Поликарбонат в стротельстве

Применение в архитектуре светопрозрачных конструкций до эры полимеров было возможным только с использованием минерального стекла. Однако у этого материала имеется ряд недостатков, главные из которых хрупкость и большой вес. Альтернативой стеклу сегодня стали акрил и поликарбонат. Если сравнивать эти два материала, то поликарбонат дешевле, прочнее и эластичнее.

Поликарбонат – это полимер, свойства которого позволяют использовать его как светопрозрачный элемент различных конструкций. Физические характеристики поликарбоната говорят о его стабильности в широком температурном диапазоне -45…+120 °С. По сравнению с обычным стеклом поликарбонат имеет в сотни раз большую ударную прочность. При сильном ударе он может деформироваться, сломаться, но не рассыпается на кусочки. И все же при всех своих преимуществах поликарбонат ни в коем случае не противопоставляется стеклу, поскольку сферы применения этих материалов расходятся.

В строительстве используется поликарбонат двух видов – монолитный и сотовый. Первый вид, понятно, представляет собой сплошной слой прозрачного полимера, а второй вид – это структурное изделие, элементы которого расположены в двух плоскостях. Проще говоря, сотовый поликарбонат – это листы из тонкостенного прозрачного пластика с полыми ячейками внутри. Данный вид материала также может встречаться под такими названиями, как структурный или канальный поликарбонат.

Исходное сырье, из которого производят сотовый поликарбонат, – это прозрачные гранулы. Поставщиками поликарбонатного сырья являются многие зарубежные химические производства. Поликарбонат, используемый в строительстве, выпускается как в виде ровных листов, так и отформованный в различные полукруглые формы. В процессе производства монолитный лист поликарбоната после медленного разогрева и ряда манипуляций приобретает ребра жесткости, которые впоследствии примут на себя несущую функцию. Ячеистая структура сотового поликарбоната придает ему качества теплоизолятора.

Из листов сотового поликарбоната можно делать навесы, стены и перегородки различных конструкций, накрывать им теплицы, использовать как для плоских, так и в арочных кровель, а также, так называемых «фонарях». Сотовый поликарбонат обладает:

•  самонесущей способностью; 
•  малым удельным весом (1,5…3,5 кг/м²);
•  теплоизоляционными свойствами (сопротивление теплопередаче 3,9…2,0 Вт/м²С, в зависимости от толщины и количества стенок (4-16 мм)); 
•  ударопрочностью; 
•  прозрачностью; 
•  высокой химической стойкостью. 

Как и у любого другого материала, у поликарбоната имеются и собственные недостатки. В первую очередь это значительное температурное расширение, которое может стать причиной нарушения целостности конструкции при больших площадях поликарбонатного покрытия, если смонтировать его неправильно. Данный недостаток поликарбоната компенсируется техническими решениями, которые учитывают диапазон его подвижек в конкретно взятом случае (тема термического расширения будет затронута ниже в главе «Монтаж поликарбоната»).

Как и все пластики, поликарбонат легко поцарапать, поэтому его монтаж лучше выполнять, не снимая защитной пленки. Со временем, открытые участки поликарбоната, бомбардируемые твердыми частицами пыли, матируются, что также отражается и на светопропускных свойствах материала. Это необходимо учитывать при создании из данного материала элементов репрезентативных зон.

 Наиболее популярные области применения сотового поликарбоната – прозрачные кровли, навесы, теплицы. Вертикальные светопрозрачные конструкции из поликарбоната сооружают довольно редко, хотя такому его использованию ничто не мешает. Поликарбонатом, к примеру, можно «остеклить» веранду или огородить зону отдыха. Он находит широкое применение в инустриальном и муниципальном строительстве. Сотовым поликарбонатом накрывают торговые площади, спортивные и игровые площадки, бассейны, остановки общественного транспорта и другие сооружения. 

Панели из сотового поликарбоната встречаются различной толщины – от 4 до 25 мм. Иногда можно встретить и более толстый материал 32 и более мм, но это – многослойный поликарбонат специального назначения и на нашем рынке практически не предлагается. Стандартные размеры поликарбонатных панелей 210×600 и 210×1200 см.

Сотовый поликарбонат толщиной 4-6 мм не считается конструкционным, ввиду его низкой несущей способности. Узкие ребра жесткости, составляющие сотовую структуру данного материала, не могут справляться с большими ветровыми и снеговыми нагрузками. Тонкий поликарбонат в основном используется вместо обычного стекла в рекламной индустрии и внутри помещений (медицинские учреждения, учебные заведения, офисы). В строительстве рекомендуется использовать сотовый поликарбонат толщиной от 8 мм. Выраженный теплоизоляционный эффект у этого материала появляется при толщине от 20 мм.

