Терминология

SIP-панели. Термин произошел от английского термина «Structural Insulated Panel», который в буквальном переводе означает «структурированная изолирующая панель». На русском языке более распространён другой вариант – СИП-панель.

OSB. Это аббревиатура от английского термина «Oriented Strand Board», который переводится как «ориентированно стружечная плита». Российский термин – ОСП.

Пенополистирол. Далее по тексту под этим названием будет подразумеваться только одна модификация – ПСБ (Пенополистирол суспензионный беспрессовый) и его разновидость ПСБ-С (самозатухающий). В обычной жизни – просто пенопласт. Зарубежный аналог –  EPS (Expanded Polystyrene).

История

Появлению SIP-панелей предшествовало изобретение сэндвич-панелей. Оба материала изобретены и запатентованы в США. Там же и применены впервые.

Этапы создания:

  • 1935-1947 годы – появление разнообразных вариаций сэндвич-панелей.
  • 1951 год – германский химический концерн BASF изобрел пенополистирол.
  • 1952 год – Элден Б. Доу (Alden B. Dow) изобретает сэндвич-панель из пары листов фанеры и прослойки пенополистирола.
  • 1959 год – Koppers Company строит завод строительных панелей, за основу берется разработка Элдена Доу.
  • 1960 год – Компания Alside Home Program (AHP) разрабатывает новую технологию. Срок изготовления панелей сокращается до 20 минут.
  • 1982 год – Компания Edison произвела первую партию плит OSB. Эта дата может считаться временем рождения современной технологии SIP-панельного строительства.
  • 1990 год – Внедрение в производство SIP-панелей систем компьютерного проектирования.

Составные части СИП-панели

Так сложилось, что в России заказчики и подрядчики под словами SIP-панели подразумевают один вариант – монолитную плиту, склеенную из двух листов ОСП и пенополистирола.

OSB

Классификация плит ОСП определяется европейским стандартом EN-300 OSB 2006:

  • OSB-1 – используется в условиях пониженной влажности.
  • OSB-2 – для изготовлении несущих конструкций в сухих помещениях.
  • OSB-3 – несущие конструкции в условиях повышенной влажности.
  • OSB-4 – изготовление конструкций, несущих значительную механическую нагрузку в условиях повышенной влажности.

При производстве СИП-панелей используется OSB-3. Производство ОСП требует больших финансовых вложений, поэтому большая часть плит импортные.

Основные производители панелей на российском рынке:

В 2012 году начато производство ОСП-плит в России на Нововятском комбинате (Киров) и в г. Костерево Владимирской области. В 2013 – в Калевале (Карелия).

Стандарты

Говорить об американских и канадских плитах ОСП-3 можно только в том случае если они прошли европейскую сертификацию. Американские стандарты отличаются от европейских существенно. Категории OSB-3 в них нет. Отличаются и стандартные размеры.

В Европе OSB производят из ели и сосны, в Америке в основном из осины.

Показатели Европейский стандарт Американский стандарт
Размеры 2500×1250 мм 2440×1220 мм
Коэффициент разбухания, % менее 15 менее 30
Плотность, кг/м³ 620-650 590-600
Влагостойкость Повышенная Обычная
Применяемый клей Основа – меламин и формальдегид Основа – фенол и формальдегид

Маркировка

Серьезные производители продукции  маркируют каждый лист. Добросовестные производители SIP-панелей эту маркировку выставляют напоказ. Способы маркировки могут быть разными, но быть она должна. На фото плиты ОСП европейского, американского и российского производителей.

OSB-3 EGGER E0

Рис. 1. OSB-3 EGGER E0, Германия. Фото с сайта www.hotwell.ru.

Канадская OSB

Рис. 2. Канадская OSB. Фото с сайта domkarkasny.ru.

Kalevala OSB-3 E1

Рис. 3. Kalevala OSB-3 E1, Россия. Фото с сайта www.askrov.ru.

Пенополистирол

80% всех утепленных фасадов Германии, а это около полумиллиона кв. метров (по информации Института физики строительных технологий Фраунгофера, г. Хольцкирхен) утеплены пенополистиролом.

Для производства СИП-панелей используется пенополистирол марки не ниже 25. Требования к материалу описаны в ГОСТ-15588-86. Документом определяется плотность ПСБ-25 от 15 до 25 кг/м3. Диапазон, указанный в ГОСТе, позволяет производителям придерживаться минимальных значений.

Технические характеристики ПСБ-25 и ПСБ-С-25 одинаковы. Но самозатухающий пенополистирол (ПСБ-С) предпочтительнее. Еще лучше полистирол фасадный ПСБ-С-Ф.

Оценить качество утеплителя визуально сложно, хотя для опытного строителя это не проблема. Видны рыхлость и неоднородность гранул.

