двумя основными способами: центробежным прядением и струйным обжигом. Панели из волокон могут быть использованы в качестве теплоизоляционных материалов с теплопроводностью 32–40 мВт / м · К [16]. В качестве материала сердечника VIP основными параметрами волокон являются тип и диаметр. В сердечниках VIP в настоящее время используются минеральные волокна и стекловолокна, как показано на рис. 2. Однако стеклянные волокна имеют некоторые проблемы с безопасностью и здоровьем, если они имеют диаметр менее 3 микрометров и длину более 20 микрометров [17].
Все порошки, используемые в сердечниках VIP, представляют собой неорганические неметаллические материалы, включая вспученный перлит, легкую пемзу и кремнезем. Вспученный перлит — изоляционный материал с низкой теплопроводностью. При атмосферном давлении и температуре 77–293 К его средняя теплопроводность составляет 18,5–29 мВт / м · К [18]. В качестве основного материала VIP расширенный перлит обладает такими преимуществами, как низкая стоимость. Однако, как и порошок, его чрезвычайно трудно обрабатывать и формировать формы. Кроме того, сердечник хрупкий и легко ломается даже после формования.В качестве материала сердцевины VIP диоксид кремния включает коллоидальный диоксид кремния (также известный как пирогенный диоксид кремния), осажденный диоксид кремния и аэрогель диоксида кремния. Первые получают методом сжигания, тогда как последние два типа получают путем синтеза в фазе раствора. Все они имеют нанопористую структуру и, следовательно, могут снижать теплопроводность газов. На рис. 3 показан коллоидальный кремнезем [13]. В Европе VIP-устройства с сердцевиной из коллоидного диоксида кремния были профессиональными, и они были лучше адаптированы к потребностям строительства, поскольку были сделаны их заявления о старении и долговечности [4].
Чтобы снизить стоимость сердечников VIP, недорогой композитный материал сердечника был исследован в 2009 году Институтом исследований в строительстве Национального исследовательского совета (NRC-IRC) [19]. Этот материал сердцевины состоял из многослойных структур из панелей из пемзы и стекловолокна (рис. 4). Были изготовлены два изделия плотностью 340 кг / м 3 и 320 кг / м 3 для основных материалов.
Волоконно-порошковые композиты представляют собой материал сердцевины. Поскольку этот материал сердцевины содержит слои волокна, могут возникнуть определенные нежелательные ситуации, такие как восстановление сердцевины до ее первоначальной формы, чаще всего из-за утечки газа через мембрану.Если VIP, сделанный из этих материалов сердцевины, наносится на стены зданий, утечка через мембраны может привести к отслаиванию поверхности от стен. Следовательно, применение этих продуктов требует дальнейших исследований.
Таким образом, строгие требования к высокому вакууму, отрицательное воздействие на окружающую среду и воспламеняемость сердечников из пенопласта ограничивают их применение в теплоизоляции стен зданий. Хотя волокна обладают низкой теплопроводностью, для этого материала сердцевины VIP требуется высокий вакуум.Кроме того, когда вакуум исчезает, волокна вызывают нежелательные эффекты, такие как вздутие стенок. Хотя проводимость порошков выше, чем у других типов материалов сердцевины, порошкам уделяется больше внимания из-за их долгой ожидаемой долговечности. Преимущества и недостатки различных материалов сердечника показаны в таблице 1.
|
2.2. Мембрана
Основная функция мембран — предотвращать попадание воздуха из внешней среды в сердцевину и, таким образом, поддерживать высокий вакуум внутри. Когда газы попадают во внутреннее ядро, внутреннее давление увеличивается, что увеличивает теплопроводность внутреннего ядра. Когда теплопроводность достигает определенных значений, если используется переходный срок службы, материал достигает конца своего срока службы. Толщина мембраны VIP обычно составляет 100–200 мкм мкм.VIP-мембраны часто делятся на изолирующий слой, барьерный слой и защитный слой, как показано на рисунке 5 [20]. Эти слои описаны Alam et al. [21] и Brunner et al. [22]. Внутренний слой — это герметизирующий слой. Этот слой герметизирует основной материал оболочки и традиционно состоит из полиэтилена низкой или высокой плотности (PE). Поверхности ламината герметизируются двумя горячими стержнями под давлением для склеивания. Средний слой является барьерным слоем в случае ламината из алюминиевой фольги (AF) (рисунок 5) [20].Кроме того, широко используются многослойные ламинаты (MF) с металлизированной полимерной пленкой, где металлизированное покрытие обычно наносится на пленку из полиэтилентерефталата (PET) (рис. 5) [20]. Барьерный слой предназначен для предотвращения проникновения водяного пара и воздуха через оболочку в сердцевину VIP. Может быть добавлен внешний защитный слой, например, для улучшения свойств огнестойкости, и он может состоять из стекловолокна или прозрачного лака. Стрессы окружающей среды и манипуляции могут повредить панель, поэтому иногда дополнительный защитный слой направлен на повышение прочности панели, например, путем нанесения пенополистирола (EPS), экструдированного полистирола (XPS), слоев резиновых гранул или твердых полимерных пластин.Материал, выбранный для конверта, также должен выдерживать общие операции при транспортировке и установке, не разрываясь. Обычный слой ПЭТФ также работает как подложка для барьерного слоя из-за его превосходной плоскостности для процесса металлизации (покрытия) [20].
