ساندویچ پنل

فهرست مطالب

ساندویچ پنل ها که بعضاً به آن‌ها پنل‌های کامپوزیت یا پنل‌های عایق ساختاری (structural insulating panel-SIP) نیز گفته می‌شود، سازه‌ای هستند که معمولا از سه لایه تشکیل شده‌اند: دو لایه‌ی سفت بیرونی که توسط یک ماده‌ی سبک وزن که هسته نامیده می‌شود از یکدیگر جدا شده‌اند. ساندویچ پنل در هر مکانی که نیاز به ترکیبی از استحکام ساختاری بالا و وزن سبک باشد کاربرد دارد. هسته، صفحات را در موقعیت مناسب نگه می‌دارد و مقاومت در برابر نیروهای برشی و خصوصیات عایقی را ایجاد می‌کند. در حالی که صفحات، دوام، مقاومت در برابر شرایط جوی، ضربه، مقاومت در برابر نیروهای کششی و فشاری را فراهم می‌کنند.

سیستم‌های روکش کامپوزیتی برای مدت زمان قابل توجهی مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند. به ویژه برای ساخت وسایل نقلیه مانند قطار و هواپیما، اما توسعه‌ی ساندویچ پنل های پیشرفته در ساختمان‌ها برای اولین بار در دهه‌ی 1930 آغاز شد و پس از جنگ جهانی دوم به محبوبیت فزاینده‌ای دست یافتند.

ساندویچ پنل های مدرن در شکل‌های مسطح (flat)، خم (bent)، منحنی (curved) و به هم پیوسته (joined together) هستند که بسته به عملکرد مورد نظر می‌توانند در طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها، پوشش‌ها، ضخامت‌ها، جزئیات لبه‌ها و پروفیل‌ها در دسترس باشند.

ساندویچ پنل ها به دلیل سبکی وزن، مقاومت در برابر خمش، ظرفیت بالای جذب انرژی، تولید و تعمیرات آسان و دیگر خصوصیات منحصر به فرد، در صنایع مختلف به ویژه صنعت ساختمان به عنوان روکش خارجی برای ساختمان‌های یک طبقه و چند طبقه و به طور کل درهر مکانی که نیاز به مقاومت در برابر هوا، بارندگی، باد و… است، به طور وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ساندویچ پانل ها همچنین برای ایجاد پوشش‌های عایق بندی داخلی، پنل های سقفی، پارتیشن در سردخانه‌ها، و دیوارهای داخلی ضد حریق کاربرد دارند.

عملکرد و بازدهی این ساندویچ پنل ها به شدت وابسته به مواد اولیه‌ی مورد استفاده برای ساخت، ضخامت هر کدام از لایه‌ها و هندسه‌ی کلی ساندویچ پانل است.

خواص ساندیچ پنل

روش تولید مقرون به صرفه
عایق حرارتی عالی
نصب سریع و آسان
سبک وزن و بادوام
ثبات ابعادی
مقاومت شیمیایی و بیولوژیکی
سازگار با محیط زیست
جاذب غیر آب
مقاومت در برابر سرما و گرما

کاربردهای ساندویچ پنل

ساختمان‌های صنعتی و کارخانه‌های فرآوری
ساختمان‌های موقت
انبارها و ساختمان‌های ذخیره‌سازی
ساختمان‌های کشاورزی
مراکز خرید
ساختمان‌های حمل و نقل
پارتیشن‌های دیوار داخلی
مراکز توزیع
پایانه‌های فرودگاه
مراکز خرید و سوپرمارکت‌ها / هایپرمارکت‌ها
موزه‌ها و تئاترها
نمایشگاه‌ها و دفاتر تجاری
اتاق‌های تمیز و کنترل
سقف‌های عایق‌بندی شده
روکش‌های دیواری
کابین‌های قابل حمل
مراکز بهداشتی و مدارس، استادیوم‌ها، انبارها

صفحات ساندویج پنل ها معمولاً از فلزات ساخته می‌شوند مانند: ورق فولاد گالوانیزه، آلومینیوم، ورق آلوزینک. با این حال، سایر مواد قابل استفاده عبارتند از: بتن پیش‌ساخته، تخته سیمان، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید (PVC)، تخته اکسید منیزیم (MgO)، نئوپان، تخته تراشه‌های جهت‌دار (Oriented Strand Board) OSB، پلاستیک تقویت شده با شیشه (Glass Reinforced Plastic) GRP.

