ساندویچ پنل

ساندویچ پنل

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.

فوم xps
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 EPS

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.

فوم PIR
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.

فوم پلی یورتان
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.

گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر

منابع:

به اشتراک بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *