El panel sándwich ( eng. sándwich - sándwich multicapa ) es un material de construcción que tiene una estructura de tres capas que consta de dos láminas de material rígido ( metal , PVC , tablero de fibra , tablero de magnesita) y una capa de aislamiento entre ellos. Todas las partes de los paneles sándwich se pegan mediante prensado en frío o en caliente . Dependiendo del propósito, se distinguen los paneles para techos y paredes.
En la construcción residencial, los paneles sándwich se utilizan para la construcción de casas prefabricadas [1] . En la construcción se utiliza un panel aislante portante (SIP, del inglés SIP, Structural Insulated Panel), que consta de dos tableros de virutas orientadas (OSB u OSB), entre los que se pega una capa de aislamiento sólido ( poliestireno expandido ). a presión, o se bombea espuma de poliuretano a presión (PUR).
En la construcción comercial, los paneles sándwich se utilizan para la construcción de edificios prefabricados a base de estructura metálica [2] [3] (talleres industriales, lavaderos de coches, centros comerciales [4] , naves agrícolas, instalaciones deportivas [5] [6] , etc). Como estructuras de cerramiento de este tipo de edificios se utilizan paneles sándwich revestidos de metal, que tienen una base polimérica y sirven como acabado, tanto desde el exterior de los edificios prefabricados como desde el interior.
En 1930, el arquitecto estadounidense Frank Lloyd Wright utilizó por primera vez paneles sándwich de nido de abeja en el diseño de la cabaña de un piso "Unsonian", que fue diseñada como un ejemplo de vivienda económica. Los paneles sándwich desarrollados por Wright tenían una serie de desventajas, pero el objetivo principal de la invención era combinar la estética y la facilidad de uso en los paneles.
Década de 1950 El arquitecto estadounidense Alden B. Dow alumno de Wright y hermano del director ejecutivo de Dow Chemical , crea paneles sándwich ergonómicos de tres capas con poliéster y madera contrachapada. El material se utiliza para construir The Sandwich Panel House #1, también conocida como Paul N. Sutton Residence, en 4619 Concord Court en Midland, Michigan [7] .
En mayo de 1959, la empresa estadounidense Koppers Inc. por primera vez comenzó la producción en masa de paneles sándwich para la construcción de edificios residenciales. Para ello, la empresa transformó el taller de la antigua Hundson Motor Car Plant en Detroit. Los paneles sándwich con la marca Dylite se fabricaban a base de poliestireno [8] , y también se utilizaba madera contrachapada como revestimiento [9] .
En la década de 1960, la empresa estadounidense Alside Home Program pudo reducir significativamente el tiempo de producción de paneles sándwich de varias horas a 20 minutos. Sin embargo, había poca demanda de paneles sándwich, por lo que la empresa pronto quebró [9] .
Según la asociación EPIC (Engineered Panels in Construction), la tecnología de los paneles sándwich rellenos de espuma de poliisocianurato (PIR) y espuma de poliuretano (PUR) apareció en los años 70 [10] . Hasta mediados de los 80, dichos paneles se montaban directamente en la obra, sin embargo, a principios de los 90, aparecieron como producto final los primeros paneles sándwich con núcleo de espuma de poliuretano. A finales de los 90, dichos paneles ya ocupaban el 40% del mercado de paneles sándwich [10]
En la URSS, la producción propia apareció solo en 1974 [11] . El primer fabricante de paneles sándwich de tres capas rellenos de espuma de poliuretano (PPU) y lana mineral fue la planta de cubiertas de acero perfilado de Chelyabinsk , ubicada en la ciudad de Chelyabinsk [12] .
La decisión de establecer la planta fue tomada por el Comité Central del PCUS y el Consejo de Ministros de la URSS para ayudar a la Planta de Tractores de Chelyabinsk que lleva el nombre de VI Lenin a pasar a la producción de tractores de orugas del tipo T-130 . Más tarde, en Moscú, el Secretario del Comité Central del PCUS Brezhnev L. y el Presidente del Consejo de Ministros de la URSS Kosygin A. No. 383 del 28 de mayo de 1970 firmaron la resolución correspondiente. Según la lista de objetos del Ministerio de Tyazhstroy de la URSS , el gobierno planeó construir varios talleres sobre la base de la planta de cubiertas de acero perfilado de Chelyabinsk:
El 4 de febrero de 1974, la Comisión Estatal firmó un acta de aceptación y puesta en marcha de la planta de pisos de acero perfilado de Chelyabinsk. La planta comenzó a probar los primeros lotes de prueba de paneles sándwich. El 23 de febrero de 1975 comenzó la producción en masa de paneles sándwich, coincidiendo con el Día del Ejército Soviético . Con el tiempo, la planta comenzó a satisfacer las necesidades del 60% de los proyectos de construcción de la URSS.
Una de las áreas prometedoras para el desarrollo de paneles sándwich es la creación de paneles que generen electricidad. En particular, en Suiza, allá por 2009, se desarrolló una tecnología para la producción de paneles sándwich con fotocélula producida por Flexcell. La fotocélula está protegida por una capa de fibra de vidrio. La parte interior del panel sándwich está rellena de polímero espumado. Dichos paneles sándwich se utilizaron para la construcción de uno de los edificios de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) [13] .
Hay dos tipos de perfiles: pared y techo.
