Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с сэндвич-панелей )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Не путать с системой сэндвич-пластин .
Конструкция панели из алюминиевого композитного материала

Сэндвич - панели любая структура, состоящая из трех слоев: сердцевины низкой плотности, и тонкий скин-слой , связанный с каждой стороны. Сэндвич-панели используются там, где требуется сочетание высокой жесткости конструкции и небольшого веса.

Конструктивная функциональность сэндвич-панели аналогична классической двутавровой балке , где две лицевые панели в первую очередь выдерживают плоские и поперечные изгибающие нагрузки (аналогично фланцам двутавровой балки), а материал сердцевины в основном выдерживает сдвиговые нагрузки. (аналогично стенке двутавра). [1] Идея состоит в том, чтобы использовать легкий / мягкий, но толстый слой для сердцевины и прочный, но тонкий слой для лицевых панелей. Это приводит к увеличению общей толщины панели, что часто улучшает структурные характеристики, такие как жесткость на изгиб, и поддерживает или даже снижает вес. [2]

Сэндвич-панели являются примером композитного материала с сэндвич-структурой : прочность и легкость этой технологии делают ее популярной и широко распространенной. Его универсальность означает, что панели имеют множество применений и бывают разных форм: материалы сердцевины и обшивки могут широко варьироваться, а сердцевина может быть сотовой или твердой начинкой. Закрытые панели называются кассетами .

Приложения [ править ]

EPCOT «S Spaceship Earth является примером использования АСР в архитектуре. Это геодезическая сфера, состоящая из 11 324 плиток ACP.

Одно очевидное применение - в самолетах, где важны механические характеристики и снижение веса. Также существуют транспортные и автомобильные приложения. [3]

В строительстве эти сборные изделия предназначены для использования в качестве ограждающих конструкций. Они появляются в промышленных и офисных зданиях, в чистых и холодных помещениях, а также в частных домах, будь то ремонтные или новостройки. Они сочетают в себе высококачественный продукт с высокой гибкостью в дизайне. Как правило, они обладают хорошей энергоэффективностью и экологичностью. [4]

В упаковке применяются полипропиленовые плиты с канавками и сотовые полипропиленовые плиты. [5]

Типы [ править ]

Панели из биополимера, напечатанные на 3D-принтере [ править ]

Благодаря способности 3D-принтеров изготавливать сложные сэндвич-панели в последнее время активно проводятся исследования в этой области, охватывающей поглощение энергии [6] натуральное волокно [7] с непрерывными синтетическими волокнами [8] и вибрацию. [9] Эта технология обещает новые геометрические сложности в сэндвич-панелях, которые невозможны при других производственных процессах.

SIP [ править ]

Структурные изолированные панели или структурные изоляционные панели (обычно называемые SIP ) - это панели, используемые в качестве строительного материала .

ACP [ править ]

Панель стройплощадки из алюминиевого композитного материала (Дибонд)
Детальный вид панели строительной площадки

Алюминиевые композитные панели ( ACP ), изготовленные из алюминиевого композитного материала ( ACM ), представляют собой плоские панели, состоящие из двух тонких алюминиевых листов с рулонным покрытием, соединенных с неалюминиевым сердечником. ACP часто используются для внешней облицовки или фасадов зданий, изоляции и вывесок . [10]

ACP в основном используется для внешней и внутренней архитектурной облицовки или перегородок, подвесных потолков, вывесок, покрытий машин, строительства контейнеров и т. Д. Применение ACP не ограничивается внешней облицовкой зданий, но также может использоваться в любой форме облицовки, такой как перегородки. , подвесные потолки и т. д. ACP также широко используется в индустрии вывесок в качестве альтернативы более тяжелым и дорогим материалам.

ACP использовался в качестве легкого, но очень прочного материала в строительстве, особенно для переходных конструкций, таких как выставочные стенды и аналогичные временные элементы. Недавно он также был принят в качестве материала основы для монтажа фотографий изобразительного искусства, часто с акриловой отделкой с использованием таких процессов, как Diasec или других методов лицевой фиксации . Материал ACP использовался в известных сооружениях, таких как космический корабль «Земля» , ботанический сад ВанДузена , Лейпцигский филиал Национальной библиотеки Германии. [11]

