Использование листов жесткого ПВХ на открытом воздухе

Пластики ПВХ (Kommerling)

Листы из сплошного и вспененного жесткого ПВХ показали себя на протяжении многих лет хорошо адаптированными для применения на открытом воздухе при самых различных условиях погоды и природной среды.

Листовой ПВХ типов KOMACEL, КОМАТЕХ и KOMADUR стоек по отношению к атмосферным воздействиям (в дополнение к влагостойкости), и поэтому в высокой степени пригоден для использования вне помещений. Это значит, что не следует ожидать никаких нежелательных изменений в их свойствах на протяжении многих лет при соблюдении основных правил крепления.

Листы белого цвета сохраняют свой цвет, окрашенные могут в некоторой степени изменять свой цвет в результате поглощения больших количеств солнечной радиации.

Желательно, чтобы листы, используемые на открытом воздухе (вывески, табло и т.д.), имели светлую поверхность (белую, светло-серую и т.п.) за исключением надписей. Не следует использовать большие по площади темные вывески из листового ПBX, так как они, как любой темноокрашенный предмет, поглощают значительное количество ультрафиолетового излучения и в результате этого могут получить повреждения. В связи с тем, что KOMACEL, КОМАТЕХ и KOMADUR являются термопластичными материалами, влияние температуры поверхности будет иметь большое значение. Чем темнее цвет и чем выше температура поверхности, тем значительнее размерные изменения (тем больше увеличивается длина).

График 1. Кривая изменения температуры поверхности листов ПВХ в зависимости от их цвета при максимальной температуре воздуха 36 С.

При использовании вне помещений, листы ПBX подвергаются значительным перепадам температур. Их размеры больше меняются в таких условиях, чем размеры листов из дерена или металла.

При установке рекламных щитов, отделке наружных стен и т.п. всегда следует принимать во внимание возможное тепловое расширение. Для всех термопластичных материалов изменение длины при изменении температуры характеризует коэффициент линейного расширения.

KOMACEL: α — 0,08 мм/м С
KOMATEX: α — 0,08 мм/м С
KOMADUR: α — 0,08 мм/м С

!!! Листы ПВХ фирмы KÖMMERLING отличаются высокой влагоустойчивостью, вследствие чего любое изменение длины изделия можно точно рассчитать, в отличие от продукции других фирм, которая подвержена дополнительным движениям, зависящим от переменной влажности материала.

Изменение длины зависит от максимальной ожидаемой температуры поверхности и длины используемого листа. Используя коэффициент линейного расширения α и зная цвет поверхности, можно рассчитать диапазон изменения длины по следующей формуле:

ΔI = I  α  Δt

где
ΔI — изменение длины (мм)
I — длина листа в нормальных условиях (м) при t=20С
Δt — разность температур (С)
α — коэффициент линейного расширения (мм/м С)

В качестве базовой температуры следует принять температуру при установке. Повышение температуры вызывает расширение (увеличение длины), понижение температуры — сжатие (уменьшение длины). Расчет возможного сжатия основывается на минимальной температуре наружного воздуха и холодное время года в соответствии с климатической картой.

Изменение длины ΔI может быть найдено также путем  обращения  к диаграмме, приведенной ниже.

Диаграмма зависимости изменения длины термопластов ПВХ под действием перепада температур.

В примере используются данные для белого цвета поверхности.
по оси X — располагаются значения длины I листа (м)
по оси Y — значения изменения длины (мм/м С)
по оси Y1 — значения разности температур Δt (C)

Пример 1: Δl = 1,5 х 0,08 х 60 = 7,2мм
Изменение линейных размеров листа длиной 1,5м при разности температур 60С составит 7,2мм
Пример 2: Δl = 3,0 х 0,08 х 60 = 14,4мм
Изменение линейных размеров листа длиной 3,0м при разности температур 60С составит 14,4мм

1. Листы, применяемые на сплошных стенах
   Применяя листы жесткого ПBX на сплошных стенах, следует позаботиться о том, чтобы они имели достаточную вентиляцию. Пространство для вентиляции должно составлять не менее 2 — 4 см. Должно быть достаточно места, чтобы позволять воздуху поступать в вентиляционное пространство и выходить из него во избежании перегрева термопластичного материала.
2. Отделка фасадов зданий (крупномасштабные вывески)
   При отделке фасадов большой площади необходимо убедиться в устойчивости Вашей конструкции. Для некоторых применений, например для рекламного фона на стадионах, где конструкции должны быть устойчивы к ударам и вибрации, рекомендуется использовать KOMACEL 19 мм или особо ударопрочный материал из ПВХ — KOMADUR.
3. Отдельно стоящие щиты
   При установке отдельно стоящих больших щитов, конструкция должна выдерживать возможные ветровые нагрузки. Для определения необходимых размеров бетонного фундамента производится статический расчет нагрузок.

Естественные изменения длины листов ПBX, используемых на открытом воздухе, требуют такой системы крепления, которая позволяла бы листам свободно расширяться и сжиматься при изменениях температуры внешней среды.

Один из таких методов — крепление при помощи винтов. В этом случае используются круглые или продольные отверстия, причем следят, чтобы зазор (люфт) между стержнем винта и краем отверстия был достаточным. Мы рекомендуем использовать полукруглые или круглые винты. Винты с конической шейкой использовать не следует, т.к. они могут заклиниваться в отверстиях и затруднять движение, вызванное расширением/сжатием. Следует обратить внимание на то, чтобы винты были затянуты так, чтобы лист имел достаточный свободный ход между отверстиями. Круглые или продольные отверстия следует закрывать большими шайбами. Они не дают головке винта проваливаться в отверстие. Продольные отверстия должны использоваться, когда закрепляемый лист имеет длину, превышающую 1,5 м.

При креплении листа из ПBX внутри зданий, где перепады температур обычно невелики, диаметру отверстия достаточно превышать диаметр стержня винта на 1-2 мм.

Таблица 1
Расстояние между точками закрепления винтами в зависимости от толщины листа

Пример 1. (круглые отверстия) см. рисунок 1

Рисунок 1

Рекламная вывеска, сделанная из листа KOMACEL белого цвета, размером 1500х1000х10мм, должна   быть закреплена на вентилируемой основе при помощи винтов. Необходимо определить изменение линейных размеров листа под действием перепада температуры и диаметр отверстий, которые необходимо будет просверлить.

Толщина стержня винта а выбирается равной 5 мм;

*Длина стержня винта должна быть достаточной, чтобы обеспечить надежное крепление
листа к стене и необходимый зазор между листом и стеной.

Изменение длины (основное изменение происходит вдоль линии экструзии):
I — длина листа в метрах, I = 1,5 м
α — коэффициент линейного расширения, α = 0,08 мм/м С
Δt — перепад температур (-30 С — + 43 С), Δt — 73 С

*Нижний предел температурного диапазона выбирается в соответствии с минимальной температурой воздуха в холодное время года, верхний предел — по графику 1, дающему возможность определить степень нагрева поверхности пластика в зависимости от его цвета и температуры окружающей среды.

ΔI — изменение длины листа под действием Δt:
ΔI = I  α  Δt
ΔI = 1,5 м  0,08 мм/м С  73 С = 8,76 мм округляем до 9 мм

*Округление дробных чисел производится до целых в большую сторону. Т.е. максимальное изменение длины листа (удлинение/сокращение) длиной 1,5м под действием максимального перепада температур будет составлять 9 мм.

**Вместо   этого   расчета   для   получения   значения   общего   изменения   длины   можно воспользоваться диаграммой, приведенной выше.

Диаметр отверстия d1 в точке неподвижного закрепления:
d1 = а + k, k = 2 мм (коэффициент рекомендован Производителем
d1 = 5 мм + 2 мм = 7 мм

*В случае использования темных цветов поверхности,  в особенности черного,  величина k должна быть больше  (4 мм), т.к.  поглощение тепла темными поверхностями происходит интенсивнее.

**Точка неподвижного закрепления выбирается посредине верхней линии расположения винтов. Эта рекомендация касается винтового крепления, при других видах креплении эта точка выбирается посредине нижней линии.
Расстояние между винтами (в соответствии с таблицей 1 данного раздела) около 50 см.