Есть нерешенный вопрос о цельности утеплителя в панелях большого размера. С одной стороны массив пенополистирола должен быть цельным. С другой стороны такие технологические линии – редкость. Большие панели делают, но информации о внутренней начинке нет.

В отличие от производства плит OSB,  изготовление пенополистирольного  утеплителя  больших финансовых вложений не требует.

При выборе производителя панелей SIP стоит руководствоваться здравым смыслом. Если на плитах OSB стоит маркировка серьезной фирмы, то внутри скорее всего будет пенопласт хорошего производства. Ценовая составляющая утеплителя в панелях SIP  очень не значительна.

Технология изготовления

Изготовить в «гаражных» условиях СИП-панели возможно, но нельзя создать производство, способное конкурировать с заводами.

Изготовление СИП-панелей собственными руками

Рис. 4. Изготовление СИП-панелей собственными руками. Фото с сайта dinastiya.nethouse.ru.

Наращивание объемов непременно влечет за собой потерю качества. Гаражное производство не может конкурировать с производителями, которые покупают комплектующие без посредников и по оптовой цене.

Линия по производству СИП-панелей

Рис. 5. Линия по производству СИП-панелей. Фото с сайта www.sipstech.com.

Список производителей SIP-панелей можно посмотреть на этой странице. Список производителей оборудования для производства SIP-панелей — на этой странице.

Размеры панелей

Стандартно для производства СИП-панелей используется OSB толщиной 12 мм. Толщина панелей будет суммой толщин плит и утеплителя. Распространенные размеры толщины – 124 мм, 174 мм, 224 мм.

Типовые размеры привязаны к размерности листов ОСП (OSB):

  • 2,80×1,25 м
  • 2,50×1,25 м

В настоящее время технология строительства из СИП-панелей в России связана с малоэтажным строительством. Мировая практика намного шире. Панели SIP стали намного больше и без строительной техники уже не обойтись.

Подъем СИП-панели спецтехникой

Рис. 6. Подъем СИП-панели спецтехникой. Фото с сайта www.enercept.com.

Подъем СИП-панели спецтехникой

Рис. 7. Подъем СИП-панели спецтехникой. Фото с сайта blogspot.com.

Подъем СИП-панели спецтехникой

Рис. 7. Подъем СИП-панели спецтехникой. Фото с сайта blogspot.com.

Плиты ОСП торговой марки EUROSTRAND®OSB, выпускаемые EGGER OSB имеют максимальные ширину 2820 мм и длину 6300 мм.

Разновидности технологий

В настоящее время львиная доля рынка – это SIP-панели, основа которых – плиты OSB-3 и пенополистирол. Но есть и разновидности.

Материалом утеплителя может быть:

  • пенополистирол
  • пенополиуретан
  • плиты на основе минваты или стекловаты
  • пенополиизоцианурат

Поверхностные материалы:

  • плиты OSB
  • фанера
  • цементно-волокнистые плиты
  • металл
  • магнезит

Достоинства SIP-панелей

Малая теплопроводность

По данным американской компании Oak Ridge National Laboratory. Здания из SIP-панелей в 3,5 дюйма (8,89 см) с внутренним слоем EPS (ПСБ) по теплоизоляции лучше каркасных строений с шестидюймовым (15,24 см) утеплителем из минваты.

Действующий СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» не позволяет считать  правильным ни один из способов строительства домов без утеплителя. Если следовать этим нормам, стены из дерева должны быть толщиной в полметра. Из кирпича – в  полтора метра.

Материал стены  Коэффициент теплопроводности, l, Вт/(м * °С) Требуемая толщина, метры
Пенополистирол 0,039 0,12
Минеральная вата 0,041 0,13
Железобетон 1,7 5,33
Кладка из силикатного полнотелого кирпича 0,76 2,38
Кладка из дырчатого кирпича 0,5 1,57
Клееный деревянный брус 0,16 0,5
Керамзитобетон 0,47 1,48
Газосиликат 0,15 0,47
Пенобетон 0,3 0,94
Шлакобетон 0,6 1,88

Прочность

Главное доказательство теории – практика. В жизни это тайфуны, землетрясения, снегопады и другие беды. Продажи домов из SIP-панелей в США всегда резко возрастали после ураганов. То же самое происходило после землетрясений в Японии. Снегопады в Скалистых горах изменили представление о нагрузке на конструкции из SIP-панелей. Она в три раза превысила проектную. Не было даже растрескивания плит гипсокартона внутри зданий.

Скорость строительства

Сравнивать строительство из панелей SIP с другими технологиями плохо. Плохо для других технологий. Ни одна из них не может похвастаться сроками возведения в 5-7 дней. Есть исключение – модульное строительство, но оно имеет свою специфику. Всегда размеры модуля делаются с учетом правил движения автотранспорта. Говоря обычным языком, не больше морского контейнера.

