Для создания межэтажных перекрытий при строительстве частных домов и многоэтажных зданий применяются панельные конструкции. Они имеют разные технические параметры, эксплуатационные свойства и возможности для установки, которые в итоге и определяют назначение конкретного изделия. Также существуют и универсальные требования к панелям перекрытия, которые сводятся к оптимальной механической прочности, тепло- и шумоизоляции, долговечности и т.д.
Материалы изготовления панелей
В производстве используется бетон, металл, камень, кирпич и древесина, а также комбинации этих материалов. Чаще применяется бетон как структурная основа в разных исполнениях. Каменные и кирпичные перекрытия находят применение в индивидуальном строительстве и считаются наиболее износостойким наполнением для формы данной конструкции. Однако для изготовления таких перекрытий используются особые дорогостоящие технологии, поэтому их применяют реже. Обычно на такой основе выполняют стеновые панели перекрытия малой формы. Для горизонтальных конструкций в основном используется бетон с элементами металлического армирования. Группу панелей в значительной степени формируют пиломатериалы или древесно-стружечные отходы. Цельная древесина используется для балок перекрытий, а тонкие листы выступают как средство внешней облицовки, закрывая собой и укладываемый в пустые ниши изоляционный материал.
Структура панели
Бетонные элементы обычно выполняются на монолитной или сборной основах, но структура в обоих случаях формируется цементно-песчаными смесями, усиленными металлическими стержнями. Получается железобетонная плита, в которую могут включаться и дополнительные функциональные приспособления. Из древесного материала изготавливают сэндвич-панели перекрытия, которые обычно состоят из нескольких слоев. Опять же, каждый слой может выполняться из цельной заготовки или древесно-стружечного сырья. В некоторых моделях сердцевина заполняется изолирующим материалом – утеплителем, гидрозащитной или шумоподавляющей прослойкой.
Особенности SIP-панелей
Перекрытия из данного материала изначально использовались в каркасных домах, выполненных по канадской технологии. Но их технико-эксплуатационные достоинства расширили область применения. После оптимизации и адаптации к российским условиям технология SIP-панелей стала популярной в сегменте индивидуального строительства.
Сегодня такие конструкции изготавливаются из стыковочного бруса, который перед обработкой проходит камерную сушку до влажности с коэффициентом 12%. По структуре перекрытия из СИП-панелей представляют собой изоляционный лист, включающий теплоизоляционную прослойку и два защитных ОСП-покрытия с обеих сторон. Соединения выполняются с помощью полиуретанового клея, который прессуется в заводских условиях под давлением порядка 20 т. Также появляются и различные вариации СИП-панелей, которые изготавливаются из древесно-стружечных слоев, ДСП-плит и утепляющего пенополистерола.
Собственно, основные эксплуатационные преимущества таких перекрытий остаются неизменными – эффективная теплоизоляция, тепловой барьер, легкость установки и низкая цена. Недостатки SIP-панелей выражаются в горючести, подверженности биологическим разрушениям и экологической вредности. Последний негативный фактор обусловлен химически небезопасными связующими компонентами наподобие того же полиуретана. И напротив, защита от огня, грибка и плесени повышается за счет использования специальных пропиток для древесины.
Особенности CLT-панелей
Еще одна, но более современная разновидность древесных многослойных панелей, которая используется как в частном, так и в промышленном секторе. Это конструкционный элемент, получаемый в процессе перекрестного склеивания цельных деревянных ламелей также под многотонным прессом. Такие плиты более приближены к железобетонным перекрытиям в показателях прочности и долговечности, чем SIP-панели. Но и помимо конструкционной надежности данный материал имеет немало положительных качеств – точнее, комбинаций эксплуатационных свойств. Например, техническая стабильность CLT-панели перекрытия органично сочетается с защищенностью от термических воздействий и влияния агрессивных химических сред. Есть и другие преимущества перед жесткими бетонными плитами. В частности, гибкость структуры ламелей позволяет им выдерживать и статические, и динамические нагрузки, что особенно важно для регионов с сейсмической активностью.
Виды железобетонных панелей
Традиционный сегмент бетонных перекрытий также не ограничивается типовыми вариантами исполнения. На сегодняшний день применяются следующие виды перекрытий этого класса:
- Часторебристые. Оптимально подходят для построек большой площади, где обычные бетонные конструкции могут прогибаться. Ребра жесткости исключают риски деформаций.
- Монолитные. Достаточно сложный в изготовлении и монтаже элемент, но он же дает больше конструкционных возможностей для устройства межэтажных перегородок. Например, железобетонные панели перекрытия с монолитной структурой могут устанавливаться в помещениях без единой несущей стены.
