Сэндвич-панели — это многослойный строительный материал, который состоит из двух жестких облицовочных слоев (металла) и внутреннего слоя утеплителя (минеральной ваты, пенополиуретана, пенополистирола). Они широко используются в строительстве благодаря своей легкости, теплоизоляционным свойствам и быстроте монтажа.
Нагрузка на сэндвич-панели
При проектировании конструкций с использованием сэндвич-панелей важно учитывать нагрузки, которым они будут подвергаться. Основные типы нагрузок включают:
1. Статические нагрузки — постоянные воздействия, такие как вес самой конструкции, оборудования, снеговые и ветровые нагрузки.
— Собственный вес: масса панелей должна учитываться при расчете несущих способностей каркаса здания.
— Снеговые нагрузки: особенно важны в регионах с суровыми зимами. Сэндвич-панели должны выдерживать давление снега, накапливающегося на крыше.
— Ветровые нагрузки: панели должны противостоять воздействию ветра, чтобы избежать деформации или разрушения конструкции.
2. Динамические нагрузки — временные или переменные воздействия, такие как землетрясения, вибрации от транспорта или оборудования.
— Землетрясения: в сейсмоопасных зонах конструкции должны быть рассчитаны на возможные колебания грунта.
— Вибрации: особенно актуально для промышленных зданий, где установлено тяжелое оборудование.
3. Эксплуатационные нагрузки — воздействие людей, техники и оборудования в процессе эксплуатации здания.
— Нагрузки от перемещения людей и техники: полы и перекрытия из сэндвич-панелей должны выдерживать нагрузку от движения персонала и транспортных средств.
— Нагрузки от оборудования: если внутри здания планируется установка тяжелого оборудования, необходимо учесть его вес при выборе толщины и типа панелей.
Как рассчитать допустимую нагрузку?
Для правильного расчета нагрузки на сэндвич-панели необходимо учитывать следующие факторы:
— Толщина панелей: чем толще панель, тем больше она способна выдержать нагрузку.
— Материал утеплителя: разные утеплители имеют различные прочностные характеристики.
— Тип облицовки: металлические облицовочные слои обычно обладают большей прочностью, чем пластиковые или деревянные.
— Размер и форма панелей: длинные и узкие панели могут деформироваться под нагрузкой сильнее, чем короткие и широкие.
— Снежной и ветровой нагрузки в зависимости от климатического пояса.
— Способ крепления: правильно выбранный способ крепления панелей к каркасу также влияет на их способность выдерживать нагрузки.
Расчет допустимых нагрузок проводится с помощью специальных формул и таблиц, предоставляемых производителями сэндвич-панелей. Эти данные позволяют определить максимальные значения нагрузок, которые могут быть приложены к панелям без риска их повреждения.
Физико-механические и эксплуатационные характеристики панелей должны соответствовать нормам, указанным в таблице
|
Толщина панелей, мм |
Масса 1 м² панели, кг, не более |
Приведенное сопротивление теплопередаче панелей (по
полю), (м² С)/Вт, не менее, при толщине: |
Разрушающая нагрузка при поперечном изгибе образ-цов, вырезан-ных из панелей, Н(кгс), не менее | Прочность сцепления металличе-ских листов с утеплителем, КПа ,
не менее, при сдвиге |
Прочность сцепления металличес-ких листов с утеплителем, МПа , не менее, при равномерном
отрыве |
| 50 | 11,5 | 1,02 | 1000 (100) |
50 |
0,06 |
| 100 | 14,2 | 2,04 | 2500 (250) | ||
| 150 | 16,9 | 3,29 | 3300 (330) | ||
| 200 | 19,6 | 4,08 | 3900 (390) | ||
| 250 | 22,3 | 5,10 | 4200 (420) | ||
| 300 | 25,0 | 6,12 | 4500 (450) |
Примечание: В таблице приведены значения показателей для панелей с листами — облицовками толщиной 0,5 мм. Показатели для панелей промежуточных значений могут быть прияты без дополнительных испытаний по значениям нижнего типоразмерного ряда данной таблицы.
Приведенное сопротивление теплопередаче панелей, используемых в качестве наружных ограждающих конструкций, должно соответствовать требованиям СНиП II-3-79 для конкретных районов строительства.
Содержание вредных веществ, выделяющихся из панелей в условиях эксплуатации при температуре 40°С, насыщенности 1м2/м3 с кратностью воздухообмена 0,5 об./час не должна превышать среднесуточных предельно-допустимых концентраций (ПДК) для атмосферного воздуха в соответствии с ГН 2.1.6.696-98 или ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) в соответствии ГН 2.1.6.695-98, утверждённых органами здравоохранения.