Мембрана является наиболее важным параметром в поддержании длительного срока службы VIP. Оценка материалов мембран VIP включает скорость проникновения газов, в том числе кислорода и паров воды.Структура материала мембраны сильно влияет на пропускание газов; разные конструкции приводят к разным скоростям передачи. Многослойные мембраны, покрытые фольгой, обладают низкой теплопроводностью, но скорость проникновения газов относительно высока; Напротив, скорость проникновения газов для слоев фольги относительно мала, но теплопроводность высока. Таким образом, применение мембран VIP требует оценки синергетических эффектов слоя фольги и слоя полимера.
Проникновение воздушной преграды должно быть небольшим; Таким образом, сердцевина VIP из пирогенного кремнезема может прослужить от 30 до 50 лет и даже до 100 лет в строительных оболочках высшего качества. Международное энергетическое агентство (МЭА) отметило в своем отчете за 2005 год, что скорость проникновения кислорода должна контролироваться в диапазоне 0–2 см 3 / (м 2 · сутки · бар) [7]. Клапан зависит от размера VIP и может использоваться только как эмпирическое значение. Если внутреннее ядро теряет вакуум, внутреннее давление уравняется с внешним атмосферным давлением, а теплопроводность увеличится до 0.020 Вт / (м · К) для сердечников VIP из пирогенного кремнезема.
2.3. Getter
Getter — это материал, который при определенных условиях проявляет специфическую активность по отношению к определенным газам. Чтобы создать вакуум для внутренней части VIP, внутреннее ядро залито мембранными материалами. В сердцевине из стекловолокна VIP, требующей высокого вакуума, требуются геттеры для сбора и удаления газов, поскольку размер пор сердцевины волокна больше, чем у сердцевины из коллоидного кремнезема. Газы, которые проникают в ядро VIP, в основном включают N 2 , O, H 2 , CO 2 и H 2 O.Водяной пар можно удалить с помощью недорогих CaSO 4 и CaO; такие газы, как O 2 , H 2 , CO 2 и N 2 , могут быть удалены активными металлами, такими как барий, цирконий и сплавами этих металлов. Примечательно, что эти драгоценные металлы могут образовывать комплекс или вступать в реакцию с водой, что снижает их способность абсорбировать газ. Таким образом, геттерный аппарат предназначен для удаления сначала водяного пара, а затем других газов.
3. Механизм теплоизоляции VIP
В обычных теплоизоляционных материалах вклад трех механизмов теплопередачи в теплопроводность различен.Как показано на рисунке 6, теплопередача твердого тела линейно увеличивается с увеличением насыпной плотности. Напротив, перенос излучения уменьшается с увеличением насыпной плотности; например, когда плотность составляет примерно 200 кг / м 3 , увеличение теплопроводности из-за переноса излучения составляет примерно 1–3 мВт / м · К. Наконец, теплопередача газа отвечает за большую часть общей теплопередачи со значениями от 20 до 30 мВт / м · К. Следовательно, если теплопередача газа уменьшается, теплопроводность материалов резко снижается.Эти отношения объясняют, почему в VIP используется специальная вакуумная обработка.
Полная теплопроводность внутреннего сердечника VIP может быть описана как где — теплопередача твердого тела (Вт / (м · К)), — радиационная теплопередача (Вт / (м · К)), — теплопередача газа (Вт / (м · К)), это конвекция газа внутри отверстий (Вт / (м · К)), и теплопередача от сопряженного эффекта (Вт / (м · К)).
