Основа дома — панели SIP. Что это такое, и чего от них ждать?
Ключевая особенность технологии строительства из SIP-панелей, отличающей такие здания от построенных по традиционной каркасной технологии, заключается в том, что каркас дома не возводится отдельно. Единственные «самостоятельные» элементы здесь — верхний и нижний обвязочный брус, скрепляющий, соответственно, фундамент и верхний венец здания. Силовой же брус, то есть горизонтальные и вертикальные ребра каркаса, собирается параллельно стенам и перекрытиям, буквально «вживляясь» в них. Жесткость конструкции достигается не только благодаря прочности каркаса, но и исключительным свойствам СИП-панелей, также являющихся несущим элементом.
Свойства стен дома из SIP-панелей мы уже рассмотрели в предыдущем материале, однако качества и конструкция самих панелей тоже заслуживают отдельного упоминания.
Сама концепция конструкционной теплоизолированной панели не нова. О том, что фанера или шпон твердых пород дерева может взять на себя часть структурных нагрузок, действующих на стену дома, задумались еще в 1935 в США инженеры Лаборатории лесной промышленности (FPL) в Мэдисон, штат Висконсин. Их прототип конструкционной теплоизолированной панели (Structural Insulated Panel, или просто «СИП») был создан с использованием существовавшей на тот момент фанеры и теплоизоляционного материала.
К чести инженеров, дело продвинулось гораздо дальше разработки концепции и создания прототипов: самые первые SIP-панели были использованы для строительства экспериментальных домов, которые постоянно контролировались на протяжении тридцати лет, а затем были разобраны и исследованы. И параллельно в лаборатории FPL продолжали экспериментировать с новыми конструкционными материалами.
Архитектор Фрэнк Ллойд Райт стал знаменит, использовав конструкционную теплоизолированную панель в некоторых своих домах, построенных еще в 1930 и 1940 годах. Сама же технология СИП (SIP) делает качественный скачок, когда один из студентов Райта, Элдэн Доу (Alden B. Dow), сын основателя крупнейшей в мире химической корпорации Доу Кемикл (Dow Chemical Company) в порядке эксперимента запрессовал между двумя листами толстой фанеры принципиально иной утеплитель – изолирующую пену, напоминающую современный пенополистирол . Это случилось в 1952 году, и уже восемь лет спустя СИП-панели стали легкодоступным строительным материалом в результате начала их массового производства.
В 1990 году была основана Ассоциация производителей СИП для оказания поддержки и ознакомления промышленных и строительных отраслей с новой технологией строительства. И с этого же года в технологии СИП (SIP) начинается эра современного компьютерного автоматизированного производства. Использование компьютеризированных архитектурных чертежей (CAD-чертежи) позволило начать создавать программы, способные полностью автоматизировать процессы кроя и производить из SIP панелей отдельные элементы здания в условиях производства. Примерно в это время панели приобретают тот вид, который мы знаем сегодня.
Так что же собой представляют SIP-панели? Конструктивно они являются, если можно так выразиться, композитным материалом, и состоят из трех слоев. Внешние поверхности панелей — это стандартизированные OSB-плиты толщиной 12 миллиметров, внутренний слой — пенополистирол марки ПСБ-С-25-Ф, толщина которого может составлять 150 или 200 мм. В конструкции здания такая панель является несущей, что и вызывает больше всего вопросов у заказчиков. Мол, две деревяшки толщиной в сантиметр — какая тут прочность?
Тем не менее, благодаря своей конструкции, СИП-панель выдерживает все нагрузки (подробнее про расчетные нагрузки сип панелей читайте здесь), требуемые СНиП по гражданскому строительству домов.
Чем обусловлены характеристики SIP-панелей? Рассмотрим их составляющие подробнее.
OSB (ОСП) (ориентированно стружечные плиты) принадлежат к последним изобретениям в области деревообрабатывающей промышленности. Разработанная в США в 1978 году, на сегодняшний день ОСП включена во все основные своды строительных правил США и имеет допуск Использования Конструкционных Плит на древесной основе DOC PS2-92. В Канаде ОСП сертифицирована в соответствии с CSA 0325 и CSA 0437, включена в Национальный Строительный Кодекс.
В Европе производство OSB регулируется в соответствии с Европейским Стандартом EN 300-OSB. В 2001 году OSB прошла полную сертификацию национального комитета «British Board Agrement», который подобно другим странам разрешил ее применение в промышленном и жилищном строительстве: малоэтажном домостроении, кровле, полах, несущих конструкциях и проч. В Германии, Австрии и Швейцарии применение OSB регламентировано Списком строительных правил и огнезащиты DIN, Onorm, SIA соответственно. В Японии — согласно требованиям стандарта JAS к строительным плитам. В России этот материал сертифицируется по ГОСТ 10632-89.
Технологически OSB (ОСП) — это спрессованная древесностружечная плита с ориентированной плоской щепой. Технология ее производства схематически представлена на рисунке:
В отличие от некоторых других типов древесных плит, OSB производится не из отходов деревообрабатывающей промышленности, а из высококачественной древесины, заводским способом расщепляемой на отдельные волокна. Получившиеся в результате прямоугольные узкие щепки толщиной 0,5 — 0,7 мм и длиной до 140 мм укладываются в несколько слоев, причем попеременно: в первом и последующих «нечетных» слоях щепа располагается вдоль главной оси плиты, а в «четных» — перпендикулярно главной оси.
Процесс прессовки проходит в условиях высокого давления и высокой температуры, с использованием фенолформальдегидной водостойкой смолы. В результате за счет конструкции из нескольких разнонаправленных слоев плита приобретает прочность, превышающую таковую даже у древесного массива. А пропитка щепы клеем и гидрофобной эмульсией позволяет избежать пустот и пузырьков воздуха, что не только повышает прочность плиты, но и придает ей устойчивость ко влажности и перепадам температур, что особенно важно в российских погодных условиях.
Таким образом, ориентированно стружечная плита (OSB) объединяет в себе отличные механические свойства с уникальными эксплуатационными характеристиками. Микроструктура спрессованной крупноразмерной стружки предохраняет края плиты от сколов при соединении и придает необходимую для распила жесткость. Распил может осуществляться обычным инструментом, предназначенным для обработки натуральной древесины. При сверлении OSB плиты также подходят сверла, предназначенные для дерева твердых пород.
Благодаря свойствам OSB, стеновые панели не подвержены впитыванию влаги и гниению. Разбухание при нахождении в воде в течение 24 часов составляет 12-17%, при этом материал не разрушается и сохраняет прочность. Это позволяет применять OSB плиты для возведения опалубки.
Кроме того, несмотря на применение синтетических связующих для производства плит, ОСП экологически и гигиенически безвредный материал, соответствующий наивысшему европейскому классу безопасности — Е1. Материалы, сертифицированные по этому классу, выделяют менее 0,1 ppm (частей на миллион) формальдегида, что значительно ниже допустимого министерством жилищного строительства и городского развития США (органа, который и сертифицировал OSB-плиты для жилищного строительства!) уровня.
Соответствие строительных материалов европейскому классу Е1 делает все опасения о возможном вреде для здоровья беспочвенными. Материалы этого класса предназначены не только для конструкций дома, но и для отделки жилых помещений, изготовления детской мебели и других «ответственных» задач.
Пенополистирол, выступающий в качестве теплоизолирующего слоя SIP-панелей, является нейтральным материалом, не выделяющим никаких вредных для человека и его окружения веществ и не имеет ограниченного срока годности. Он экологичен в процессе работы с ним, а также весь период дальнейшей эксплуатации. Пенополистирол долговечен, не дает трещин, не является питательной средой для микроорганизмов, грызунов и другой живности, не загнивает, не плесневеет и не разлагается.
Пенопласты из пенополистирола не являются питательной средой для плесневых грибов и бактерий. Они не разлагаются, не растворяются в воде и не выделяют никаких водорастворимых веществ, которые могли бы вызвать загрязнение грунтовых вод. Биологическая безвредность применения плит из жестких пенопластов пенополистирола подтверждается еще и тем фактом, что во многих странах пенопласты из пенополистирола допущены для изготовления упаковки пищевых продуктов, а полистирол используется для упаковки йогуртов и прочих молочных продуктов, для внутренней обiивки холодильников и в ряде других областей, где возникает прямой контакт с пищей.
