Профильные конструкции из ПВХ: анализ, устройство стеклопакета

Как только человек проделал первую дырку в стене своего жилища и затянул ее бычьим пузырем, сразу возникла необходимость в лишней охапке веток для очага. Исегодня до 17-20% тепла в обычном доме теряется через окна. За красоту больших витражей, зенитных фонарей, "французских" окон мы платим солидную дань- отапливаем улицу. Аможно ли уравнять теплопотери через тонкое стекло и солидную стену?

Кардинально решить проблему потерь тепла через окно могла бы только его новая конструкция, относительно недорогая и с высокими теплоизоляционными свойствами. Достичь сочетания этих качеств позволяют современные материалы, которые, как и дерево, хорошо противостоят механическим нагрузкам, колебаниям температур, обладают низкой теплопроводностью и не меняют своих свойств со временем и в зависимости от влажности и температуры окружающего воздуха.

Одно из первых решений для массового потребителя было найдено в середине 50-х годов с появлением в продаже конструкций из ПВХ (пластмассовых, или, как еще говорят, пластиковых, окон).

На российском рынке, по разным оценкам, от50 до70% окон изготавливается из профиля немецких и австрийских производителей. Широко используется продукция таких фирм, как REHAU, KBE, KOMMERLING, BRUGMANN, HTTROPLASTAG (торговая марка Trocal), GEALAN, VEKA, SCHUCO, SALAMANDER, THYSSEN, а также PLASTMO (Дания), DECEUNINCK (Бельгия), TRYBA (Франция) и др. Их опыт успешно используют и отечественные производители (15-25% объема продаж). Похоже, что число фирм, изготавливающих у нас пластиковые окна из своего или покупного профиля, превышает 100. Кстати, большинство крупных компаний по коммерческим соображениям предлагают окна из различных материалов, включая ПВХ, дерево, аллюминий, и разных профильных систем. Эту политику проводят, например, «ОКНА РОСТА», «ЕВРООКНА», «ОКНА МОСКВЫ», «БАМО», «НОВЫЕ ОКНА», «ХОББИТ», «СТМ+», «СВЯТОК», «МОСКОВСКИЕ ОКНА» и др.

ПВХ-окна делают по обычной конструктивной схеме: оконная коробка (рама), остекленный переплет и подоконный блок. Переплеты состоят из створок и фрамуг, глухих или открывающихся. Между створками могут стоять опорные перекладины (импосты). Ав штульповых окнах створки опираются друг на друга без импоста. Предлагается 8схем движения створок: их повороты вокруг разных осей и в разные стороны, а также скольжение. Это требует специальной фурнитуры. Для остекления применяют герметичные стеклопакеты. Рама вставляется в проем с зазором. Учтите, его величина очень важна- она зависит от состава уплотнителя и размера окна. Более того, зазор следует герметизировать не одним, а несколькими материалами с различной воздухопроницаемостью. На всех этапах изготовления и монтажа окон приходится учитывать специфику ПВХ-материала. Ведь конструкции должны обеспечить высокую освещенность помещения, малые потери тепла, защиту от дождя, ветра и шума, а также достаточное поступление внутрь дома свежего воздуха. Выполнить все эти требования «по высшему разряду» очень сложно, поскольку улучшение одного, как правило, сопровождается ухудшением другого. Приходится искать компромисс. Для ПВХ-окон это совсем не просто. Давайте посмотрим почему.

Так чем же они хороши?

Первые профили представляли собой обтянутый ПВХ стальной каркас, который в современных системах трансформировался в стальной усилительный вкладыш. Чтобы улучшить теплоизолирующие свойства ПВХ-материала, из него стали делать профиль, в поперечном сечении которого предусмотрели несколько полостей. Их называют камерами. Последние отделены друг от друга тонкими стенками. Наружные стенки делают прочными, толщиной около 3мм. Чтобы профиль меньше прогибался от внешней нагрузки, в одну из камер обычно вставляют усилительный вкладыш, чаще П-образной формы, выполненный из листовой оцинкованной стали. Профили режут на куски нужного размера (порезультатам обмеров оконных проемов у заказчика) и соединяют эти куски сваркой, что повышает жесткость всей конструкции. Но к сожалению, отремонтировать переплет или раму нельзя- профиль заменяют целиком.

