RU / KZ

Возможности технологии

Ответы на вопросы об особенностях домостроительной технологии сэндвич панельного железобетонного строительства SCIP (ISCP, SICSP)

20 Июня 2021

Время чтения: 5-7 минут

Поделиться

В этом разделе ответы на ваши вопросы о характеристиках этой строительной технологии, об особенностях и возможностях ж/б сэндвич-панели SCIP (ISCP, SICSP).

Определение технологии

  • Дайте общую характеристику технологии строительства SCIP, кратко, саму суть…

SCIP (Structural Concrete Insulated Panels) — монолитная, бесшовная, высоко ресурсосберегающая и максимально эффективно использующая энергию отопления и кондиционирования (теплонакопительный тип зданий) — технология панельного жилого/ индустриального строительства и реконструкции зданий и сооружений. Относительно традиционных в России и СНГ строительных материалов, это новая, революционная технология строительства.

Строительная система SCIP — это сборные конструкции которые позволяют строить многоэтажные и сложные конструкции без дополнительных опорных элементов (prefabricated building), без применения тяжелой строительной техники; так и путём предварительного бетонирования их в цеховых условиях (precast concrete). Технология очень гибкая, может использоваться в качестве основного конструкционного элемента, так и в комбинации с другими строительными технологиями.

В научных кругах используют разные определения этой технологии, из которых наиболее точными будут SCIP (Structural Concrete Insulated Panels), ISCP (Insulated Sandwich Concrete Panel), что в переводе с англ. Конструкционные бетонные панели с утеплителем. Есть ещё одно неплохое определение — SICSP (Sprayed In-situ Concrete Sandwich Panels) — Монолитные сэндвич-панели из напыляемого бетона.

Другие её названия тоже будут верными, но они раскрывают лишь какую-то одну отличительную сторону технологии. Например, её можно встретить под такими обозначениями, как: EPS Core Panel System (Система панелей с сердечником из пенополистирола); EPS Sandwich Panel System (Сэндвич-панель с утеплителем из пенополистирола); Wyred EPS Panels (Проволочные пенополистирольные панели); Wire Mesh Panel (Панель из проволочной сетки), 3D Concrete Panels и др.

Часто её маркируют определением общей категории строительного материала, игнорируюя её уникальные особенности, отличие от собратьев по классу: Cementitious Sandwich Panels, CSP (Бетонные сэндвич-панели); Quake Resistant Building Panels, QRBP (Сейсмоустойчивые строительные панели); Structural Insulated Panels, SIP (Структурные панели с утеплителем), те самые СИПы, которые мы привыкли видеть только с OSB покрытием утеплителя; Wall Three-layer Reinforced Concrete Panels, WTRCP (Стеновые трехслойные железобетонные панели).

Также нередко её можно встретить по популярным производителям этой панели: Панель EVG (Австрия); M2, Emmedue (Италия); Tridipanel (США), Zenon Panel (Турция), W-panel (США), Covintec (Испания), технология Русская стена (Россия), Монета Монолит (Италия-Россия), панель СОТА (Украина) и др.

Возведённые здания имеют высокую прочность, устойчивость к любым стихийным бедствиям (огонь, затопление, землетрясение, ураганы и др.), высокие эксплуатационные характеристики, включая показатели микроклимата, экономное использование энергии. Например, при использовании утеплителя EPS или MW толщиной от 270 мм, рекомендованы для прогрессивного энергоэффективного зеленого строительства класса пассив-хаус.

В основе технологии — трехслойные железобетонные стеновые сэндвич панели, которые используются в виде несъемной опалубки. Они представляют собой лист пенополистирола (EPS) или другого утеплителя (MW, ICB и др.) прошитого электросварной стальной проволочной сеткой (GI Wire) диаметром от 2,5 до 3 мм, установленной на каждой стороне утеплителя. Для обеспечения превосходной прочности конструкции панели, металлические сетки под углом со смещением, пронизывая сердечник утеплителя сварным соединением соединяются между собой соединителями (например, в панели СОТА это W-образная трасса) из стальной проволоки диаметром 3–4 мм, которые могут иметь различную конфигурацию (ряд решений запатентованы), в результате сетка обеспечивает необходимую прочность в плоскости и вне плоскости.

