Модули с внешним каркасом (как контейнеры) vs бескаркасные сэндвич-панели
Каркасные модули, построенные по принципу морских контейнеров, чаще всего имеют сварную стальную раму из швеллеров 100х50 мм, профильной трубы 80х80 мм и продольных связей сечением 60х40 мм. Стальные элементы покрываются антикоррозийным составом толщиной не менее 60 мкм, что соответствует классу защиты C3 по ISO 12944.
В основе лежит пространственная жёсткость конструкции, обеспечивающая сохранение геометрии при транспортировке автотранспортом или погрузке краном. Принципиально такие модули выдерживают 3–4 кратное штабелирование при нагрузке до 2,5 т на уровень.
При этом наружные и внутренние плоскости каркаса обшиваются металлическим профнастилом, ориентированным вертикально или горизонтально. Промежуточное пространство заполняется базальтовыми плитами плотностью 50–80 кг/м³, что даёт теплопроводность порядка 0,038 Вт/м·К.
С внутренней стороны крепится ориентированно-стружечная плита толщиной 10–12 мм или гипсоволоконный лист. В случае повышенной влажности — цементно-стружечные панели или влагостойкая фанера с обработкой стыков силиконовым герметиком.
Такие блоки собираются в заводских условиях, с полным монтажом окон, дверей, электрики и вентиляционных каналов. Размеры, как правило, не превышают 2,5×6,0 м, что объясняется ограничениями по транспортировке по СНиП 2.05.02-85 и шириной автоплатформы.
Общий вес стандартного модуля — от 1800 до 2800 кг в зависимости от состава обшивки и насыщенности инженерными узлами.
При монтаже на месте необходима выверка опор с погрешностью не более ±5 мм по уровню, чтобы не происходило диагонального перекоса, влияющего на закрытие проёмов. Под блок выставляют шлакобетонные столбики 400×400 мм или винтовые сваи Ø108 мм с оголовками под сварку.
Жёсткость каркаса позволяет избежать капитального фундамента при соблюдении СНиП 2.02.03-85.
Сэндвич-конструкции бескаркасного типа изготавливаются по другому принципу. Основу составляет несущий слой толщиной 100–150 мм из минераловатных или пенополистирольных плит, между двумя листами профилированного металла толщиной 0,45–0,55 мм.
Соединение листов с утеплителем производится методом диффузионной адгезии под прессом, без сварки или шурупов. В зависимости от нагрузки на изгиб используют панели с коэффициентом прочности не ниже 12 кг/см² на центральную часть.
Бескаркасные панели чаще применяются в стеновых ограждениях или для устройства кровель. Укладка ведётся с горизонтальной перевязкой швов, с обязательным применением Z- или C-профилей в местах сопряжений.
В местах проёмов, усиливающих проём, устанавливаются дополнительные закладные элементы — уголки 50х50 мм или коробчатые рамы. Подоконные отливы, откосы и примыкания оформляются доборными элементами из оцинкованной стали с полимерным покрытием толщиной 25 мкм.
Для утепления модулей, собранных по бескаркасной технологии, используют сэндвич-панели плотностью от 120 кг/м³ с обязательной огнезащитной обработкой краской класса КМ1. Установка производится при помощи самонарезающих винтов длиной 150–180 мм с шагом крепления не более 300 мм.
Стыки между плитами проклеиваются бутил-каучуковой лентой толщиной 3 мм и герметизируются полиуретановым герметиком.
Одним из преимуществ модульных решений на основе каркаса является возможность быстрого демонтажа и перемещения на новое место. Стальной остов с болтовыми соединениями допускает частичную разборку при сохранении эксплуатационных характеристик.
Конструкции из сэндвич-панелей монтируются один раз и в большинстве случаев не предназначены для повторной сборки, особенно при механическом повреждении краёв.
При расчёте тепловых потерь учитывают коэффициент сопротивления теплопередаче. Для стены из минераловатной панели толщиной 150 мм он составляет R = 150 / 0,038 ≈ 3,95 м²·К/Вт, что соответствует требованиям СП 50.13330.2012 для регионов с температурой -30 °C.
Для модуля с каркасом, при том же утеплении, но наличием мостиков холода в местах крепления профиля, фактическое сопротивление снижается до 3,2–3,4 м²·К/Вт.
Герметичность стыков важна при устройстве временных или сезонных зданий. Каркасные блоки соединяются через уплотнители толщиной 8–10 мм из EPDM-резины, с обвязкой металлическим П-образным профилем и креплением винтами с шагом 200 мм.
Панельные конструкции нуждаются в более тщательной подгонке элементов, особенно при многослойных стыках, где важно выдерживать совмещение всех трёх слоёв.
Монтаж модуля с каркасом занимает от 2 до 4 часов на объекте с учётом соединения инженерных сетей. Панельные здания требуют времени от 1 до 3 дней, включая раскрой, подгонку и герметизацию узлов сопряжения.
При этом монтаж сэндвич-панелей требует опыта обращения с крупногабаритными плитами — их габариты до 12 м по длине и масса 60–70 кг на м².
Кровли на основе модульных решений формируются из несущих стальных ферм и настила из гофролиста с утеплением по лагам. Конструкция выдерживает снеговую нагрузку до 180 кг/м² при шаге ферм 1,2 м.
Для бескаркасных вариантов используют панели с уклоном не менее 4° и усилением в зоне примыкания к стенам, с применением капельников и пароизоляционной мембраны с паропроницаемостью не выше 0,05 г/м²·ч.
В зданиях на основе панели отсутствует жёсткая пространственная рамка, поэтому жёсткость обеспечивается путём формирования жёсткой диафрагмы — объединения всех стен в единую систему за счёт замкнутых контуров. При длине здания свыше 12 м требуется установка компенсирующих термошвов с использованием эластичного слоя толщиной 30 мм.
Огнестойкость панельных блоков с минеральной ватой достигает REI 90, при условии установки противопожарных рассечек из негорючих материалов. Контейнерные модули без дополнительной защиты обеспечивают REI 45–60.
При размещении помещений с категорией пожароопасности В1 и выше, требуется устройство отсечек из гипсокартонных плит ГКЛО толщиной 15 мм в два слоя.
Инженерные коммуникации внутри панельных зданий прокладываются по внешним лоткам или через предварительно смонтированные каналы. У каркасных решений чаще предусмотрены готовые закладные под розетки, выключатели и распределительные коробки.
Это сокращает общее время монтажа и снижает вероятность повреждения изоляции при эксплуатации.
В районах с сейсмичностью до 7 баллов предпочтительнее использование контейнерного формата за счёт пространственной устойчивости. Панельные здания требуют дополнительных связей и анкерного крепления к фундаменту, а также армирования угловых зон для компенсации горизонтальных усилий.
Рамные модули допускают объединение в 2–3 этажные блоки с установкой лестничных пролётов и межэтажных площадок на сварные опоры.
Общая толщина стен контейнерного модуля составляет 160–180 мм, включая наружную обшивку 0,5 мм, утеплитель 100 мм, воздухозазор и внутреннюю обшивку. У панельных аналогов толщина 120–150 мм, без возможности прокладки внутренних сетей в теле панели.
Это стоит учитывать при проектировании электроснабжения и водопровода. В стенах рамных блоков коммуникации размещаются внутри за счёт полостей в профилях.