Для окон используют специальные стеклопакеты, собранные из отдельных листов стекла так, чтобы между ними оставались промежутки, герметично уплотненные по торцу. Витоге пакет состоит из нескольких изолированных друг от друга камер. Их число может доходить до5, но наиболее распространены 1-2-камерные конструкции. Толщина пакета начинается от значения 16мм и редко превышает 49мм. Ведь у профиля должно быть место (фальц) для самого пакета и уплотнения.

Об устройстве и выборе стеклопакета надо говорить особо. Места прилегания створок к раме герметизируются уплотнительными элементами. Привычным лентам и шнурам дана отставка- теперь применяют многолепестковые и трубчатые уплотнители. Их вставляют в специально для этого предусмотренные в профилях пазы. Фурнитуру тоже используют специальную, ведь окна должны открываться в разных направлениях, да и надежно крепить ее в пластике непросто. Для размещения фурнитуры имеется отдельный паз вдоль профиля. Зато технологичность материала позволяет делать окна не только прямоугольной формы, но и арочные, стрельчатые и даже круглые.

ПВХ-окна хорошо сберегают тепло (дальше мы поговорим об этом подробнее). Они легкие, пропускают много света. На протяжении долгих лет остаются нарядными и герметичными. Не боятся дождей и морозов, не коробятся и не рассыхаются на солнце, не поддерживают горения, а после окончания срока службы идут на повторную переработку. Сегодня такие окна широко применяются в городских новостройках.

И чем они плохи?

Во-первых, свойства ПВХ-профилей (как и многих пластмассовых изделий) сильно зависят от качества сырья и соблюдения технологических режимов при производстве. Небольшие нарушения рецептуры или технологии- и сразу куча неприятностей. Например, белый профиль может со временем пожелтеть, а окрашенный (в объеме)- потускнеть. Или вдруг начнут провисать створки, из-за чего появятся сквозняки. Во-вторых, эти профили необходимо грамотно установить в проем. При неправильно выбранной величине и технологии герметизации монтажного зазора, недостаточном его утеплении возможно промокание стен или появление плесени. В-третьих, окна настолько герметичны, что возникают проблемы с поступлением в жилье свежего воздуха. Ниже мы расскажем, как их решить.

Ну и наконец, ПВХ-окна, как детище человеческого творчества, могут быть более или менее удачными. Ведь профили для них производят в составе целых обширных систем. Вкаждую входит большой набор профилей различного назначения (десятки наименований), чтобы из них можно было собрать окна под любой заказ. Отдельные профили для рам и переплетов, импосты, штульпы, штапики, уширители рам, отливы, козырьки- все возможные компоненты системы и не перечислишь. Выбрать лучшие на основании технической документации (неговоря уже о рекламных буклетах) не под силу не только журналисту, но и специалисту. Здесь нужны длительные стендовые испытания. Ивсе же постараемся отметить отдельные положительные, прогрессивные и, наоборот, отрицательные черты предлагаемой рынком продукции.

В погоне за призраком

Нефтяной кризис начала семидесятых заставил производителей профилей задуматься о дальнейшем уменьшении потерь тепла через них. Так появились трехкамерные модели, для которых сопротивление теплопередаче профиля R_опроф составило 0,5-0,6м²С/Вт. Акначалу XXIв. появились четырех- и пятикамерные системы (R_опроф = 0,7-0,85м²С/Вт) с большей монтажной шириной профиля- 60-70мм (производители пользуются выражением "глубина профиля"). Делать более 6-7 камер нецелесообразно, так как с ростом числа перегородок увеличиваются теплопотери через них.

Дальнейшая борьба за теплый профиль, вероятно, будет вестись при помощи специальных систем с теплоизолирующими вкладышами, размещаемыми в наружных камерах и полностью закрывающими створку окна. Подобные профили уже применяются в системах Clima-Design от REHAU (R_опроф = 1,4м²С/Вт) и ТhermoWin от фирмы КUММЕRLING (R_опроф = 1,1м²С/Вт). Но даже в двухкамерной системе Eurodur фирма КUММЕRLING, за счет вкладыша из стекловолоконной арматуры Intra Therm, добилась высокого теплоизоляционного показателя (R_опроф = 0,9м²С/Вт).

Однако следует выбирать окна не только с "теплым" профилем, но и с хорошим теплоизолирующим стеклопакетом. Ориентир здесь следующий: и для профиля, и для стеклопакета величина R_о должна быть не менее 0,55м²С/Вт. Если после установки конструкции температура поверхности стекла, обращенного в комнату, не опускается ниже 14С (зимой), считайте, что с окнами у вас все в порядке.

Фирмы совершенствуют не только технические параметры, но и эстетические качества и эксплуатационные свойства своей продукции. Для сбора и отвода воды, правдами и неправдами просочившейся сквозь уплотнения или образовавшейся в виде конденсата, нижние профили створок и рамы делают с фальцем, дно которого направлено наружу. Ав профилях от DECEUNINCK для этой же цели устраивают дополнительный дренажный паз глубиной 7,5мм. Далее вода из рамы может стекать через боковые отверстия, декорируемые заглушками (по типу S730 от REHAU, GLOBAL SHIELD, "ПИПАПЕН"), или через донные отверстия. Производители разными средствами повышают устойчивость системы (профилей, фурнитуры и стеклопакетов) к взлому. Для расширения цветовой гаммы окон предлагаются такие приемы, как ламинирование профилей (ихцена на 10-12% выше, чем окрашенных в массе) или оснащение их прочными коэкструзионными акриловыми покрытиями, как, например, в серии Trocal900 от HTTROPLASTAG (это увеличивает цену еще на 10-15%).

С целью разнообразить внешний облик зданий фирмы предлагают как разные формы лицевых поверхностей профилей, так и необычные схемы их взаиморасположения (окна с совмещенными или смещенными поверхностями рам и переплетов), а также великое множество накладных элементов. Деление площади окна с помощью накладок (горбыльков) и установка стилевых элементов приводят к оживлению фасадов (HTTROPLASTAG, VEKA, ALUPLAST, KOMMERLING, SCHUCO). Для домов с объемными фасадами появились системы с поворотными профилями (BRUGMANN, DECEUNINCK, TERMOPLAST).

Коробки широкие и узкие

Окна из ПВХ, установленные в наших многоэтажках, породили и некоторые проблемы. Вчастности, на откосах оконных проемов нередко конденсировалась влага, что приводило не только к повреждению отделки, но и к появлению плесени. Узким местом в системе сделался слишком короткий участок стены, перекрываемый оконной коробкой. Производители окон утверждают, что его теплоизоляционные свойства на 50-70% зависят от правильности установки конструкции, в частности- от заделки монтажного шва между оконным блоком и стеной. Основной признак грамотной технологии- устройство надежной пароизоляции внутренней части монтажного шва. Впротивном случае водяные пары из помещения поглощаются пенным уплотнителем, сразу снижая его теплоизолирующие свойства (намокающий шов будет промерзать, а через некоторое время просто разрушится).

Исследования, проведенные в лаборатории теплофизики Московского института типологии экспериментального проектирования (МНИИТЭП), показали, что стеновая панель по периметру окна теряет значительно больше тепла, чем экономит новая конструкция самого окна. Поэтому специалисты МНИИТЭП рекомендуют устанавливать в наших панельных домах оконные коробки толщиной не менее 120мм, чтобы она полностью перекрывала утеплитель, находящийся в середине панели здания. Вэтом случае температура на поверхности участков откосов, примыкающих к оконному блоку, будет выше 10С, что практически исключит выпадение на них конденсата даже при температуре за окном -26С.

В настоящее время коробки шириной 115-127мм выпускают почти все крупные производители ПВХ-профилей: КВЕ, HT TROPLAST AG, VEKA, REHAU, GEALAN (Германия), PLASTMO (Дания) и "РУССКИЙ ЩИТ" (WELTPLAST). Правда, окно с широкой коробкой стоит дороже обычного в среднем на $60-70. Но зато отпадает необходимость в утеплении откосов, что дает экономию в $80-120.