После инсталяции панели на стройплощадке, на неё с обеих сторон наносится раствор или торкретбетон (B20), в итоге получается конструкция с большой несущей способностью. Бетон должен наноситься обычно методом «мокрого торкретбетона», реже «сухого торкретбетона» в соответствии с ACI 506 R-85 «Руководство по торкрет-бетону» Американского института бетона. Процесс строительства заканчивается затиркой. Панели используются для возведения самонесущих наружных или внутренних несущих стен, плит перекрытий, кровли, межкомнатных перегородок и других конструктивных элементов. Если мы ставим утеплитель толщиной от 250 мм, то мы получаем категорию здания с низким энергопотреблением (low-energy, passive house). О всех преимуществах такого домостроения см. далее.

Характеристики сэндвич-панели

  • Каковы общие характеристики сэндвич панели SCIP (ISCP, SICSP), кратко?

Размеры панели: зависят от конфигурации производственного оборудования. Например, SCIP СОТА имеет стандартные размеры 3 метра х 1.2 метра, есть возможность выпуска размеров под заказ. Что касается толщины, то она сумма толщины первого и второго слоя торкретбетона, и толщины утеплителя. С рекомендуемой толщиной утеплителя EPS или MW 250 мм, и 50 мм торкретбетона на край, панель имеет толщину утеплителя 350 мм (35 см).

Сейсмостойкость: 9 баллов по шкале Рихтера. Возможны варианты усиления конструкции, подробнее см. ниже.

Ударопрочность:

Взрывостойкость:

Теплопроводность: энергопассивный дом теплонакопительного типа — до U = 0,145 W/m2K (350 мм EPS, 50 мм торкретбетона на край), подробнее см. ниже.

Паропроницаемость:

Звукопроницаемость: 250 мм EPS, 50 мм торкретбетона на край — коэффициент передачи звука в STC (США) >55-60; 63 мм EPS и 50 мм торкретбетона — STC 50. Подробнее см. ниже

Огнестойкость: Россия — К0 (непожароопасные конструкции); Украина — группа воспламеняемости Г1; Европа — 30 мм торкретбетон на край, огнестойкость ReI 150 (150 минут); США — по ASTM-E84 (США), изолятор из пенополистирола типа I, продемонстрировал индекс распространения пламени 25 или меньше; показатель дымовыделения 450 или меньше — 1,5 часа с торкретбетоном 38 мм на сторону, 2 часа с 51 мм, и 4 часа с 63 мм, подробнее см. ниже.

Масса 1 м2 стены: торкретбетон 35 мм — 147 кг м2; 50 мм — 210-220 кг м2

Водопоглощение: 0%

Эксплуатационная влажность:

Морозостойкость: не менее 300 Мрз

Предел прочности при сжатии, ГОСТ 1018040: система является опалубкой, основой для нанесения бетонов м300 (28-32 Мпа)

Прочность на растяжение: система является опалубкой, основой для нанесения бетонов м300 (28-32 Мпа)

Сейсмоустойчивость

  • Каковы характеристики SCIP по сейсмоустойчивости?

Конструкции SCIP обладают более высокой устойчивостью к любым стихийным бедствиям, чем любой другой строительный материал, что многократно проверено на практике в реальности и в ходе лабораторных испытаний.

Бетон и сталь остаются лучшими материалами по прочности и устойчивости. Эти материалы усилены за счёт превосходного конструкционного решения — трехмерная стальная ферма даёт структурную целостность, здание показывает высокие характеристики при вертикальных и горизонтальных нагрузках.

При строительстве по SCIP, швы, по которым здание могло бы расколоться, отсутствуют, поскольку с системе нет традиционно слабых мест, которые в конечном итоге становятся уязвимыми, например, для проникновения воды. Здания обладают относительно лёгким весом, и соответственно, минимальной сейсмической массой. И вместе с тем отличаются структурной жесткостью — два совместно работающих слоя армированного торкретбетона, обуславливают поведение всей конструкции как коробки, поэтому короб возведённый по SCIP английские архитекторы называют «монолитная единица». Если говорить о США, то здание из SCIP имеет характеристики выше чем предусмотрено LEED + RELi, больше чем Федеральная программа FLASH, больше чем минимальные требования FEMA Safe Room, программы устойчивости PCA и т. д.

Лабораторные испытания экспериментальных сооружений, построенных в реальном масштабе, показали, что сооружения SCIP Emmedue гарантированно, не подвергаясь повреждениям, выдерживают ускорения сейсмических движений, значительно превышающие сейсмические толчки, предустановленные действующими нормативами. В ходе испытаний на опытно-производственных образцах панелей симулировались диаграммы естественного и искусственного ускорения с пиками свыше 1,0 г, и несмотря на это, на объекте испытания не было обнаружено никаких разрушений. Вот видео с натурных испытаний 9 баллов по шкале Рихтера в Казахстане.

В реальной жизни здания полностью построенные из SCIP, выдерживают землетрясения силой 8,0+ по шкале Рихтера. Таких случаев сотни, если не тысячи — Нортридж (6,7), Кашмир (7,6), Гуам (7,8) и др. Например, в юго-западной части США двухэтажный исследовательский комплекс построенный по технологии SCIP, совместно финансируемый Национальным научным фондом, Southern California Edison, Inc. и Калифорнийским университетом — выдержал сильнейшее землетрясение в Калифорнии за 40 лет. Его дважды трясло по шкале Рихтера (6,5) и (6,9), по словам доктора Филиппа Коэна, в какой-то момент эта местность подвергалась непрерывной сотрясению, продолжавшейся более минуты. Как и следовало ожидать, через землетрясения здание прошло с нулевыми структурными деффектами.

Ударопрочность

  • Каковы характеристики готовой стены здания по ударопрочности?

скоро

Взрывостойкость

  • Каковы характеристики готовой стены здания на взрывостойкость?

скоро

Грызуны и насекомые

  • Что насчёт грызунов и крыс к пенопласту, или любому другому утеплителю в этой железобетонной сэндвич панели?

Плотный бетонный слой 30-50 мм надёжно защищает пенопласт или другой утеплитель в стеновой конструкции от мышей, крыс и других грызунов. Термиты так же не повредят конструкцию, не беспокойтесь.

Теплопроводность

  • Каковы характеристики SCIP по теплопроводности?

Теплопроводность в конструкции SCIP имеет 2 аспекта: первый — это потери тепла конструкцией при её отоплении зимой, и прохлады, при охлаждении летом; и второй, это теплонакопительная способность торкретбетона, выполняющего полезную функцию для микроклимата помещений.

Коэффициент сопротивления теплопередаче SCIP СОТА при утеплителе 100 мм из вспененного полистирола ППС-15 (плотность 15 кг/см³) — 3,068 Ro, м² С/Вт. Хотите больше? Поскольку потери тепла конструкцией напрямую зависят от коэффициента теплопроводности используемого в сэндвич панели утеплителя и его толщины, вы просто выбираете выше плотность, и/или выше толщину утеплителя. Посмотрите как отличается коэффициент теплообмена U (Вт/м2К) при различной толщине теплоизолятора из пенополистирола EPS.

Теплопроводность U в зависимости от толщины утеплителя в сэндвич-панели

Какое количество энергии вы хотите расходовать для поддержания постоянной температуры внутри здания? Перед вами коэффициент теплопроводности U в зависимости от толщины слоя утеплителя от 50 до 350 мм (на примере пенополистирола). Чем ниже значение энергетического индекса U, тем меньше ваша потребность в обогреве и охлаждении помещения.

