Стены любого дома должны быть прочными и “теплыми” (т.е. плохо проводить тепло) – дома с теплозащищенными стенами сохраняют тепло зимой и прохладу летом, что позволяет экономить на отоплении в холода или на кондиционировании воздуха в жару.
Но для строительных материалов требования прочности и низкой теплопроводности являются взаимоисключающими! Все прочные материалы хорошо проводят тепло. Чтобы защитить помещение от холода, стены из должны быть очень толстыми. Гораздо более толстыми, чем требуется по критериям прочности.
Теплосопротивление традиционных конструкционных материалов повышают увеличением их пористости (пенобетон, поризованный кирпич, пеностекло и другие), что неизбежно снижает их прочность. Стены из таких материалов при значительном снижении прочности все равно остаются недостаточно теплыми.
Другое решение – конструкции из двух материалов. Один материал (утеплитель) обеспечивает тепловую защиту, другой (конструкционный) – несущую способность. Сюда относятся все стены с утеплением. Например, кирпичная или деревянная стена, утепленная снаружи пенополистиролом или минватой. Но самый яркий пример – это каркасные конструкции, в которых нагрузку от веса здания и внешних воздействий несет прочный каркас (бетонный, металлический или деревянный), а свободное пространство между элементами каркаса заполнено эффективным утеплителем.
Например, современная многоэтажка – это железобетонный каркас из колонн и перекрытий с наружным ограждением из материалов с улучшенными теплоизоляционными характеристиками. В индивидуальном строительстве наиболее распространены дома с деревянным каркасом, часто называемые канадскими. В каркасных домах конструкционный материал используется наиболее рационально. Древесины на каркас уходит гораздо меньше, чем на монолитные стены из бруса или бревна. Именно это всегда являлось основным аргументом в пользу выбора каркасной технологии для индивидуального строительства. Другими словами, раньше каркасная технология применялась исключительно из соображений экономии материалов. Но времена изменились. Цивилизованный мир занят решением проблемы энергосбережения. А каркасная технология строительства благодаря удачному сочетанию в конструкции современных эффективных утеплителей и каркаса обладает прекрасным потенциалом в области энергосбережения.
Сама по себе тонкая деревянная плита OSB-3 (ОСП-3) может выдержать большую продольную растягивающую нагрузку, но при продольном сжатии легко изгибается (выпучивается, теряет устойчивость). Но если эти материалы объединить в сэндвич-конструкцию, то получится удивительно прочная SIP-панель.
В процессе склеивания SIP под прессом плиты теряют начальный прогиб и становятся плоскими, а плотный пенополистирол вынуждает обе наружные плиты ОСП-3 работать под нагрузкой совместно. При продольном сжатии (и при сдвиге) пенополистирол не позволяет выпучиваться обшивке, которая принимает всю нагрузку на себя.
Высокая несущая способность СИП-панели обеспечивается не только её удачной конструкцией. Очень важное значение имеет качество изготовления СИП-панели – прочность клеевого соединения сердцевины с обшивкой и прочность самой сердцевины. К кустарно изготовленным панелям с пенополистиролом неизвестного происхождения или низкой марки сказанное выше о сверхпрочности никакого отношения не имеет )))
При поперечном изгибе благодаря пенополистиролу одна плита обшивки SIP сжимается, а другая растягивается. Это обеспечивает большую жесткость SIP на изгиб. Испытания показали, что SIP выдерживает давление в поперечном направлении более 2 тонн.
Специалистам высокие прочностные свойства конструкций типа SIP давно известны. Интересный пример аналога SIP – вертолетная лопасть.
Это еще не всё. Легкий конструкционный материал меняет технологию строительства. Появляется возможность изготовления больших элементов для ручного монтажа. SIP-панель стандартного размера – это стена площадью 3,5 квадратных метра!
SIP-панели можно изготавливать не только из плит OSB-3 и пенополистирола ПСБ. Вариантов много. Например, за рубежом можно встретить SIP-панели с обшивкой OSB-3 с одной стороны и металлом с другой. Применяются такие панели для строительства крыш.
Постоянно предпринимаются попытки найти альтернативу OSB-3 в конструкции SIP. В качестве обшивки пробуются в основном негорючие или условно негорючие плитные материалы на основе минерального связующего, такие как цементно-стружечные плиты (ЦСП), фибролитовые плиты, стекломагниевые листы (СМЛ) и др.
Одно из основных требований к обшивке SIP панелей – она не должна быть хрупкой. Поэтому практически все негорючие материалы на минеральной основе мало или условно пригодны для изготовления SIP.
Резать OSB-3 можно обычной ножовкой. А с плитами на основе минеральных связующих дело обстоит сложнее. Инструмент для обработки древесины не подходит. Потребуется болгарка, специальные диски и др. А длина пропилов в среднем по размерам дома исчисляется сотнями метров.
Некоторые плитные материалы не проходят для наружного применения по морозостойкости, а для SIP это принципиально важно, поскольку обшивка SIP является несущей. Морозоустойчивые фибролитовые плиты для фасадов производят в Японии, но стоят они дорого. Поэтому такие плиты используются для декоративной отделки фасадов