Но вышесказанное совсем не означает, что узкие коробки (50-70мм) не имеют права на существование. Они вполне могут быть использованы в тех домах, где утеплитель располагается снаружи. Вэтом случае коробка закрывается утеплителем с внешней стороны. Возможна также установка узких коробок в панельных домах, но тогда важно утеплить откосы внутри или снаружи. Второй вариант технически более надежен. Но, как правило, утепляют откосы внутренней части оконного проема, совмещая этот процесс с их отделкой. Тогда важно, чтобы между декоративной панелью и стеной не было воздушных промежутков или поглощающего влагу утеплителя. Иначе в этих плохо вентилируемых местах будет конденсироваться влага, что чревато появлением плесени.

Два или три контура уплотнения?

Большая часть систем предполагает двухконтурную схему уплотнения рам: по внешнему и по внутреннему периметрам примыкания створки к раме. Всвою очередь, внешний контур может быть двух видов. При первом, наиболее распространенном, уплотнитель прижимается к наружной поверхности створки. Во втором варианте уплотняемая поверхность сдвинута ближе к середине сечения профиля (срединное уплотнение) и располагается или на самой раме (профили KBE, HTTROPLASTAG), или на створке окна (PLAFEN, TYSSEN, BRUGMANN, SCHUCO). Этот тип внешнего контура чаще встречается на многокамерных профилях.

Помимо внутреннего и внешнего уплотнения по притвору оконной створки, в ряде систем используют третье, среднее уплотнение (например, в системах от TRYBA, SALAMANDER). По существу, речь идет об объединении обоих разновидностей двухконтурного уплотнения. Третий контур (средний) улучшает звукоизоляцию окна. Остальные его преимущества, заявляемые в рекламе, равно как и недостатки, на самом деле являются свойствами двухконтурной системы со срединным уплотнением. Аименно: более надежная работа при сильном ветре, исключение попадания влаги на сложный механизм фурнитуры. Кнедостаткам подобных систем следует отнести менее удобный уход за фальцем (внутренней поверхностью) оконной рамы и небольшое (на 5-10%) увеличение стоимости всего изделия. Так, даже при откинутой створке средний контур задержит значительное количество уличной пыли или влаги, однако удалить грязь из пространства между наружным и средним уплотняющими контурами будет не слишком просто. Среди уплотнителей неплохо зарекомендовали себя сделанные из силиконовой резины или содержащие капроновый корд.

Проветривание

Отечественные окна эпохи развитого социализма, и поныне стоящие в подавляющем большинстве квартир, страдали многими недостатками, но обеспечивали надежный и быстрый воздухообмен в помещении во все времена года. Даже несмотря на титанические усилия хозяев по утеплению конструкций. Борясь со сквозняками, разработчики уплотнили все стыки. Но герметичность современных окон оборачивается серьезной проблемой: вквартире не хватает свежего воздуха и, как следствие, отсыревают стены и мебель.

Если рассматривать окна как единственный источник поступления воздуха в квартиру, то для трехкомнатной квартиры с четырьмя окнами каждое из них должно обеспечить доступ не менее 40-50м³ воздуха в час. Ипроисходить это должно постоянно, вне зависимости от времени года и состояния атмосферы.

Самое простое решение проблемы- это периодическое проветривание квартиры. Но к сожалению, оно по ряду причин не всегда возможно. Например: соседство шумной и запыленной автомагистрали, сильный мороз, ветер или дождь. Иглавное- кто захочет этим заниматься со скрупулезной периодичностью? Ачто делать ночью? На 8-10 часов оставаться в закупоренном помещении? Выйти из положения поможет фурнитура с функцией "щелевого" (или "зимнего") проветривания. При установке оконной ручки в определенное положение створка окна приоткрывается и/или откидывается таким образом, что образуется небольшая щель шириной от 2-3 до10мм (ROTO FRANK, МАСО, WINKHAUS, SCHURING, AUBI). Снаружи окно выглядит запертым. Правда, вряд ли кто-либо рискнет надолго оставить створку в таком положении без присмотра.