По сравнению со строительством традиционных каркасных домов, панельное строительство позволяет сэкономить до шести недель. Сравнивать эту технологию  с требующими годовой усадки деревянными домами смысла нет. То же самое можно сказать и о каменных домах.

Сроки монтажа дома из SIP-панелей – несколько дней. Если погодные условия не экстремальны, работы по монтажу производить можно. Моросящий дождик не помеха.

Квалификация монтажников на сборке дома может быть минимальной. Достаточно одного грамотного работника – бригадира.

Экономичность

Разумеется, основной критерий при выборе домов из SIP-панелей – экономия финансов. Данная технология гарантирует:

  • Значительное снижение расходов на отопление и кондиционирование.
  • Невысокую цену строительства.
  • Экономию  расходов на транспортную и подъемную технику за счет быстрых сроков строительства. То же самое можно сказать о фонде оплаты рабочим.
  • Небольшой вес дома позволяет уменьшить стоимость фундамента. Его характеристики будут определяться в основном строением грунта, а не весом здания.

В российских условиях главным выигрышем остается энергосбережение. Впрочем, в европейских условиях тоже.

Универсальность

SIP-панели используются не только для возведения стен. Из них можно построить весь дом. Можно применить их для пола, межэтажных перекрытий, внутренних перегородок и кровли. Технология монтажа практически та же, что и для стен.

Соединение СИП-панелей при возведении крыши

Рис. 8. Соединение СИП-панелей при возведении крыши. Фото с сайта www.enercept.com.

В России дома с деревянным каркасом часто называют канадскими. Вероятно, из-за того, что российский СНиП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом» взял за основу свод Национальных норм по жилищному строительству Канады.

Технология строительства (видео)

 

Отличия американского и российского вариантов

  1. Российские строители, как правило, привязываются к длине стандартных листов OSB – 250, 280 и редко 300 сантиметров.
  2. На североамериканском рынке выбор размеров СИП-панелей  гораздо больше. Часто они таковы, что без подъемной техники обойтись нельзя.
  3. Россияне используют технологии с максимальной жесткостью конструкции. Для соединения СИП-панелей применяется брус. Это следствие недоверия российским производителям пиломатериалов. Отечественные изготовители такие параметры, как влажность древесины, не соблюдают. Лучше подстраховаться.
  4. Американские строители соединяют СИП-панели через вставки OSB или через детали из СИП-панелей меньшего размера.

Изготовление панелей с толщиной на 24 мм меньше стандартной в массовом производстве не выгодно и в России не прижилось.

Споры о тепловом мостике

На стыке разных материалов теплопроводный мостик или мостик холода существует всегда. Его наличие не существенно. Существенны показатели теплопотерь. Еще более важно сравнение с другими технологиями.

Тепловой мостик различных материалов

Рис. 9. Тепловой мостик различных материалов. Фото с сайта www.epsbuildings.com.

На графике провалы соответствуют:

  • Синий цвет. Каркасный дом с толщиной стены 4 дюйма.
  • Красный – толщина 6 дюймов.
  • Зеленый – панели СИП.

Стоит обратить внимание на вертикальную шкалу. Разбег между минимумом и максимумом – несколько процентов. Нижняя шкала показывает, где находится мостик холода. Провал – на стыке панелей OSB.

По оценкам американских исследователей дома по SIP-технологии в собранном виде отличаются от заявленных параметров на 3-4 процента. Отклонение именно за счет мостиков холода.

В доме из СИП-панелей с использованием бруса (соединитель панелей) тепловой мостик будет такой же, как в каркаснике. У одинаковых материалов – одинаковая теплопроводность.

Соединение СИП-панелей по американскому варианту монолитно. Никаких мостиков холода не будет или существующие приборы его не определят.

Соединение 2-х SIP-панелей

Рис. 10. Соединение 2-х SIP-панелей. Фото с сайта shmz.org.

Перспективы

Всегда домостроение было консервативной отраслью, но в России оно стало законсервированным. Нынче приходится наверстывать упущенное, но и технологии не стоят на месте.

В мире давно существует понятие – пассивный дом. Критериии такого строительства – 15 кВтчас/м2 в год. Т.е. для дома площадью 100 кв. метров в год потребуется извне 1500 киловатт энергии. Определение «извне» существенно. В данном случае речь идет не только о строительных материалах. Пассивный дом – это наличие солнечных панелей, теплового насоса, ветрогенератора и системы рекуперации воздуха.

Строительство домов в средней полосе России по традиционной технологии в настоящее время подразумевает расход энергии не менее 200 кВтчас/м2 в год. Это прошлый век.

Дома из СИП-панелей – это уже не будущее, но большой шаг в этом направлении.