Габариты и удельный вес стеновых сэндвич панелей с минераловатным утеплителем
| Стандартная толщина панелей | Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
| мм | 0,50 | 0,60 | 0,70 |
| 50 | 14,61 | 16,26 | 17,93 |
| 80 | 17,91 | 19,56 | 21,23 |
| 100 | 20,11 | 21,76 | 23,43 |
| 120 | 22,30 | 23,96 | 25,62 |
| 150 | 25,61 | 27,26 | 28,93 |
| 180 | 27,81 | 29,46 | 31,13 |
| 200 | 31,11 | 32,76 | 34,43 |
Габариты и удельный вес стеновых сэндвич панелей с пенополистиролом
| Стандартная толщина панелей | Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
| мм | 0,50 | 0,60 | 0,70 |
| 50 | 10,36 | 12,01 | 13,68 |
| 80 | 11,11 | 12,76 | 14,43 |
| 100 | 11,61 | 13,26 | 14,93 |
| 120 | 12,11 | 13,76 | 15,43 |
| 150 | 12,86 | 14,51 | 16,18 |
| 180 | 13,30 | 15,01 | 16,68 |
| 200 | 14,11 | 15,76 | 17,43 |
Габариты и удельный вес кровельных сэндвич панелей с минераловатным утеплителем
| Стандартная толщина панелей |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
| мм | 0,60 | 0,70 |
| 50 | 18,34 | 20,18 |
| 80 | 22,24 | 24,08 |
| 100 | 24,84 | 26,68 |
| 120 | 27,44 | 29,28 |
| 150 | 31,44 | 33,18 |
| 170 | 33,94 | 35,78 |
| 200 | 37,84 | 39,68 |
Габариты и удельный вес кровельных сэндвич панелей с пенополистиролом
| Стандартная толщина панелей |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
Удельный вес сэндвич панели, кг/м² в зависимости от толщины профиля, мм |
| мм | 0,60 | 0,70 |
| 50 | 13,09 | 14,93 |
| 80 | 13,84 | 15,68 |
| 100 | 14,34 | 16,18 |
| 120 | 14,84 | 16,68 |
| 150 | 15,59 | 17,43 |
| 170 | 16,09 | 17,93 |
| 200 | 16,84 | 18,68 |
Расчетная несущая способность кровельных сэндвич панелей с минеральной ватой
| Толщина панели, мм | Несущая способность при равномерно распределенных нагрузках, кг/м2 | |||||
| Длина пролета, м | ||||||
| 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | |
| 50 | 245 | 155 | 110 | 70 | 35 | — |
| 80 | 465 | 300 | 215 | 165 | 110 | 45 |
| 100 | 610 | 395 | 285 | 220 | 160 | 75 |
| 120 | 760 | 490 | 360 | 280 | 215 | 110 |
| 150 | 980 | 635 | 465 | 365 | 295 | 160 |
| 180 | 1195 | 780 | 570 | 445 | 365 | 210 |
| 200 | 1345 | 875 | 645 | 505 | 410 | 240 |
Несущая способность кровельных сэндвич панелей с минеральной ватой при равномерно распределённой нагрузке. Схема нагружения — однопролётная балка.
Расчетная несущая способность кровельных сэндвич панелей с пенополистиролом
| Толщина панели, мм | Несущая способность при равномерно распределнных нагрузках, кг/м2 | |||||
| Длина пролета, м | ||||||
| 1,0 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | |
| 50 | 184 | 134 | 84 | 48 | 25 | — |
| 80 | 249 | 161 | 121 | 93 | 71 | 52 |
| 100 | 345 | 237 | 172 | 131 | 107 | 83 |
| 120 | 429 | 298 | 225 | 174 | 139 | 112 |
| 150 | 540 | 405 | 306 | 243 | 193 | 161 |
| 180 | 620 | 447 | 339 | 270 | 219 | 183 |
| 200 | 738 | 522 | 399 | 319 | 265 | 220 |
Несущая способность кровельных сэндвич панелей с пенополистиролом при равномерно распределённой нагрузке. Схема нагружения — однопролётная балка.