Эти конструкции оптимально использовали ACP благодаря его стоимости, долговечности и эффективности. Его гибкость, малый вес, простота формования и обработки позволяют создать инновационный дизайн с повышенной жесткостью и долговечностью. Если материал сердцевины легко воспламеняется, необходимо учитывать возможность его использования. Стандартный сердечник ACP - полиэтилен (PE) или полиуретан (PU). Эти материалы не обладают хорошими огнестойкими (FR) свойствами без специальной обработки и поэтому обычно не подходят в качестве строительного материала для жилищ; несколько юрисдикций полностью запретили их использование. [12]Arconic, владелец бренда Reynobond, предостерегает потенциального покупателя. Что касается сердечника, в нем говорится, что расстояние от панели до земли является определяющим фактором, «какие материалы безопаснее использовать». В брошюре есть изображение горящего здания с надписью «Если здание окажется выше пожарных лестниц, оно должно быть изготовлено из негорючего материала». Он показывает, что полиэтиленовый продукт Reynobond рассчитан на расстояние до 10 метров; огнестойкий продукт (около 70% минерального ядра) оттуда до до c. 30 метров, высота лестницы; и европейский продукт с рейтингом A2 (около 90% минерального ядра) для всего, что выше этого. В этой брошюре « Пожарная безопасность в высотных зданиях: наши противопожарные решения» технические характеристики приведены только для двух последних продуктов.[13]

Материалы облицовки, особенно сердцевина, были вовлечены как возможный фактор, способствовавший пожару в Гренфелл-Тауэр в 2017 году в Лондоне [14], а также к пожарам в высотных зданиях в Мельбурне , Австралия; Франция; Объединенные Арабские Эмираты; Южная Корея; и США. [15] Огнестойкие сердечники, такие как минеральная вата (MW), являются альтернативой, но обычно более дороги и часто не требуются законом.

Алюминиевые листы могут быть покрыты поливинилиденфторидом (PVDF), фторполимерными смолами (FEVE) или полиэфирной краской. Алюминий может быть окрашен в любой цвет, и ACP производятся в широком диапазоне металлических и неметаллических цветов, а также с узорами, имитирующими другие материалы, такие как дерево или мрамор . Сердцевина обычно представляет собой полиэтилен низкой плотности (ПЭ) или смесь полиэтилена низкой плотности и минерального материала, чтобы проявлять огнезащитные свойства. [10]

Компания 3A Composites (ранее Alcan Composites & Alusuisse) изобрела алюминиевые композиты в 1964 году - как совместное изобретение с BASF - и коммерческое производство Alucobond началось в 1969 году. Продукт был запатентован в 1971 году, срок действия патента истек в 1991 году. патент: несколько компаний начали коммерческое производство, такие как Reynobond (1991), Alpolic (Mitsubishi Chemicals, 1995), etalbond (1995). Сегодня, по оценкам, более 200 компаний по всему миру производят ACP.

История [ править ]

За последние 40 лет технологии строительства сэндвич-панелей претерпели значительные изменения. Раньше сэндвич-панели считались продуктом, пригодным только для функциональных построек и промышленных зданий. Однако их хорошие изоляционные характеристики, универсальность, качество и привлекательный внешний вид привели к все более широкому использованию панелей в самых разных зданиях.

Свод правил [ править ]

  • Для продажи сэндвич-панелей в Европе требуется маркировка CE. Европейский стандарт сэндвич-панелей - EN14509: 2013 Самонесущие двустенные изоляционные панели с металлической облицовкой - Заводские изделия - Технические характеристики.
  • Качество сэндвич-панелей может быть подтверждено применением уровня качества EPAQ.

Характеристики [ править ]

К качествам, которые привели к быстрому росту использования сэндвич-панелей, особенно в строительстве, относятся:

Термическое сопротивление [ править ]

  • Сэндвич-панели имеют значения λ от 0,024 Вт / (м · К) для полиуретана до 0,05 Вт / (м · К) для минеральной ваты. Следовательно, они могут достигать разных значений U в зависимости от сердцевины и толщины панели.
  • Установка системы с сэндвич-панелями сводит к минимуму тепловые мосты через стыки.

Звукоизоляция [ править ]

  • Расчетное значение звукоизоляции составляет прибл. 25 дБ для элементов ПУ и прибл. 30 дБ для элементов СВЧ.