Не нравится пенополистирол? Обратите внимание на другие виды утеплителя, ориентируйтесь на их теплопроводность (крайняя колонка):

Виды утеплителей

Минеральные, синтетические и растительные теплоизоляторы. Масса и коэффициент теплопроводности

Теплопроводность в конструкции SCIP имеет 2 аспекта: первый — это потери тепла конструкцией при её отоплении зимой, и прохлады, при охлаждении летом; и второй, это теплонакопительная способность торкретбетона, выполняющего полезную функцию для микроклимата помещений.

Альтернатива пенополистирольному утеплителю

  • Можно ли использовать в качестве теплоизолятора SCIP керамзитобетонные блоки (плотность от 300 кг/куб.м., размер блока 390х190х188, теплопроводность 0,20), или любые другие материалы кроме ESP и минерало-базальтовых утеплителей?

Не наш профиль. Идея сомнительная из-за гигроскопичности материала.

Паропроницаемость

  • Как при данной технологии устройства ограждающих конструкций исключается точка росы (конденсат) в толще стены? Были ли уже проведены контрольные вскрытия?

Теплотехнический расчёт.

  • Стена SCIP «дышит»?

SCIP — это воздухопроницаемая стеновая система, и чем выше показатель, который регулируется утеплителем, тем лучше.

  • Какова паропроницаемость при других утеплителях? Хочу понять насколько необходима принудительная вентиляция в доме.

Как и при любой другой технологии строительства необходима принудительная вентиляция. Подробнее см. здесь.

  • При использовании в качестве утеплителя сэндвич панели SCIP базальтовой ваты, имеющей хорошую паропроницаемость, сохраняется и паропроницаемость всей панели, т.е. микроклимат в помещении будет естественно вентилируемый…

В конечном итоге мы получим монолитную конструкцию и вентилирования она конечно не даст.

Шумоизоляция

  • Звукопоглощение сэндвич панелей SCIP?

Независимо от его класса, утеплитель не является профессиональным звукоизолятором. Да, он имеет относительно низкие характеристики по шуму, и чем толщина утеплителя ниже, тем выше звукопроницаемость. Панель, с толщиной утеплителя 50 мм пенополистирол, имеет показатель 45 Дб. Поэтому, при производстве панели по технологии SCIP SOTA, вы можете дополнительно, к листу утеплителя, установить любой звукопоглощающий материал: гипсокартон, пробка, кокосовое волокно, или минерало-базальтный утеплитель, который имеет хорошее звукопоглощение, чтобы ваши конструкции имели самые строгие акустические характеристики.

Но даже и без звукозолятора, панель SCIP имеет хорошие звукоизоляционные характеристики. Например, знаменитая SCIP Tridipanel, с толщиной утеплителя 2,5" (63,5 мм) и бетонными оболочками толщиной 2" (50,8 мм) с каждой стороны, имеет коэффициент передачи звука STC 50. Чем выше число, тем больше падение уровня децибел.

Cтандартная конфигурация стен в жилом доме имеет средний рейтинг STC 38 (стена из гипсокартона). Это уровень, необходимый для стен квартир с вечеринками, а также для конференц-залов. Стена класса люкс имеет значения STC >55-60, это достигается с помощью интеграции в стеновую конструкцию профессионального шумоизолятора. Подробнее о STC см. тут.

Огнестойкость

  • Горючесть и дымообразование сэндвич панелей SCIP?