ساندویچ پنل ها به طور معمول شامل یک هسته سفت و سخت پلی یورتان هستند، اما سایر مواد هسته نیز شامل موارد زیر می‌باشند:

فوم پلی استایرن منبسط (EPS)
فوم پلی استایرن اکسترود شده (XPS)
پشم معدنی (الیاف سنگ)
فوم فنلی اصلاح شده (MPHEN)
فوم پلی ایزوسیانورات (PIR)
الیاف فلز، کاغذ، رشته‌های کربنی
مواد لانه زنبوری (مانند پلیپروپیلن)

فوم ساندویچ پنل

فوم‌های پلی استایرن منبسط (EPS) و اکسترود شده (XPS)، پلی یورتان و پلی ایزوسیانورات (PIR) بیشترین کاربرد را به عنوان هسته‌ی ساندویچ پانل ها دارند.

فوم XPS (Extruded Polystyrene foam)

فوم سخت پلی استایرن اکسترود شده (XPS) در دستگاه اکسترودر به صورت فوم پیوسته تولید می‌شود. در اکسترودر، پلی استایرن ذوب شده و پس از افزودن ماده‌ی فوم‌زا (CO₂، فلوروکلروهیدروکربن تا حدی هالوژنه) از طریق یک نازل، اکسترود شده تا فوم تولید شود و سپس از یک ناحیه‌ی خنک عبور کرده و از طریق دستگاه دیگری به پنل تزریق شده و لبه‌ها تشکیل و سپس به اندازه‌های مورد نظر برش داده می‌شود.

فوم XPS نوعی فوم سلول-بسته است که فقط مقدار کمی از رطوبت را جذب می‌کند. XPS انعطاف‌پذیری کمی دارد. در برابر اشعه فرابنفش مقاوم نیست و در مکان‌هایی که احتمال آتش‌سوزی وجود دارد استفاده از این فوم توصیه نمی‌شود.

ویژگی‌های XPS

پیوند مولکولی بالا به دلیل روش تولید تزریقی
ایجاد ابعاد متنوع
عمر مفید طولانی و مقاوم در برابر پوسیدگی
قیمت مناسب

کاربردهای XPS

عایق پشت بام و سقف‌ها
هسته‌ی میانی ساندویچ پنل های دیواری و سقفی
عایق کف با ظرفیت بالا
عایق استخرها

فوم EPS (Expanded Polystyrene)

فوم پلی استایرن منبسط، یک نوع فوم سفید رنگ، سخت و سلول-بسته است که از دانه‌های جامد پلی استایرن تولید می‌شود. استایرن ساختار سلولی را تشکیل می‌دهد و پنتان به عنوان عامل فوم‌زا استفاده می‌شود.

تبدیل پلی استایرن قابل انعطاف به پلی استایرن منبسط شده در سه مرحله انجام می‌شود: پیش انبساط، تثبیت و قالب‌گیری

برای تولید EPS، دانه‌های پلی استایرن با ماده فوم‌زای پنتان آغشته می‌شوند، گرانول پلی استایرن در دمای بالاتر از C° 90 پیش فوم می‌شود. این دما باعث تبخیر ماده فوم‌زا شده و از این رو ماده پایه ترموپلاستیک را به 20-50 برابر اندازه اصلی خود می‌رساند. بعد از این، دانه‌ها به مدت 6-12 ساعت ذخیره می‌شوند و به آن‌ها اجازه داده می‌شود تا به تعادل برسند. سپس دانه‌ها به قالب منتقل می‌شوند تا در فرم‌های متناسب با کاربرد تولید شوند.

ویژگی‌های EPS

بازدهی و ذخیره‌ی انرژی مناسب
سبک وزن
هدایت حرارتی پایین
بی‌اثری شیمیایی
مقاوم در برابر باکتری‌ها
قیمت مقرون به صرفه
جذب رطوبت کم
از محدودیت‌های جدی فوم پلی استایرن حداکثر دمای عملیاتی نسبتاً پایین آن (حدود C° 80 ) است.

کاربردهای EPS

به عنوان عایق در صنعت ساختمان‌سازی
هسته‌ی میانی ساندویچ پنل های سقفی و دیواری
بسته بندی میوه‌ها سبزیجات و مواد غذایی

فوم PIR (Polyisocyanurate)

فوم پلی ایزوسیانورات (PIR)، پلی ایزو یا ISO، یک پلیمر گرماسخت است که در اثر ترکیب دو ماده شیمیایی، ایزوسیانورات و پلی ال و عوامل دیگر تولید می‌شود.

در طول فرآیند تولید، مواد مایع تشکیل دهنده‌ی فوم شامل ایزوسیانورات و پلی ال در حضور کاتالیست، عامل فوم‌زا، ماده ضد اشتعال و احتمالاً عوامل دیگر باهم مخلوط شده و در یک جریان رو به پایین پیوسته رسوب می‌کنند. یک واکنش شیمیایی گرمازا باعث می‌شود که مخلوط منبسط شده و فوم تشکیل شود.