Механические свойства [ править ]

  • Расстояние между опорами может составлять до 11 м (стены), в зависимости от типа используемой панели. В нормальных условиях между опорами должно быть расстояние прибл. 3 м - 5 мес.
  • Толщина панелей от 40 мм до более 200 мм.
  • Плотность сэндвич-панелей колеблется от 10 кг / м 2 до 35 кг / м 2 , в зависимости от пенопласта и толщины металла, что сокращает время и усилия при транспортировке, обращении и установке.
  • Все эти геометрические свойства и свойства материала влияют на поведение сэндвич-панелей при глобальном / локальном разрушении при различных условиях нагружения, таких как вдавливание, [16] удар [17], усталость [18] и изгиб. [19]

Поведение при пожаре [ править ]

  • Сэндвич-панели имеют разное поведение при возгорании, сопротивление и реакцию в зависимости от: пены, толщины металла, покрытия и т. Д. Пользователь должен будет выбирать между различными типами сэндвич-панелей в зависимости от требований.
  • Исследование, проведенное Ассоциацией британских страховщиков и Исследовательским институтом строительства в Великобритании, показало, что «сэндвич-панели не вызывают возгорания сами по себе, и там, где эти системы участвуют в распространении огня, пожар часто возникает в зонах повышенного риска, таких как как зоны приготовления пищи, которые впоследствии распространяются в результате плохого управления рисками пожара, предотвращения и сдерживания ". [20]
  • Есть свидетельства того, что использование сэндвич-панелей для облицовки здания может способствовать быстрому распространению огня за пределы самого здания. Как выразился архитектор, выбирая основной материал для сэндвич-панели, «я использую только минеральную вату, потому что ваше чутье подсказывает вам, что нельзя оборачивать здание пластиком». [21] В 2000 году Гордон Кук, ведущий консультант по пожарной безопасности, сообщил, что «использование сэндвич-панелей с пенопластом ... трудно оправдать с точки зрения безопасности жизни». Он сказал, что панели «могут способствовать серьезности и скорости развития пожара», и это привело к «огромным потерям от пожара». [22]
  • Также важна конструкция полости между облицовкой и внешней стеной здания (или ее изоляционной оболочкой): пламя может занимать полость и вытягиваться вверх за счет конвекции, удлиняясь, создавая вторичные возгорания, и делает это «независимо от материалы, используемые для облицовки полостей ". [23]

Непроницаемость [ править ]

  • Система сборки сэндвич-панелей позволяет создавать воздухо- и водонепроницаемые здания.

См. Также [ править ]

  • Теория сэндвичей
  • Композитные соты
  • Критерии доходности холма
  • Теория пластин
  • Теплоизоляция
  • Звукоизоляция
  • Минеральная вата

Ссылки [ править ]