Поликарбонат, а именно его сотовая форма, широко используется в тепличных хозяйства. Придя на замену стеклу и полиэтилену, сотовый поликарбонат принес с собой огромное облегчение аграриям. Раньше град или ураган уничтожал прозрачную крышу теплицы, нанося хозяйству огромный ущерб. Теперь, теплицам не страшен даже град величиной каштан. Поликрабонат, кроме своей ударопрочности, оказался полезным еще и тем, что способен рассеивать жесткий солнечный свет, благодаря чему нежные листья растений избавлены от ожогов. Параллельно с этим сотовый поликарбонат в буквальном смысле создает для растений тепличные условия, удерживая температуру внутри теплицы намного дольше, чем однослойное стекло или пленка.

Как известно, фотосинтез растений возможен только с участием ультрафиолетовых лучей, поэтому светопрозрачный материал для теплиц должен обеспечивать его проникновение внутрь. Коэффициент пропускания УФ-лучей у поликарбоната ниже, чем у минерального стекла, однако того количества ультрафиолета, которое сквозь него проходит, вполне хватает для нормального развития и высокой урожайности.

В теплицах рекомендуют использовать сотовый поликарбонат толщиной 8 мм, поскольку такие листы одновременно обладают достаточно светопропускной способностью, прочностью и, что немаловажно, имеют невысокую цену. Ряд производителей предлагает специальный сотовый поликарбонат, одна из сторон которого имеет антиконденсационное покрытие: капли конденсата не скапливаются и не снижают светопропускных характеристик материала.

Монтаж поликарбоната

Наиболее важным моментом монтажа сотового поликарбоната является его нежесткая фиксация, необходимая для возможности свободных подвижек пластика, вызванных температурным расширением. Второй момент – правильный расчет шага продольных несущих элементов опорного каркаса. Этот шаг зависит от самонесущий способности материала, которая, в свою очередь, зависит от высоты ребер жесткости, формы их профиля, а также наличия дополнительных усиливающих элементов (крестовины, волна и т.п.). Для поликарбоната толщиною 8-16 мм шаг должен быть максимум 70-100 см соответственно. Панели тоньше 8 мм могут крепиться с шагом более 100 см.

Одна из сторон сотового поликарбоната имеет специальное покрытие, защищающее материал от солнечного ультрафиолета. Обычно сторона, обращаемая вверх, имеет защитную пленку с рисунком и информацией по монтажу. Если прикрепить листы вверх ногами, то они вскоре станут ломкими и быстро разрушатся.

Канальная структура поликарбоната позволяет очень легко резать его в продольном направлении, причем делать это можно даже обычным обойным ножом. Однако в поперечном направлении его удобнее всего резать циркулярной пилой с мелкими неразводными зубьями, со скоростью 3200 об/мин.

Сотовый поликарбонат можно изгибать по продольной оси относительно направления каналов. Для получения прямого угла один из каналов подрезается изнутри так, чтобы после изгиба внешняя оболочка осталась целой.

К несущей конструкции поликарбонат крепится болтами или саморезами, защищенными от коррозии. Отверстие под них высверливается между ребрами жесткости и на 50-70% больше диаметра крепежного элемента. Запас необходим для того, чтобы при температурных расширениях у листа оставалась возможность свободного хода. Специалисты рекомендуют крепить поликарбонат через термошайбы, оснащенные силиконовой прокладкой. Эти шайбы надеваются на саморез перед ввертыванием. Диаметр термошайбы должен быть не менее 30 мм, чтобы она могла полностью перекрывать увеличенное отверстие, сохраняя тем самым герметичность кровли. Саморезы не нужно дожимать до упора, и тем более так, чтобы на поликарбонате в месте крепления образовывалась воронка.

Для соединения листов между собой используются специальные Н-образные профили. Защитную пленку при выполнении соединения следует снимать, однако достаточно освободить полоску шириной 4-5 см. С остальной поверхности пленка снимается только после окончания всех монтажных работ. Лист поликарбоната должен вкладываться в профиль минимум на 2 см или на ширину двух ребер жесткости. При этом оставляется 5 мм зазор на случай температурного расширения.

Торцы сотового поликарбоната, оставшиеся открытыми, оклеиваются фольгированной лентой: верхний край – сплошной, нижний – лентой с перфорацией. Отверстия внизу необходимы для возможности выхода конденсата, образовавшегося внутри каналов. Если торцы оставить открытыми, то они быстро станут домом для насекомых, загрязняться и станут выглядеть неряшливо. В ответственных местах поликарбонатные панели уплотняются нейтральными герметиками, но только не акриловыми.