Los paneles sándwich de pared según el tipo de perfil externo se dividen en lisos, perfilados simples y perfilados decorativos (revestimiento y registro). Los paneles sándwich de techo se pueden perfilar en ambos lados o solo en el exterior.
Como calentador se utiliza:
Uno de los materiales de aislamiento más populares para paneles sándwich. La fibra de basalto se produce a partir de silicatos fundidos de rocas , escorias o combinaciones de los mismos. Como regla general, los paneles con lana mineral son relevantes para la construcción de edificios de diseño simple, cuya reparación, si es necesario, se llevará a cabo muy rápidamente. La lana mineral es valiosa porque no soporta la combustión abierta ; proporciona excelentes indicadores de aislamiento térmico y acústico, soporta fluctuaciones de temperatura, exposición a sustancias agresivas.
Tiene una estructura celular. Se distingue por una combinación única de ligereza y fuerza . La durabilidad del funcionamiento de la PPU no depende del nivel de humedad ambiental . Los paneles con espuma de poliuretano proporcionan un alto nivel de aislamiento hidro y térmico. PPU no se ve afectado por moho , hongos, insectos y roedores, así como otros factores biológicos adversos. La espuma de poliuretano pertenece a la categoría de materiales de combustión lenta, especialmente su variedad poliisocianurato (PIR). Cuando se expone a una llama abierta, se forma una costra de matriz de carbono en la superficie del PIR, lo que evita una mayor propagación de la llama y contribuye a la autoextinción del material. .
Material ligero con estructura celular. Este es un calentador que se usa ampliamente en la construcción de talleres, almacenes, pabellones comerciales, refrigeradores, casas de campo y edificios residenciales que utilizan "tecnología canadiense", etc. Los paneles sándwich con poliestireno expandido se montan/desmontan en poco tiempo.
Es un material específico producido a partir de los hilos de vidrio más finos. Los paneles de fibra de vidrio tienen demanda principalmente debido a sus propiedades de absorción de sonido. En características generales, la fibra de vidrio es similar a las fibras de basalto. Es no inflamable, respetuoso con el medio ambiente, conveniente para el transporte y la instalación. Se nota una buena resistencia a los productos químicos. Los paneles sándwich de fibra de vidrio no se pueden utilizar a temperaturas superiores a 400 °C.
Los paneles de nido de abeja tienen una buena resistencia al agua, a la mayoría de los ácidos, álcalis y sales. También se caracterizan por su baja conductividad térmica, alta resistencia a la compresión y peso ligero. La protección de los paneles de nido de abeja contra el fuego y la radiación ultravioleta se garantiza mediante la elección correcta de los materiales de revestimiento (por ejemplo, aluminio, MDF, aglomerado, acrílico, fibra de vidrio, etc.).
Las capas exteriores de los paneles sándwich suelen estar hechas de acero galvanizado, pero también pueden estar hechas de otros materiales, en particular compuestos de virutas de madera. Para un revestimiento de acero, es importante la composición del revestimiento adicional, cuya calidad determina en gran medida las características de los paneles sándwich (vida útil, decoloración, etc.).
Los principales materiales utilizados como revestimiento para paneles sándwich: acero galvanizado, aluzinc, paneles de yeso, plastisol, polidifluorionad, poliéster, pural.
Para un panel sándwich con revestimiento de acero, la gama de tonos se determina de acuerdo con los catálogos de colores internacionales RR (RaColor - 22 colores básicos ) y RAL (RAL 841 GL - 202 colores, RAL 840 HR - 17 colores). Al elegir un color, se tiene en cuenta su capacidad de absorción de luz / reflexión de luz, ya que, en combinación con las características del entorno, esta condición determinará en gran medida la vida útil general del edificio.
El parámetro de eficiencia energética más importante de los paneles sándwich es la resistencia térmica (R0), que tiene en cuenta las pérdidas de calor en la parte de bloqueo de la estructura. La resistencia mínima reducida a la transferencia de calor (a 25 °C) para paneles sándwich de alta calidad se indica en la tabla:
| Grosor del panel, mm | Resistencia térmica, m 2 * K / W | |
| lana mineral | espuma de poliuretano | |
| 40 | - | 1.9 |
| 60 | - | 2.8 |
| 80 | 2.1 | 3.7 |
| 100 | 2.6 | 4.5 |
| 120 | 3.1 | 5.5 |
| 140 | 3.5 | 6.3 |
| 160 | 4.1 | 7.1 |
| 180 | 4.5 | 8.3 |
| 200 | 5.0 | 9.0 |
Una estructura de edificio hecha de paneles sándwich puede considerarse energéticamente eficiente si su permeabilidad al aire es inferior a 1,5 m 3 /m 2 h. Al mismo tiempo, las mejores muestras de paneles pueden lograr una permeabilidad al aire en el rango de 0,6-0,9 m 3 /m 2 hora.
Además del clásico (pegado), existe otro tipo de paneles sándwich: estos son paneles de ensamblaje elemento por elemento. La principal diferencia con los paneles clásicos es que se ensamblan y montan directamente en el sitio de construcción a partir de tres tipos de componentes: un perfil de casete autoportante (la base del panel de ensamblaje elemento por elemento), aislamiento y, como regla general , cartón ondulado como capa exterior. Dichos paneles son más económicos, pero también más laboriosos al instalar edificios prefabricados.
| Materiales de construcción | |
|---|---|
| Estructural | |
| Techumbre | |
| Refinamiento | |
| Marcadores de posición | |
| astringentes | |