  1. ^ Томсен, OT; Божевольная, Е .; Ликегаард, А. (2005). Сэндвич-конструкции 7: продвижение сэндвич-структур и материалов . Springer. ISBN 978-1-4020-3444-2.
  2. ^ Али, Мохамед Ф .; Хамза, Карим Т .; Фараг, Махмуд М. (апрель 2014 г.). «Процедура выбора материалов для многослойных балок посредством параметрической оптимизации с применением в автомобильной промышленности». Материалы и дизайн (1980-2015) . 56 : 219–226. DOI : 10.1016 / j.matdes.2013.10.075 .
  3. ^ "Gorcell от Renolit" . Renolit.com . Проверено 3 октября 2014 года .
  4. ^ "Сотовая панель Stinger" . coroplast.com. Архивировано из оригинального 27 -го октября 2012 года . Проверено 3 октября 2014 года .
  5. ^ «Упаковочные сэндвич-панели» . Karton.it . Проверено 3 октября 2014 года .
  6. ^ Яздани Сарвестани, H .; Акбарзаде, AH; Niknam, H .; Герменеан, К. (сентябрь 2018 г.). «3D-печатные архитектурные полимерные сэндвич-панели: поглощение энергии и структурные характеристики». Композитные конструкции . 200 : 886–909. DOI : 10.1016 / j.compstruct.2018.04.002 .
  7. ^ Аззуз, Лайс; Чен, Юн; Заррелли, Мауро; Пирс, Джошуа М .; Митчелл, Лесли; Рен, Гоган; Грассо, Марцио (апрель 2019 г.). «Механические свойства нестохастических структур из биополимерных решетчатых конструкций с трехмерной печатью для сэндвич-панелей с композитной обшивкой из натуральных волокон» (PDF) . Композитные конструкции . 213 : 220–230. DOI : 10.1016 / j.compstruct.2019.01.103 .
  8. ^ Сугияма, Кентаро; Мацудзаки, Рёске; Уэда, Масахито; Тодороки, Акира; Хирано, Ёсиясу (октябрь 2018 г.). «3D-печать композитных сэндвич-конструкций с использованием непрерывного углеродного волокна и натяжения волокон». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство . 113 : 114–121. DOI : 10.1016 / j.compositesa.2018.07.029 .
  9. ^ Чжан, Сяоюй; Чжоу, Хао; Ши, Венхуа; Цзэн, Дымящийся; Цзэн, Хуэйчжун; Чен, Гэн (октябрь 2018 г.). «Вибрационные испытания трехмерной печатной спутниковой конструкции из решетчатых сэндвич-панелей». Журнал AIAA . 56 (10): 4213–4217. Bibcode : 2018AIAAJ..56.4213Z . DOI : 10.2514 / 1.J057241 .
  10. ^ a b "Архитектурные металлические конструкции-изделия" . Архитектурные конструкции из металла. Архивировано из оригинала 24 июля 2014 года . Проверено 18 июня 2014 года .
  11. ^ "ALUCOBOND® A2" . Алюкобонд . Проверено 31 января 2013 года .
  12. ↑ Уокер, Алисса. «Когда Дубай решит проблему с горящим небоскребом?» . Gizmodo . Gawker Media . Проверено 6 января +2016 .
  13. ^ «Пожарная безопасность в многоэтажных зданиях: наши решения по пожарной безопасности» (PDF) . Архитектурные изделия Arconic SAS . Декабрь 2016. Архивировано из оригинального (PDF) 6 апреля 2019 года . Проверено 23 июня 2017 года .
  14. ^ «Лондонский пожар: Гренфелл-Тауэр,« отремонтированный со смертельной облицовкой » » . Возраст . Проверено 15 июня 2017 года .
  15. ^ Уолквиста, Калла (15 июня 2017). «Облицовка лондонского высотного пожара также является причиной пожара в Мельбурне в 2014 году» . Хранитель . Проверено 15 июня 2017 года .
  16. ^ Раджаниш, А .; Шридхар, I .; Акисанья, АР (январь 2016 г.). «Разрушение вдавливания круглых композитных многослойных плит». Материалы и дизайн . 89 : 439–447. DOI : 10.1016 / j.matdes.2015.09.070 . ЛВП : 2164/7951 .
  17. ^ Раджаниш, А .; Шридхар, I .; Раджендран, С. (март 2014 г.). «Относительные характеристики многослойных плит из металла и пенополимера при низкоскоростном ударе». Международный журнал ударной инженерии . 65 : 126–136. DOI : 10.1016 / j.ijimpeng.2013.11.012 .
  18. ^ Раджаниш, А .; Satrio, W .; Чай, Великобритания; Шридхар, И. (апрель 2016 г.). «Прогнозирование долговечности тканых ламинатов из углепластика при трехточечной усталости при изгибе». Композиты Часть B: Инженерия . 91 : 539–547. DOI : 10.1016 / j.compositesb.2016.01.028 .
  19. ^ Раджаниш, А .; Шридхар, I .; Раджендран, С. (июнь 2014 г.). «Карты режимов разрушения круглых композитных многослойных плит при изгибе». Международный журнал механических наук . 83 : 184–195. DOI : 10.1016 / j.ijmecsci.2014.03.029 .
  20. ^ Ассоциация британских страховщиков (май 2003 г.). «Технический инструктаж: огнестойкость систем сэндвич-панелей» (PDF) .
  21. ↑ Бут, Роберт; Образец, Ян; Пегг, Дэвид; Ватт, Холли (15 июня 2017 г.). «Эксперты предостерегли правительство от использования облицовочного материала на Гренфелле» . Хранитель .
  22. Перейти ↑ Gordon ME Cooke (ноябрь 2000 г.). «Сэндвич-панели для внешней облицовки - вопросы пожарной безопасности и последствия для процесса оценки рисков» (PDF) .
  23. ^ Probyn Мирс (Winter 2016). «Риск возгорания от панелей внешней облицовки - взгляд из Великобритании» . Перспектива . ( 3.3.2 Полости ).

Внешние ссылки [ править ]

  • PPA-Europe: Европейская ассоциация панелей и профилей
  • IFBS: Internationaler Verband für den Metallleichtbau
  • SNPPA: Syindicat National du Profilage des products Plats en Acier
  • EURIMA: Европейская ассоциация производителей изоляционных материалов.
  • PU Europe: Европейская промышленность по производству полиуретановых изоляционных материалов.
  • ISOPA: Европейская ассоциация производителей диизоцианатов и полиолов [ постоянная мертвая ссылка ]
  • MFB: Альянс европейских металлических ассоциаций