Регулировать поступление воздуха в квартиру, избегая сквозняков и в значительной мере сохраняя тепло- и звукоизоляционные свойства оконного блока, позволяет целая гамма различных устройств. Вветреную погоду воздух, проходящий по их каналам, теряет скорость, чего не происходит при откинутой створке. Примером наиболее простых из этих устройств могут служить вентиляционные планки и штапики или частично проницаемые уплотнители фирмы BRUGMANN. Фирма HTTROPLASTAG (система Trocal) предложила конструкцию Comfolip ($5-10), которая используется как среднее уплотнение и снабжена двумя лепестками, один из которых имеет отверстия. Внижней части окна удаляется наружное уплотнение. Проникающий через образовавшуюся щель уличный воздух поднимается вверх и поступает в квартиру через отверстия в лепестке среднего контура. При сильном ветре активизируется внешний лепесток и прикрывает отверстия первого.

Фирмы REHAU и КВЕ разработали системы дополнительной вентиляции 710S и Climabox ($40-50), которые устанавливаются на верхнюю часть оконного профиля между рамой и стеной. Световое пространство окна при этом практически не уменьшается. Устройства имеют клапан, который автоматически перекрывает воздушный канал при сильном ветре, и могут быть снабжены фильтром для очистки воздуха. Более производительный клапан Aeromat от SIEGENIA (1пог.м- $130) монтируется в створку окна между стеклопакетом и профилем. Обеспечивает приток воздуха от25 до40м³/ч, но, естественно, уменьшает световой проем. Предусмотренное в этой модели шумопоглощающее устройство позволяет снижать уровень внешнего шума на 30-40 дБ.

Все эти системы дополнительной вентиляции, работа которых основана на принципе разности наружного и внутреннего давления (Р), имеют не особенно высокую производительность. Ведь необходимый для их эффективного функционирования перепад давлений создается только в ветреную погоду и в зимнее время- за счет разницы температур воздуха снаружи и внутри.

Другой тип вентиляционных устройств использует французская фирма "АЭРЭКО". Всвоих моделях ЕНА, ЕММ ($50-80) она применяет клапан с механическим датчиком, реагирующим на изменения влажности в помещении. При повышенной влажности (70%) он обеспечивает приток воздуха (от35 до50м³/ч, в зависимости от типа устройства). Будучи установленными на нескольких окнах, приборы позволят создать необходимый воздухообмен в той части квартиры, где это особенно необходимо.

В общем, процесс поддержания нормального воздухообмена в квартире непрост. Выбор приборов дополнительной вентиляции должен быть сделан исходя из конкретных условий каждой квартиры. При этом способ установки вентиляционного устройства (на окно или вплотную к нему) целесообразнее обсудить при покупке окна, ведь это касается гарантий на него.

Цены

Цена конструкции в значительной степени зависит от стоимости ее комплектующих- стеклопакета, фурнитуры, профиля. Вцену оконного блока следует включить также его доставку и установку ($100-150) и затраты на различные "мелочи"- подоконники и отливы ($50-80), утепление и декоративную отделку откосов (1пог.м- $15-20). Если же используется широкая коробка, то окно с показателем R_oпр = около 0,6м²С/Вт обойдется вам в $170-260 (1м²). Глухое окно может стоить от$40 до$70 (1м²). Из различных профильных систем, используемых на отечественном рынке, самую низкую цену имеют отечественные профили: PROPLEX, WELTPLAST, PLAFEN. Кэконом-классу можно отнести продукцию фирм КВЕ, VEKA, PLASTMO, REHAU, к элитным- профили от КОММЕRLING, BRUGMANN, HTTROPLASTAG.

Характеристики некоторых систем ПВХ-профилей

Редакция благодарит фирмы "КВЕ ОКОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ", "ХТТРОПЛАСТ", REHAU AG+Co., «НПО ПЛАЗМАКОМ», ООО «ХАМЕЛЕОН», PALACE WINDOWS за помощь в подготовке материала.