Диаметр отверстия, допускающего движение d2:
(чтобы найти это значение, необходимо учесть, что изменение длины уменьшается наполовину в каждую сторону от точки неподвижного закрепления)
d2 = ΔI / 2 + a
d2 = 9 мм / 2 + 5 мм = 9,5 мм округляем до 10 мм

Расстояние R от края листа до центра отверстия должно быть в 2,5 раза больше диаметра отверстия.
R = 2,5  d2
R = 2,5  10 мм = 25 мм (не менее)

Расстояние от стены до листа — 2-4 см
* Чем поверхность темнее, тем это расстояние должно быть больше.

!!! Необходимо закрывать отверстия шайбами, чтобы не допустить провала винта.

Пример 2. (продольные отверстия) см. рисунок 2

Рисунок 2

Как и в примере 1 используется лист KOMACEL, размером 3000х1000х10 мм.

ΔI = 3 м  0,08 мм/м С  73 С,  ΔI = 17,5 мм округляем до 18 мм
*Подробный расчет приведен в примере 1, также можно воспользоваться диаграммой.
Толщина стержня винта: а = 5 мм
Расстояние между винтами — не более 50 см

Диаметр отверстия и точке неподвижного закрепления:
d1 = 7 мм (расчет см. в примере 1)

*Несмотря на то, что отверстия для закрепления выполняются продольными, в точке неподвижного закрепления отверстие остается круглым.

Допуск по высоте отверстия, допускающего движение, достаточно принять равным 3 мм, т.к. в направлении, перпендикулярном экструзии, расширение/сжатие происходит в значительно меньшей степени, чем в направлении экструзии, т.е. вдоль листа.

Высота отверстия, допускающего движение h:
h = a + 3 мм
h = 5 + 3 = 8 мм

Длина отверстия, допускающего движение L:
L = ΔI / 2 + а
L = 18 / 2 + 5 = 14 мм

Расстояние от края листа до центра отверстия:
R = 25 мм, не менее (расчет см. выше)

Расстояние от стены до края листа — 2 — 4 см

!!! Изготовление продольных отверстий при достаточно большой длине листа (более 1,5м) технологически является более правильным, по если оно является затруднительным, можно без особого ущерба использовать вариант крепления, приведенный в примере 1.

Другая возможность крепления на открытом воздухе — рамное крепление с использованием U-образных направляющих, что хорошо подходит для больших вывесок. Как и в других случаях движение листов в результате расширения/сжатия должно приниматься во внимание.

Ассиметричные U-образные направляющие показали себя наиболее подходящими для этой цели. Следует обращать внимание на то, чтобы основа была достаточно вентилируемой. Соединения с учетом расширения должны рассчитываться в соответствии с вышеприведенным примером, графиком и диаграммой.

Пример 3.

Большая вывеска состоит из нескольких элементов KOMACEL размером 3000х1000х10мм (19мм), смонтированных в U-образной раме.

Необходимо принимать во внимание следующие подвижные соединения:

• H-образное сечение профиля между листами;
• боковой край рамы;
• верхний край рамы.

В данном случае необходимо знать насколько лист будет расширяться и на сколько сжиматься. Для этого следует произвести следующий элементарный расчет:

• за температуру отсчета принимается t = 20 С (температура установки). Ниже этой температуры будет происходить сжатие, выше нее — расширение
• для конкретных условий средней полосы России диапазон максимальных температур — 30 С — + 43 С (+43 С — температура поверхности листа при температуре окружающей среды + 30 С)
  сужение происходит в температурном диапазоне: -30 C — + 20 C, Δt = 50 С
  расширение происходит в температурном диапазоне: +20 С — + 43 С, Δt = 23 С
• сужение будет происходить в интервале: ΔI = 3 м  0,08 мм/м С  23 С = 12 мм
• расширение — в интервале: ΔI = 3 м  0,08 мм/м С  23 С = 5,52 мм
• общее изменение длины: ΔI общ. = 17,5 мм округляем до 18 мм
• размерное изменение ширины: Δb = 1 м  0,08 мм/м С  73 С = 5,84 округляем до 6 мм

Таким образом, следует принимать во внимание температуру в момент установки и рассчитывать размер подвижных соединений в соответствии с ней.

Информация, содержащаяся в данном разделе, представляет значения, полученные в результате наблюдения и опыта. Содержащиеся здесь цифры, приведенные для справки, могут изменяться в зависимости от применяемой Вами технологии и природных условий. Эти данные не являются обязывающими и не освобождают Покупателя от испытаний применяемого материала для определения его пригодности для предполагаемого использования.