ИСТОРИЯ SIP

Истоки

История строительства человеком того, что принято называть жильем, лишь немного короче истории самого человечества. Выйдя из пещер с десяток тысяч лет назад, древний человек озаботился в том числе и кровом.

К самым древним типам построек можно отнести два основных: легкие шалаши-навесы и более основательные землянки.

Со временем шалаши превратились в шатры, чумы, юрты, яранги, вигвамы – то есть простейшие каркасные конструкции, покрытые шкурами животных (или в дальнейшем тканями). А так как они были очень мобильными, то и предпочитали их в основном кочевые народы, промышлявшие охотой, рыболовством и скотоводством.

Землянки же — выбор земледельцев — постепенно вырастали из земли в бревенчатые конструкции, построенные по принципу палисада, сруба или каркаса с заполнением землей, глиной, соломой и так далее.

Шли века, человечество развивалось, совершенствовалось орудия труда, навыки, технологии, в том числе и строительные. Бревенчатые дома все больше превращались в знакомые нам сегодня срубы. В определенных регионах камень вытеснял дерево. А обычный камень — блочные материалы, такие как, например, кирпич. Где-то же, например, в Северной Европе, основным стало каркасное строительство – так называемые фахверковые дома.

Фахверк (чаще всего употребляется именно немецкое название Fachwerk) – это технология строительства, по которой конструкция, несущая нагрузки, исполняется в виде каркасных секций из диагональных деревянных балок, пространство между которыми заполняется, например, глинобитным материалом. При этом каркас не закрывается снаружи, благодаря чему такие здания имеют свой особый внешний вид.

Колонизация Америки выходцами из Европы и последовавшая позже индустриальная революция продолжили процесс трансформации строительных технологий. Фахверк превратился в простой каркас, обшивающийся снаружи доской или вагонкой, а со временем и фанерой. Каркасные дома строились бысто и легко, но строителям всегда хочется строить еще быстрее и еще легче.

В итоге, как когда-то палисад породил каркас, так каркасная технология породила технологию СИП (SIP) – технологию строительства из многослойных сэндвич-панелей, состоящих из конструкционных и теплоизолирующих слоев.

Наиболее важными характеристиками строительных материалов являются прочность и низкая теплопроводность . Как правило, это взаимоисключающие свойства. Материалы, обладающие высокой прочностью, имеют низкие теплоизоляционные свойства (металл, кирпич, бетон). А утеплители не обладают прочностью, так как это пористые и легкие материалы. Теплоизоляционные свойства обычных строительных материалов повышают за счет увеличения «пористости» (пенобетон, поризованный кирпич и т.п.). При этом существенно снижается прочность материала, а добиться существенной теплоизоляции не получается.

Хороших результатов можно достичь, используя конструкции из двух материалов, один обеспечивает теплоизоляцию, другой обеспечивает прочность конструкции. Например, кирпичный дом, утепленный снаружи пенопластом или минватой. Но подобное сочетание приводит к усложнению технологии строительства и соответственно увеличению стоимости здания.

Панели были использованы для строительства экспериментальных домов, которые постоянно контролировались на протяжении тридцати лет, а затем были разобраны и исследованы. За это время инженеры лаборатории FPL продолжали экспериментировать с новыми конструкционными материалами.

Этапы развития

1935 год. В Лаборатории лесной промышленности (FPL) США (г. Мэдисон, штат Висконсин) впервые появилась общая концепция конструкционной теплоизолированной панели. Инженеры лаборатории FPL считали, что фанера или шпон твердых пород дерева может взять на себя часть структурных нагрузок, действующих на стену. Их прототип конструкционной теплоизолированной панели был создан с использованием существующей на тот момент фанеры в качестве внешних слоёв «сэндвича» и теплоизоляционного материала внутри.

1936 год. Американский архитектор-новатор Фрэнк Ллойд Райт приступил к строительствупервого дома, спроектированного в рамках его концепции U.S.O.N.A. – недорогого «североамериканского» дома для среднего класса. Для уменьшения затрат в качестве конструкционного материала для ряда стен были использованы экспериментальные сэндвич-панели, состоящих из 3-х слоёв клееной фанеры и 2-х слоёв гудронированной бумаги (общая толщина — 57 мм). Данный дом был окончательно построен в 1937 году и существует до сих пор, хотя и подвергся частичной реставрации в 1983 году.