- Сборные. В основу могут закладываться и часторебристые, и стандартные монолитные сегменты ЖБ-плит, а особенность будет заключаться именно в их объединении. Перекрытие может формироваться отдельными частями, как через арматурные связки посредством сварки, так и по технологии цементно-песчаного соединения.
Технико-эксплуатационные характеристики
Параметры перекрытий утверждаются нормативами СНиП. Так, при толщине утеплителя в 100 мм сопротивление теплопередаче должно составлять 2,8 Вт/(м°С). Если же применяются панели с нормативной толщиной 224 мм, то величина теплового сопротивления составит уже 5,2 Вт/(м°С). Оптимальные параметры изоляции и устойчивости перед разными микроклиматическими воздействиями достигаются за счет материала среднего слоя. Как правило, в многослойных конструкциях используется утеплитель на основе минваты или пенополистирола.
Диапазоны по размерам панелей перекрытия можно представить так: толщина от 60 до 250 мм, длина от 900 до 3600 мм, а ширина от 600 до 2500 мм в среднем. Очень важен при расчетах и показатель массы. В зависимости от материалов исполнения перекрытия вес 1 м2 конструкции может варьироваться от 220 до 450 кг. Опять же, речь идет об усредненных нормативных значениях, но стандарты в зависимости от условий эксплуатации конструкции допускают и выход за эти пределы.
Армирование панелей
Деревянные изделия в традиционном понимании этой технологии усиления не армируются. Их можно после установки укрепить стяжками, бандажами или металлическими хомутами с ребрами жесткости, но в саму структуру стержни не вводятся. В железобетонных перекрытиях используется термомеханически упрочненная арматурная сталь разных видов. Она повышает стойкость конструкций и долговечность. Также существуют и многопустотные панели перекрытий без армирования. Цилиндрические пустоты диаметром 60-90 мм сами по себе добавляют механической стойкости изделию, выполняя функцию наподобие тех же ребер жесткости. Еще один плюс свободных ниш в структуре железобетонного перекрытия заключается в снижении массы.
Технология монтажа
Железобетонные плиты и деревянные панели монтируются по-разному. Первые устанавливаются с помощью крана на подготовленный участок с цементно-песчаным раствором на стенах. Несущие опоры полностью перекрываются сплошной платформой конструкции без зазоров. В работе участвуют крановщики, стропальщики, а также группа рабочих-помощников. Проще выполняется монтаж панелей перекрытия, реализуемый по системе пазового стыка с включением саморезов. Для таких конструкций предварительно устанавливают двутавровые балки с профильными пазами, в которые и вставляются перекрытия. Далее с помощью саморезов конструкция окончательно закрепляется в технологической нише.
Плюсы и минусы панельных конструкций для перекрытия
Среди преимуществ деревянных панелей многие отмечают невысокую стоимость, удобство монтажа и устойчивость перед динамическими нагрузками. Хотя такие конструкции проигрывают железобетону в прочности и жесткости, в сейсмоопасных зонах гибкость древесно-стружечных материалов оказывается весьма ценной характеристикой. Если же говорить о недостатках, то панели перекрытия этого типа очень чувствительны к огню и биологическим разрушениям. Конечно, технологи просчитывают и такие нюансы, соответствующим образом обрабатывая структуру материала. Но и в процессе эксплуатации сам пользователь должен будет регулярно следить за состоянием конструкции, выполняя процедуры по ее всесторонней защите специальными средствами.
Сферы применения панелей
Целевые объекты использования данной конструкции – деревянные постройки. Изначально панельные многослойные перекрытия вводились в сборные домкомплекты, но сегодня их используют и в традиционных постройках из клееного бруса, и не только. Шлакоблочные и газобетонные дома при небольших нагрузках каркаса также могут сооружаться с применением деревянных панелей перекрытия. Плиты из бетона как раз оказываются нежелательным решением в силу большого веса, а, к примеру, плотные CLT-ламели устроят застройщика и по жесткости, и по массе. Используют данный материал и в закладке фундаментных площадок, формируя несущую базу для небольших хозяйственных построек.
Заключение
Нельзя сказать, что новые технологии монтажа перекрытий вытесняют методы их традиционного устройства с железобетонными конструкциями. Все же капитальное строительство многоэтажных зданий и крупных промышленных объектов пока не рассматривает деревянные панели перекрытия как полноценную замену обычным твердотельным плитам. Зато в частном сегменте переход к сборно-каркасным сооружениям естественным образом обуславливает и применение тех же SIP-элементов. Они не просто отвечают требованиям индивидуального загородного домостроения, но и органично вписываются в концепцию экологических домов, хоть и с некоторыми нюансами. Другое дело, что существует и технология устройства балочных перекрытий, которая также обладает многими плюсами монтажа деревянных панелей, составляя им серьезную конкуренцию.