3.1. Твердый теплообмен
Твердый теплообмен в материалах сердечника происходит на шейках за счет физического контакта между частицами.Величина этого переноса определяется структурой, плотностью и внешним давлением материалов. Следующее уравнение выражает связь между теплопроводностью твердых тел и плотностью материалов [23]: где — плотность (кг / м 3 ), а показатель — постоянная величина для пеноматериалов и материалов класса 1,5–2 нм.
Из (2) видно, что чем меньше плотность, тем меньше теплопроводность твердых тел.
Газофазный диоксид кремния будет использоваться в качестве примера материала сердечника VIP; предполагается, что порошок состоит из сферических частиц.Уменьшение можно объяснить двояко. Во-первых, для плотноупакованных сферических частиц ориентация контакта между двумя сферическими частицами отличается от нормального направления граничных сферических частиц, что приводит к извилистости теплопередачи и увеличению количества путей теплопередачи. Во-вторых, каждый контакт между сферическими частицами является точечным, что увеличивает тепловое сопротивление [14]. Brodt [24] и Kwon et al. [14] сообщили, что пористость материалов сердцевины также имеет большое влияние на теплопроводность твердых тел, как показано на рисунке 7.На рисунке показано, что поддержание высокой пористости (то есть низкой плотности) может дополнительно снизить теплопроводность твердых тел для материалов сердцевины.
3.2. Газовая теплопередача
Теплопередача газа называется суммой теплопроводности газа и конвекции. Его величина определяется средней длиной свободного пробега газа и отношением пробега к размеру пор материала. Каганер [25] предложил следующее уравнение для расчета теплопроводности газа: где обозначает теплопроводность воздуха при атмосферном давлении [Вт / (м · К)], это индекс, который объединяет коэффициент активности и коэффициент инертности газов, и обозначает коэффициент Кнудсена, где его значение представляет собой отношение длины свободного пробега газа к диаметру пор и может быть представлено как: где — постоянная Больцмана (× 10 −23 JK −1 ), термодинамическая температура (K), диаметр молекул (м), давление газа (Па).
Kwon et al. [14] предложили следующее уравнение для расчета газовой теплопроводности воздуха при 25 ° C (): где — давление газа (Па), а — размер пор пористого теплоизоляционного материала (м).
Из (5) можно рассчитать взаимосвязь между теплопроводностью газа с различной пористостью и давлением, как показано на рисунке 8. Из рисунка 8 видно, что для материалов, размер пор которых находится в нанометровом диапазоне, их теплопроводностью при атмосферном давлении можно пренебречь.Однако его нельзя игнорировать при большом давлении, таком как 10 5 Па. Кроме того, по мере увеличения размера пор требуется меньшее давление для поддержания небольшой теплопроводности газа.
3.3. Радиационная теплопередача
Следующее уравнение теплопередачи выражает радиационную теплопередачу в VIP [26]: где обозначает коэффициент экстинкции материалов (m -1 ), обозначает удельный коэффициент экстинкции (m 2 / кг), обозначает плотность материала (кг / м 3 ), а обозначает показатель преломления.
Из соотношения между тепловым потоком и градиентом температуры в (6) можно получить теплопроводность, обусловленную радиационной теплопередачей [26]:
Используя газофазный кремнезем, Бродт [24] суммировал связь между излучением теплопроводность и температура, как показано на рисунке 9. Из рисунка 9 видно, что при температуре ниже 150 K радиационная теплопроводность чрезвычайно мала, и ею можно пренебречь.
Добавление глушителей к материалу сердцевины может ослабить радиационную теплопередачу.Фрике отметил, что при комнатной температуре общая теплопроводность чистого кремния на 0,002–0,003 Вт / (м · К) выше, чем у кремния с добавлением глушителей [7].
3.4. Конвекция
При выходе газов тепло передается за счет конвекции. Конвекция — это передача тепла от одного места к другому за счет движения газов или жидкостей. Самая распространенная среда конвекции в зданиях — влажный воздух. Проникновение влажного воздуха в ограждающие конструкции часто сопровождается теплопередачей.Кроме того, теплообмен между самими материалами и окружающим воздухом обычно осуществляется за счет конвекции.
Следовательно, ослабление теплопроводности газа является наиболее эффективным способом снижения общей теплопроводности. В конструкции VIP за счет использования мембранных материалов газ может быть исключен из основного внутреннего вакуума. Такой подход исключает теплопроводность газа.
