Сравнение материалов для сердечников металлических сэндвич-панелей: ПУ, пенополистирол, каменная вата

Выбор правильного материала для сердечника является критически важным техническим решением при выборе металлических сэндвич-панелей. Сердечники из ПУ/пенополистирола и каменной ваты доминируют на рынке, каждый из них обладает уникальными эксплуатационными характеристиками, влияющими на безопасность, эффективность, долговечность и соответствие конкретным областям применения. В данном сравнении представлены их основные характеристики, основанные на собственных свойствах материалов и стандартизированных испытаниях.

1. Полиуретановые (PU) сердечники

Тепловые характеристики: Пенополиуретан (PU/PIR) обеспечивает наивысшую эффективность тепловой изоляции (наименьшая теплопроводность, обычно 0,022-0,028 Вт/(м·К)). Это позволяет создавать более тонкие панели, которые соответствуют требуемым значениям теплоизоляции (R-значения/U-значения), оптимизируя пространство и потенциально уменьшая структурные нагрузки.

Структурный вклад: Обеспечивает высокую прочность на сжатие (обычно >150 кПа), повышая общую жесткость панели и несущую способность, что особенно выгодно для кровельных и других конструктивно сложных применений.

Вес: Очень легкий, что упрощает обращение, транспортировку и логистику установки.

Ограничения:

Пожарные характеристики: Стандартный полиуретановый пенопласт горюч (обычно Euroclass E или ниже). Хотя существуют огнестойкие марки (часто достигающие Euroclass B), они не обеспечивают негорючести. При горении может образовываться значительное количество дыма.

Влагостойкость: Требует прочных, неповрежденных облицовок и герметичных краев для предотвращения проникновения воды, что может снизить теплоизоляционные свойства и вызвать коррозию.

Химическая стойкость: Может подвергаться деградации под действием определенных растворителей или клеев.

2. Пенополистирольные (EPS) сердечники

Стоимость: Как правило, самый экономичный вариант сердечника.

Теплоизоляционные свойства: Обеспечивает хорошую теплоизоляцию (теплопроводность ~0,032-0,040 Вт/(м·К)), хотя менее эффективен, чем полиуретан, для достижения аналогичных значений термического сопротивления требуются более толстые сердечники.

Сопротивление влаге: Относительно хорошо сопротивляется впитыванию воды, если облицовка остается неповрежденной, сохраняет теплоизоляционные свойства во влажном состоянии (в отличие от минеральной ваты).

Вес: Очень легкий.

Ограничения:

Пожарная безопасность: Стандартный пенополистирол легко воспламеняется (Евро класс F/E). Доступны огнестойкие марки (FR-EPS) (обычно Евро класс E/D), но они все еще далеки от негорючих. При пожаре происходит плавление и значительное каплеобразование.

Структурный вклад: более низкая прочность на сжатие (обычно 70-150 кПа) по сравнению с полиуретаном.

Долгосрочная стабильность: более склонна к долгосрочному ползучести под постоянной нагрузкой по сравнению с жесткими пенами или каменной ватой.

3. Сердечники из каменной ваты

Огнестойкость: главное преимущество. Каменная вата по своей природе не горюча (еврокласс A1 или A2-s1,d0). Она не способствует огневой нагрузке, значительно замедляет распространение огня, сохраняет структурную целостность при высоких температурах и выделяет минимальное количество дыма. Это особенно важно для зданий с жесткими нормами пожарной безопасности (многоэтажные здания, общественные сооружения, рядом с границами участков).

Акустические характеристики: превосходные свойства звукопоглощения и звукоизоляции по сравнению с пенопластовыми сердечниками, снижает передачу воздушного и ударного шума.

Тепловые характеристики: функциональный теплоизолятор (теплопроводность ~0,035-0,040 Вт/(м·К)), аналогично пенополистиролу, но менее эффективен, чем полиуретан. Для достижения аналогичных тепловых характеристик требуются более толстые панели.

Долговечность и устойчивость: Химически инертный, устойчивый к влаге (хотя увлажнение временно снижает теплоизоляционные свойства — они восстанавливаются после высыхания), гниению и вредителям. Отличная размерная устойчивость при перепадах температуры. Высокая прочность на сжатие (>80 кПа, часто >120 кПа).

Устойчивость: Изготавливается из обильного вулканического камня и переработанных материалов (шлака). Полностью перерабатывается после окончания срока службы.

Ограничения:

Вес: Значительно тяжелее пенопластовых сердечников, что влияет на удобство обращения и требования к конструктивной поддержке.

Стоимость: Как правило, самый дорогой материал для сердечника.

Термомосты: Требует тщательной проработки стыков и креплений для минимизации тепловых мостиков из-за волокнистой структуры по сравнению с более непрерывным теплоизоляционным барьером пенопластов.

Сводка сравнения материалов сердечника：

Выбор подходящего наполнителя

Оптимальный наполнитель зависит от приоритетов проекта:

Максимальная тепловая эффективность (минимальная толщина): пенополиуретан не имеет себе равных.

Наименьшая первоначальная стоимость: пенополистирол часто является базовым вариантом.

Критически важна пожарная безопасность и соответствие нормам: минеральная вата является однозначным выбором, когда требуется негорючесть или она высоко желательна.

Превосходный акустический контроль: минеральная вата обеспечивает значительные преимущества.

Требования к нагрузке на конструкцию: полиуретан обладает наибольшей собственной прочностью.

Понимание свойств этих материалов наполнителя позволяет архитекторам, специалистам по спецификациям и подрядчикам принимать обоснованные решения, соответствующие конкретным требованиям к эксплуатационным характеристикам здания, нормам пожарной безопасности и бюджетным ограничениям. Всегда следует обращаться к техническим паспортам и отчетам о пожарных испытаниях производителей для получения точных данных о характеристиках продукции. Ознакомьтесь с подробными техническими спецификациями и примерами реализованных проектов в нашей библиотеке ресурсов.