این فوم شباهت زیادی به فوم پلی یورتان دارد اما هدایت حرارتی کمتر نسبت به فوم پلی یورتان، پایداری حرارتی بهتر و مقاومت بیشتری در برابر شعله نسبت به پلی یورتان دارد و به عنوان پنل عایق حرارتی سخت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های PIR

عملکرد حرارتی بالا
دانسیته‌ی پایین
چسبندگی خوب به صفحات پنل ها
بهترین انتخاب برای ساندویچ پنل های پیوسته (continuous)

کاربردهای PIR

عایق یخچال‌های تجاری و فریزر
عایق برای کشتی‌ها و وسایل حمل و نقل مانند واگن‌های ریلی
عایق مکانیکی برای لوله
عایق برودتی، عایق آب سردکن‌ها

فوم پلی یورتان (Polyurethane)

یکی از مهم‌ترین فوم‌های مورد استفاده در ساندویچ پنل ها از نوع فوم سخت یا ریجید پلی یورتانی (Rigid polyurethane foam-RPU) است که نقش یک عایق را ایفا می‌کند. فوم ساندویچ پنل خصوصیت عایقی در برابر حرارت، آب و صدا در محل مورد استفاده را فراهم می‌کند و همچنین از تراکم رطوبت نیز جلوگیری می‌نماید. فو‌‌م‌های سخت پنل از ترکیب پلیول، ایزوسیانات با کاتالیست و عوامل فوم‌زا (مانند پنتان)، تحت فشار تهیه می‌شوند.

ویژگی‌های RPU

عایق صدا، رطوبت و گرما: ذخیره‌ی انرژی و هزینه‌های مربوط
ضدآب
قدرت چسبندگی بالا
مانع اشتعال
بادوام
ضریب هدایت حرارتی بسیار پایین
بازدهی بالاتر

کاربردهای RPU

عایق حرارتی و صوتی ساختمان‌ها
هسته‌ی میانی طیف وسیعی از ساندویچ پنل ها
عایق سردخانه‌ها

ساندویچ پنل ها با فوم پلی یورتان از دو روش پیوسته (Continuous) و ناپیوسته (Discontinuous) تولید می‌شوند. در تولید کانتیوس همه‌ی مواد مورد استفاده برای ساخت ساندویچ پنل باهم تحت فرایند قرار می‌گیرند و در انتها پنل تولیدی در اندازه‌ی مورد نظر برش داده می‌شود. در حالی که در تولید دیسکانتیوس مواد جداگانه تحت فرایند قرار می‌گیرند. به این طریق که لایه‌های بیرونی تولید و در اندازه مورد نظر بریده می‌شوند و سپس در یک دستگاه پرس، فوم تزریق شده و مونتاژ می‌شوند.

ساندویچ پنل با فوم پلی یورتانی دربسیاری از صنایع به خصوص صنعت ساختمان و حمل و نقل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در صنعت ساختمان ازساندویچ پنل های پلی یورتانی به عنوان نمای دیوار، روکش سقف و گاهی درها استفاده می‌شود. این ساندویچ پنل ها به خصوص در ساختمان‌های تجاری، سردخانه‌ها و کارخانه‌های مواد غذایی کاربرد دارند و می‌تواند به عنوان عایق عمل کرده و موجب حفظ ساختار شوند. قسمت اعظم این نوع فوم‌ها از طریق فرایندهای پیوسته تهیه می‌شوند در حالی که مابقی می‌توانند از فرایند ناپیوسته حاصل شوند.

در صنعت حمل و نقل ساندویچ پنل با فوم پلی یورتانی به عنوان پنل عایقی برای کامیون‌ها و خودروهای شخصی به کار گرفته می‌شود. بازده حرارتی بالای این پنل ها امکان استفاده از بخش‌های نازک را فراهم می‌کند و در نتیجه فضای بارگیری را به حداکثر می‌رساند. علاوه بر این، وزن نسبتاً کم پنل ها، مصرف بهینه سوخت را تضمین می‌کند. اکثر پنل های خودرو به صورت ناپیوسته تولید می‌شوند.

در مطلبی دیگر، مقایسه‌ای میان ساندویچ پانل های پلی یورتانی و پلی استایرنی انجام داده‌ایم. برای مطالعه این مقاله اینجا کلیک کنید.

گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر

منابع:

استفاده از مطالب مکرر بلاگ تنها با ذکر منبع و لینک مستقیم به مطلب مجاز می‌باشد و در غیر این صورت پیگرد قانونی خواهد داشت.

ساندویچ پنل