4. Возможности применения VIP в китайских зданиях
В настоящее время для строительства стен используются два типа теплоизоляционных материалов: неорганические и органические теплоизоляционные материалы.Неорганические изоляционные материалы включают Rockwool, стекловолокно, силикат кальция и пенобетон, а органические изоляционные материалы включают пенополистирол (EPS), экструдированный полистирол (XPS) и пенополиуретан (PU). Теплопроводность неорганических теплоизоляционных материалов обычно выше, чем у органических теплоизоляционных материалов, что приводит к ухудшению изоляционных характеристик. Однако огнестойкость органических изоляционных материалов оставляет желать лучшего. На Рисунке 10 и в Таблице 2 перечислены теплоизоляционные материалы, представленные на рынке, с указанием их преимуществ и недостатков.Таким образом, чем отличается VIP от этих материалов? Тепловые характеристики, долговечность, физические свойства, экономичность и влияние материалов на окружающую среду сравниваются в таблице 2.
|
Из таблицы 2 видно, что теплопроводность VIP намного ниже, чем у других традиционных изоляционных материалов.Согласно китайскому «Стандарту проектирования энергоэффективности жилых зданий в зоне жаркого лета и холодной зимы», когда коэффициент формы> 0,4, общая стоимость внешних стен меньше 0,8 Вт / (м 2 · K ) [27].
В качестве примера будет использован жилой дом Шаньси Датун с площадью застройки 100 м 2 и длиной и шириной 10 м. В EnergyPlus, если внутреннее электрическое оборудование и расположение, плотность людей и расписание совпадают, замена изоляционного материала стен с XPS на VIP той же толщины снизит годовое потребление электроэнергии на 20.3%, или внутреннюю чистую жилую площадь можно увеличить на 2% при сохранении того же годового потребления электроэнергии. Следовательно, существует огромный потенциал для использования VIP в высокопроизводительных зданиях.
5. Проблемы применения VIP в китайских зданиях
Внедрение, разработка и применение продуктов VIP проводились всего около двадцати лет, а исследования VIP в Китае начались всего несколько лет назад. Существует множество теоретических исследований производственных характеристик, теплопередачи и старения VIP.Однако изучение применения VIP в зданиях — редкость, и примеров применения VIP в зданиях по всему миру крайне мало. Несмотря на огромный потенциал использования VIP в китайских зданиях, существует множество проблем.
5.1. Отказ из-за прокола
Производственный процесс VIP сложен и включает вакуумную откачку и термосварку. Поэтому после формования изделия их нельзя разрезать. Однако в процессе нанесения на настоящие стены трудно изготовить VIP одного размера для особых положений, таких как углы и окружение окон.Поэтому на этапе проектирования требуются разные VIP-размеры. По сравнению с другими поддающимися резке материалами этот аспект представляет собой серьезное ограничение для VIP-приложений. Кроме того, во время транспортировки, хранения на строительной площадке, строительства и даже доставки в эксплуатацию внешние мембраны VIP могут быть легко проколоты и, таким образом, вызвать потерю вакуума, что значительно увеличивает теплопроводность VIP. Binz et al. [11] сообщили в 2005 году, что, учитывая, что поверхность VIP может быть легко проколота и потерять вакуум, теплопроводность проколотого VIP в 5 раз выше, чем у неповрежденного VIP.Однако большинство VIP-построек в настоящее время монтируется на строительных площадках. Хранение на стройплощадках хаотично и хаотично; следовательно, существует множество непредсказуемых факторов, которые могут легко повредить VIP, что приведет к потере его функции. На рисунке 11 показано хранение VIP на строительной площадке, а на рисунке 12 показано сравнение VIP до и после прокола.
(a) До потери вакуума
(b) После потери вакуума
(a) До потери вакуума
(b) После потери вакуума
5.2. Тепловой мост
Когда обсуждается производительность VIP, обычно учитывается только теплопроводность в центре панелей. Однако в реальных приложениях более целесообразно учитывать эффективную теплопроводность, принимая во внимание эффекты теплового моста, окружающего VIP. В реальных приложениях тепловой мост можно наблюдать с тремя слоями, то есть VIP-слоем, слоем компонентов здания и слоем фасада здания [28]. Тепловой мост VIP-слоя вызван огромной разницей в теплопроводности вакуумированного материала сердцевины и внешней мембраны, как показано на рисунке 13.
Линейная теплопроводность границы VIP зависит от толщины, окружности и площади поверхности панелей. Эффективная теплопроводность VIP может быть рассчитана с помощью следующего уравнения [29]:
.