1937 год. В штате Висконсин был построено первое здание с применением в качестве наружных несущих стен сэндвич-панелей, разработанных FPL. Использование нового строительного материала привлекло внимание многих, в том числе и тогдашней Первой леди США — Элионоры Рузвельт. В течении долгих лет это здание эксплуатировалось как один из корпусов Университета Висконсин-Мэдисон и было разобрано лишь в 1998 году с целью перепланировки территории Университета.

1947 год. В этот и последующие годы было создано и протестировано большое количество вариаций сэндвич-панелей, одной из разновидностей которых были панели из фанеры и гофрированного картона. Одно из тестовых зданий, построенное с применением таких панелей было разбрано в 1978 году. В целом стены сохранили свои изначальные несущие характеристики, однако в некоторых наружных стенах «начинка» из гофрированного картона все же частично пришла в негодность.

1951 год. Немецкий химический концерн BASF представил свой «революционный утеплитель» — Styropor (вспененный пенополистирол, известный у нас как ПСБ — Пенополистирол Суспензионный Беспрессовый).

1952 год. Еще один американский архитектор, Элден Б. Доу (Alden B. Dow) (бывший учеником Фрэнка Ллойд Райта в 33 году, а так же сын Греберта Генри Доу, основателя Dow Chemical Company), будучи приверженцем идей энергоэффективности, проводит свои эксперементы по созданию конструкционного и теплоизоляционного материала. Результатом стал «кроманьонец» современных СИП-панелей — «сэндвич» из 2х листов клееной фанеры и пенополистирола. (Толщина панели Доу составляла те же 57 мм, что и панель Райта, но в данном случае 40 мм из них приходилось на утеплитель). Дома, построенные из этих панелей в городе Мидленд, штат Мичиган, считаются первыми домами из СИП, а сам Элден Б. Доу — первым специалистом по технологии СИП.

1959 год. Компания Koppers Company переоборудовала завод по производству автомобилей в Детройте в производственный комплекс по изготовлению СИП-панелей. Метод производства заключался в задувании предварительно вспененной стироловой пены между двумя слоями клееной фанеры и последующем склеивании всех слоев. Данная технология позволяла производить панели с хорошими несущими и теплоизоляционными характеристиками. Однако имела и свои недостатки — производственный процесс занимал очень много времени. Кроме того Koppers Company столкнулась с неожиданным сопротивлением профсоюзов плотников северных штатов, которые опасались, что если дома из СИП будут возводиться так быстро, то они потеряют работу. Бригады, собиравшие первые дома, специально затягивали процесс возведения дома почти вдвое. В ту эпоху дешевой энергии и недорогой рабочей силы СИП-панели были неконкурентными на рынке строительных материалов, поэтому фирма Koppers ушла из строительного бизнеса, чтобы заниматься холодильными модулями.

1960 год. Компания Alside Home Program (AHP) внесла ряд изменений в технологию производства панелей, что позволило сократить процесс с нескольких часов до 20 минут. Однако построив немногим меньше 100 домов Alside Home Program свернули производство панелей и перепрофилировали его под отделочные материалы, т.к. посчитали имеющийся спрос на свою продукцию недостаточным.

1965 год. Архитектурное бюро Woods Constructors (Санта Паула, Калифорния) начало применять СИП-панели в своих объектах. В течении 20 лет Джон Т. Вудс, Пол Вудс, Джон Д. Вудс и Фредерик Вудс продвигали технологию СИП в Южной Калифорнии. В апреле 1989 года Вудсы запатентовали концепцию модульных домов.

1982 год. На заводе Edison OSB была произведена первая партия ориентированно-стружечной плиты. Высокие физико-механические характеристики нового материала позволили заменить им клеенную фанеру во многих областях, в том числе и в технологии СИП. Фактически именно в 1982 году технология СИП начала существовать в том виде, в котором мы знаем ее сейчас.

1990 год. Производителями СИП в США была образована Ассоциация Производителей Конструкционных Теплоизоляционных Панелей (Structural Insulated Panel Association — SIPA). Данный инструмент позволил продвинуть технологию и ее применение в строительстве на новый уровень.

2001 год. Запущенно первое Сип панельное производство в России.

2005 год. Создана в России Ассоциация домостроительных технологий СИП.