Изучение пожарной безопасности строительных материалов необходимо, поскольку недостаток знаний о поведении строительных материалов унесло слишком много жизней. Технологии SCIP более 40 лет, за это время она прошла испытания по многочисленным параметрам на всех континентах, в том числе и на огнестойкость. В России, Казахстане и других странах СНГ, SCIP имеет самый высокий класс пожароопасности К0 — непожароопасные конструкции, поскольку изготавливается из негорючего материала (бетон). В Украине — группа воспламеняемости Г1. SCIP — идеальная строительная технология для сухого неблагоприятного климата, где пожар является постоянной угрозой. Это могут быть районы с густым лесом, высокой травой и кустарником, и др., где здания могут быть подвержены пожарам.

Конструкции SCIP дают как минимум 90-минутную огнестойкость. Это означает, что они выдержат 1000 °С в течение как минимум 90 минут без разрушения конструкции. Огнестойкость рассчитывается на основе толщины проволочной сетки в сочетании с толщиной бетона.

Познакомьтесь с протоколом испытаний по огнестойкости SCIP Emmedue от 2003 г. [https://www.mdue.it/source/prove-fuoco-10.pdf]. Впоследствии её огнестойкость была подтверждена на основе международных стандартов путем проведения испытаний на огнестойкость в нескольких аккредитованных лабораториях — стена из панели PSM80 (толщина утеплителя 80 мм, пенополистирол; 30 мм торкрет-бетона на край), обеспечила огнестойкость ReI 150, что означает, что в течение 150 минут панель оказалась стабильной (R), устойчивой к прохождению огня и дыма (E) и изолирующей (I). Оценки действительны для воздействия огня с любой стороны.

Аналогичные показатели получила и Tridipanel. При испытании в соответствии с ASTM-E84 (США), изолятор из пенополистирола типа I, продемонстрировал индекс распространения пламени 25 или меньше; показатель дымовыделения 450 или меньше:

Полистирол 2,5 дюйма (63 мм) с 1,50 дюймовым (38 мм) торкретбетоном с каждой стороны = 1,5 часа
Полистирол 2,5 дюйма (63 мм) с 2,00 дюймовым (51 мм) торкретбетоном с каждой стороны = 2 часа
Полистирол 2,5 дюйма (63 мм) с 3,1 / 8" дюймовым (79 мм) торкретбетоном с каждой стороны = 4 часа

SCIP Zenonpanel (Турция) так же разместили в качестве каркасной стены пожарного отсека, температура которого превышала 1000 °C. Zenonpanel продемонстрировала огнестойкость 120 минут, ей присвоен класс огнестойкости E120. С такими показателями, в США вы экономите на страховании от пожара от 18% до 30%.

Наиболее часто применяемый утеплитель в сэндвич-панелях SCIP — пенополистирол (EPS). Тип самозатухающий, класс горючести Г1, 98% его объема воздух. Производится без озон-хлорфторуглеродов (ХФУ) и гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ). Не поддерживает огонь, поскольку во время горения распадается на углекислый газ и воду которые не дают огню распространяться. Такое свойство придает пенополистиролу специальная добавка антипирен, придающий материалу свойство самозатухания. При воздействии пламени пенополистирол плавится, его объем уменьшается. Когда контакт с огнём прерывается, плавление прекращается. Не нравится пенополистирол? Используйте другой утеплитель, например, минерало-базальтный, он имеет более высокий класс огнестойкости.

Крепление бытовых устройств

  • Можно ли на стену из этих сэндвич панелей повесить кондиционер, кухонный шкаф полки и другое?

А также турник и т.п. На обеих поверхностях стены SCIP имеется бетон на цементной основе, объединенный с сеткой толщиной 3 мм. С помощью 3 см дюбелей (может быть длиннее, он войдёт в утеплитель), на стену можно повесить тяжелые грузы. По ГОСТу, одна точка минимально должна держать вес 60 кг., SCIP перекрывает это требование.

FAQ Далее ⏩

К Содержанию каталога вопросов-ответов

Напишите нам
Вы можете задать вопрос или написать ваше сообщение здесь, мы ответим на него как можно скорее. Чтобы быть в курсе последних новостей, подпишитесь на наш канал или в группу Telegram.