ВЫБОР ДЛИНЫ ПРОЛЕТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Группы цветов металлических облицовок стеновых и кровельных сэндвич-панелей
| Группа | Отражательная способность Rg,% | Максимальная температура внешней обшивки,0С | Некоторые цвета группы (RAL) |
| 1 очень светлые цвета | 75-90 | +55 | 1014, 1015, 1018, 7035, 9003, 9010 |
| 2 светлые цвета | 40-74 | +65 | 1002, 2001, 2004, 5012, 5021, 6011, 7004 |
| 3 темные цвета | 8-39 | +80 | 3003, 5005, 6002, 6005, 8004, 8017 |
Максимальные длины пролетов стеновых сэндвич-панелей
|
Толщина панели, мм |
Группа цвета наружной облицовки |
||
| 1 | 2 | 3 | |
| 50 | 2,60 | 2,05 | 1,75 |
| 80 | 3,35 | 2,50 | 2,15 |
| 100 | 3,75 | 2,80 | 2,30 |
| 120 | 4,10 | 3,15 | 2,65 |
| 150 | 4,50 | 3,50 | 2,95 |
| 180 | 4,90 | 3,80 | 3,20 |
| 200 | 5,20 | 4,05 | 3,35 |
Максимальные длины пролетов кровельных сэндвич-панелей
|
Толщина панели, мм |
Группа цвета наружной облицовки |
||
| 1 | 2 | 3 | |
| 50 | 2,80 | 2,20 | 1,90 |
| 80 | 3,65 | 2,85 | 2,40 |
| 100 | 4,10 | 3,10 | 2,80 |
| 120 | 4,40 | 3,40 | 2,90 |
| 150 | 4,95 | 3,75 | 3,15 |
| 180 | 5,50 | 4,20 | 3,50 |
| 200 | 5,70 | 4,40 | 3,75 |
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ
Теплоизоляционные характеристики стеновых и кровельных сэндвич-панелей
| Толщина панели, мм | Стеновые панели | Кровельные панели | ||
| Минеральная вата | Пенополистирол | Минеральная вата | Пенополистирол | |
| 50 | 1,02 | 1,02 | 1,00 | 1,02 |
| 80 | 1,63 | 1,63 | 1,60 | 1,63 |
| 100 | 2,04 | 2,04 | 2,00 | 2,04 |
| 120 | 2,45 | 2,45 | 2,40 | 2,45 |
| 150 | 3,06 | 3,06 | 3,00 | 3,06 |
| 180 | 3,47 | 3,47 | 3,40 | 3,47 |
| 200 | 4,08 | 4,08 | 4,00 | 4,08 |
ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ
Звукоизоляционные характеристики стеновых и кровельных сэндвич-панелей с минераловатным утеплителем
| Стандартная толщина панелей, мм | Rw (стеновые панели
с мин. ватой), дБ |
Raтран (стеновые панели
с мин. ватой), дБ |
Raтран (кровельные
панели с мин. ватой), дБ |
| 50 | 32 | 29 | — |
| 80 | 32 | 29 | — |
| 100 | 35 | 30 | 31 |
| 120 | 35 | 30 | 31 |
| 150 | 35 | 30 | 32 |
| 180 | 35 | 30 | — |
| 200 | 35 | 30 | — |
ОГНЕСТОЙКОСТЬ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ
Степени огнестойкости зданий и пожарных отсеков (СНиП 21-01-97)
| Степень огнестойкости здания | Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее | ||||||
| Несущие элементы здания | Наружные ненесущие стены | Перекрытия междуэтажные | Элементы бесчердачных покрытий | Лестничные клетки | |||
| Настилы (в т.ч. с утеплителем) | Фермы, балки, прогоны | Внутренние стены | Марши и площадки лестниц | ||||
| I | R120 | E30 | REI60 | REI30 | REI30 | REI120 | REI60 |
| II | R90 | E15 | REI45 | REI15 | REI15 | REI90 | REI60 |
| III | R45 | E15 | REI45 | REI15 | REI15 | REI60 | REI45 |
| IV | R15 | E15 | REI45 | REI15 | REI15 | REI45 | REI15 |
| V |
Не нормируется |
||||||
Подразделение зданий и пожарных отсеков на классы по конструктивной пожарной опасности (СНиП 21-01-97)
| Класс конструктивной
пожарной опасности |
Класс пожарной опасности строительных конструкций, не ниже | ||||
| Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы) | Стены наружные с внешней стороны | Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия | Стены лестничных клеток и противопожарные преграды | Марши и площадки лестниц в лестничных клетках | |
| С0 | К0 | К0 | К0 | К0 | К0 |
| С1 | К1 | К2 | К1 | К0 | К0 |
| С2 | К3 | К3 | К2 | К1 | К1 |
| С3 |
Не нормируется |
К1 | К3 | ||
По пожарной опасности строительные конструкции делятся на 4 класса:
- К0 – непожароопасные;
- К1 – малопожаропасные;
- К2 – умеренно пожароопасные;
- КЗ – пожароопасные.
Обозначения предельных состояний огнестойкости:
- E – потеря целостности в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на нагреваемую поверхность проникают продукты горения или открытые языки пламени.
- I – потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкций до предельных значений.
- R – потеря несущей способности вследствие обрушения конструкций или возникновения предельных деформаций.
- Цифровое значение соответствует времени достижения предельного состояния в минутах.
Заключение
Сэндвич-панели являются надежным строительным материалом, способным выдерживать значительные статические и динамические нагрузки. Однако для обеспечения безопасности и долговечности конструкции необходимо проводить тщательные расчеты и выбирать панели, соответствующие условиям эксплуатации.
