Производство сэндвич панелей
Калькулятор
При возведении новых и реконструкции существующих промышленно-гражданских зданий необходимо выполнять требования пожарной безопасности. Одним из эффективных методов пассивной защиты от пожара является устройство негорючих перегородок и стен. Эти строительные конструкции препятствуют распространению очагов возгорания внутри помещений и на соседние объекты в течение определенного времени, установленного нормами безопасности. В этот временной коридор люди смогут покинуть здание, а строение не разрушится до прибытия пожарной службы.
При строительстве противопожарных стен и перегородок наиболее востребованы огнестойкие панели. Элементы состоят из трех слоев, поэтому их называют сэндвич-панелями (от английского sandwich, что переводится как «многослойный бутерброд»). Конструктивно они представляют собой два металлических холоднокатаных листа с вклеенным огнестойким материалом между ними.
В качестве наполнителя обычно используют минеральную вату, которая имеет группу негорючести НГ. Иногда для заполнения противопожарных панелей применяют пенополиуретан и пенополиизоцианурат. Эти полимеры имеют закрытую структуру, поэтому также являются огнестойкими, но с более низкими термостойкими характеристиками (класс пожаробезопасности у них соответствует группе Г1).
Оба вида негорючих преград схожи по применяемым панелям и назначению. Главное различие состоит в том, что противопожарные стены должны противостоять огневому воздействию по высоте всех этажей здания и защищать соседние строения. Перегородки разделяют внутреннее пространство объекта на отдельные помещения или отсеки, поэтому их назначение — препятствовать распространению пожара в пределах одного этажа.
При строительстве здания стеновые огнестойкие панели закрепляют на каркасе, который возводят из стальных профилей или железобетонных конструкций. Эти силовые элементы строения определяют устойчивость преграды, поэтому их также защищают от огня. Возведение противопожарных перегородок осуществляют на внутреннем каркасе, при этом обеспечивают их примыкание к негорючим стенам без щелей. Между собой огнестойкие панели скрепляют надежными встроенными замковыми соединениями.
Ключевое отличие типов противопожарных преград заключается в различной величине предела огнестойкости. В качестве признаков, характеризующих это состояние ограждающих конструкций, приняты следующие параметры:
На основании этих критериев определяют время в минутах, в течение которого конструкция выдержит воздействие огня. Нормативными документами установлены два типа противопожарных преград в зависимости от показателя огнестойкости отдельно для стен и перегородок (табл. 1).
Таблица 1. Пределы огнестойкости противопожарных стен и перегородок (технический регламент № 123-ФЗ)
| Наименование преграды | Тип | Предел огнестойкости |
| Противопожарные перегородки | 1 | EI 45 |
| 2 | EI 15 | |
| Противопожарные стены | 1 | REI 150 |
| 2 | REI 45 |
Например, противопожарная стена из сэндвич-панелей первого типа имеет предел огнестойкости REI 150, что означает способность выдерживать огневое воздействие в течение 150 минут с сохранением несущей способности каркаса, целостности и теплотехнических характеристик. У негорючих перегородок из-за меньшей толщины наполнителя продолжительность сопротивления огню намного короче — 15–45 минут.
Предел огнестойкости определяют огневыми испытаниями сэндвич-панелей на соответствие требованиям ГОСТ 30247 и технического регламента. По результатам исследований производитель негорючих преград получает сертификат противопожарной безопасности.
Огнестойкость конструкции преграды зависит от толщины теплоизолирующего слоя, характеристик наполнителя и облицовки. Толщина негорючих панелей различных производителей варьируется от 40 до 300 мм, монтажная ширина составляет 1–1,19 м, длина — до 14 м.
Для металлических обкладок берут холоднокатаную тонколистовую оцинкованную сталь толщиной 0,4–0,8 мм. Металлические листы защищены декоративным полимерным покрытием 20–50 мкм из полиэстера или пурала, которое придает изделиям коррозионную стойкость, устойчивость к УФ-излучению и механическим воздействиям. Помимо гладких листов, выпускаются профилированные с накаткой в виде трапеции, клина и микрорифов. Это придает облицовке привлекательный вид.
В качестве наполнителя используется минеральная вата плотностью не менее 105 кг/м3. Чтобы повысить жесткость конструкции сэндвича, утеплитель нарезается на ламели шириной, равной толщине панели, которые размещаются перпендикулярно плоскости стальных обкладок. Теплопроводность материала составляет 0,038 Вт/(м·К). Предел огнестойкости негорючих трехслойных панелей из минеральной ваты приведен в табл. 2.
Таблица 2. Предел огнестойкости трехслойной металлической панели из минваты в минутах
| Толщина панели, мм | Предел огнестойкости |
| 50 | 30 |
| 60–80 | 45 |
| 100 | 90 |
| 120 | 150 |
Как отмечено выше, для наполнения негорючих сэндвичей используют и полимерные материалы, которые выгодно выделяет более низкая, чем у минеральной ваты, теплопроводность. Это позволяет, кроме огнестойкости, повысить термическое сопротивление противопожарных стен и уменьшить утечки тепла из здания. Наиболее часто для этих целей применяют пенополиизоцианурат плотностью не менее 40 кг/м3. Теплопроводность его составляет 0,023 Вт/(м·К), что ниже на 65 % по сравнению с минеральной ватой. Характеристики термостойкости этой разновидности преграды приведены в табл. 3.
Таблица 3. Предел огнестойкости металлической панели с утеплителем из пенополиизоцианурата
| Толщина, мм | Предел огнестойкости |
| 40–60 | EI 15 |
| 80 | EI 30 |
| 100–145 | EI 60 |
| 150–200 | EI 90 |
Как видно из сравнения противопожарных свойств, панели из минеральной ваты при одинаковых размерах обладают более высокой стойкостью к воздействию огня. Плиты с этим наполнителем используют для устройства огнезащитных стен и перегородок первого и второго типов. Пенополиизоцианурат подойдет для противопожарных стен второго типа и не имеет ограничений по использованию в огнестойких перегородках.
Противопожарные перегородки ограничивают распространение пожара в горизонтальном направлении. Их устанавливают в следующих случаях:
Газонепроницаемыми перегородками первого типа оборудуют помещения, в которых проходят технологические процессы выделения газовых и паровоздушных смесей. Этими огнезащитными преградами их отделяют от других объемов здания, таких как места с массовым пребыванием людей, эвакуационные выходы и помещения с электрооборудованием.
Чтобы снизить ущерб от пожара и для его ограничения, перегородки первого типа используют на складах. Например, при организации хранилищ в строениях различного назначения, выделении складов для хранения нефтепродуктов в отдельные помещения в зависимости от хранимого объема.
Наиболее вероятными путями распространения пожара являются коммуникационные и лифтовые шахты. Это создает сложности для эвакуации людей и тушения возгорания. Поэтому в нормах безопасности присутствуют требования по оборудованию перегородками первого типа лифтовых и коммуникационных каналов и шахт.
Помимо производственных зданий, огнезащитные каркасно-панельные преграды устанавливают в местах большого скопления людей: в общественных, административных, офисных помещениях, медицинских учреждениях, спортивных сооружениях, предприятиях торговли и питания, учебных и дошкольных заведениях, музеях, библиотеках, транспортных предприятиях и лабораториях.
Противопожарные стены применяются в случаях, когда расстояния между строениями не соответствуют требованиям пожарной безопасности, или при строительстве здания на границе участка.
Благодаря сочетанию высокой огнестойкости, низкой теплопроводности и механической прочности сэндвич-панели наилучшим образом подходят для строительства.
Основные стадии возведения здания:
Для монтажа стен предварительно изготавливают каркас из металлических профилей или железобетонных конструкций. Если используется сталь, то в связи с малым весом панелей часто применяют основание облегченного типа, например на винтовых сваях, что ускоряет строительство и делает возможным возведение строения с нуля в любое время года. В последнее время такой подход используют, когда возникает потребность в быстром возведении больниц, спортивных сооружений, ангаров, школ, складов и мобильных объектов.
Правильный подход заключается в разработке детального проекта. Так как панели изготавливают в заводских условиях, их конструкция не предполагает подрезку по ширине на строительной площадке. Каркас должен быть спроектирован с необходимой прочностью и защитой от воздействия огня при пожаре. Важным этапом строительства является бережная доставка до объекта и правильное хранение противопожарных плит.
В зависимости от того, где будет установлена огнезащитная преграда, есть несколько особенностей в возведении конструкции.
Этапы создания внутренних противопожарных конструкций:
Места примыканий перегородок к потолкам, полу и стенам защищают термостойкими герметичными материалами с таким же пределом огнестойкости, как у перегородки.
До монтажа панелей металлический каркас здания грунтуют и наносят антикоррозионное покрытие. К прочности и точности изготовления этой силовой конструкции предъявляются высокие требования (допустимые отклонения по длине каркаса — не более 1 см).
Для качественного монтажа необходимо подготовить идеальные поверхности по всем плоскостям строения. Допуск не должен превышать 3 мм на каждые 6 м длины конструкции. С помощью нивелира определяются базовые линии, чтобы нижняя первая панель была установлена в ноль.
Монтаж огнезащитных стен в вертикальном положении начинается с угла здания. При установке строго контролируется вертикальность с помощью уровня. Подъем сэндвич-панелей производят с помощью винтовых или зажимных струбцин либо вакуумного захвата. Процесс перемещения контролируется страховочным тросом, прикрепляемым к торцу плиты.
Крепеж плит к металлическому каркасу производят с помощью саморезов, к железобетону — дюбель-гвоздями. Между каркасом и сэндвичем размещают уплотнительную ленту. При монтаже негорючих стен необходимо выполнить качественное уплотнение стыков между огнестойкими панелями. Для этого применяется противопожарная термостойкая пена, которую затем закрывают стальными фасонными элементами.
Для вырезания проемов используют ленточную или дисковую пилу для резки стали или электрический лобзик. Угловые шлифмашинки для этих целей применять нецелесообразно, так как из-за высоких оборотов металл в месте реза теряет устойчивость к коррозионному разрушению. Другое ограничение состоит в запрете монтажа панелей в дождливую погоду, чтобы исключить намокание минеральной ваты.
После завершения сборки удаляют защитную пленку с сэндвич-панелей с применением специальных средств, иначе под воздействием солнечной радиации она может вступить в реакцию с облицовкой, что ухудшит внешний вид здания.
Популярность огнестойких сэндвич-панелей обусловлена:
Дополнительными плюсами огнезащитных сэндвич-панелей являются отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства.