Характеристики и конструкции окон



Оконные конструкции защищают жилище от сырости, пыли, шума, а также других негативных факторов. В зависимости от материала, из которого изготовлена оконная конструкция, обладает различными характеристиками по теплоизоляционным свойствам, шумоизоляции, долговечности, экологичности и стойкости к атмосферным воздействиям.

Современные окна являются довольно сложной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

Также встречаются глухие окна из стеклоблоков. Такое окно можно с уверенностью назвать прозрачной стеной.

Оконные профили

Оконный профиль – это рама, которая удерживает стеклопакет. Различные виды оконных профилей отличаются материалом изготовления и внутренним строением.

Даже самые лучшие окна прослужат недолго, если при их монтаже были допущены ошибки. Лучше простые окна экономкласса, установленные профессионалами, чем дорогие немецкие окна, смонтированные любителями.

Выбор оконного профиля, его основных характеристик и фурнитуры осуществляется в соответствии с требуемой теплоёмкостью окна и с уровнем цены на его изготовление. Качество профиля и фурнитуры определяет внешний вид стеклопакета и его эксплуатационные характеристики: теплоизоляция, звукопоглощение, прочность и долговечность.

Погонажное изделие из дерева, поливинилхлорида (ПВХ), стеклопластика, стали или алюминия, либо их комбинаций, из которого производятся элементы окон — рамы и створки, называют — профилем.

Современные оконные профили для стеклопакетов изготавливают из поливинилхлорида (ПВХ), дерева или металла (алюминиевый профиль). Каждый из приведенных материалов имеет свои преимущества, определяющие его популярность и стоимость.

Нарезанные заготовки соединяются механическим способом или сваркой в рамочные элементы окна.

Как правило, для изготовления требуется набор, или «система», оконных профилей. Производители профилей и окон традиционно делят профильные артикулы на основные (рама (коробка), створка, импост, штапик) и дополнительные (соединители, расширители, декоративные профили и т. д.).

Деревянный оконный профиль

Самый древний материал для оконных рам. Деревянные профили могут изготавливаться как из массива деревянных заготовок, так и из клеёного бруса различных пород. Внешний вид современных деревянных окон схож с изделиями из ПВХ — переплёты в один слой, наличие стеклопакетов, многозапорной оконной фурнитуры с функциями откидывания и проветривания, наличие уплотнителей по периметру створки.

Одним из преимуществ деревянных окон, называемых продавцами, называется природное происхождение. Окрашенная лаком или краской древесина требует за собой постоянного ухода и регулярного восстановления декоративного слоя. Проблему разрушения под УФ-лучами лакокрасочного покрытия решают установкой на наружной части окна алюминиевых накладок, декорированных, как и пластиковые окна, имитирующими древесину плёнками. Материал, в силу своих свойств и возможных огрехов при производстве, подвержен короблению, гниению.

Деревянные рамы представляют самое дорогое, престижное оформление оконного проёма. Натуральному дереву требуется длительная сушка, тщательная пропитка антисептиком и защита от влаги. Поэтому стоимость деревянного окна на порядок больше пластикового профиля. Если древесина недостаточно высушена или неправильно обработана, то дорогие окна могут разрушиться через год после их установки.

Вид натуральной древесины создаёт престижный дизайн, привлекательную эстетику. При качественной подготовке дерево достаточно долговечно и надёжно. Лучшее дерево для изготовления оконных профилей – дуб, лиственница, более доступна древесина ольхи и сосны.

Недостатки:

Вариантом использования дерева для стеклопакетов является деревянно-алюминиевый профиль. В нём деревянный материал снаружи закрыт металлическими пластинами. Изнутри, с жилой стороны, рама демонстрирует натуральную древесину, с наружной стороны рама защищена от влаги металлом.

Алюминиевый профиль

Оконный профиль из алюминиевых конструкций — один из вариантов оконного остекления, определяющийся материалом, из которого изготавливаются рамочные элементы окна. Алюминий выдерживает перепад температуры от ?80 °С до +200 °С и выше. В человеческой среде обитания таких погодных условий, как правило, нет, поэтому алюминий для производства профиля пригоден в виде сплавов с магнием и кремнием, которые придают ему жесткость и прочность для сохранения формы конструкции под серьезными нагрузками.

В качестве материала для изготовления оконных алюминиевых конструкций применяются профили из алюминиевых сплавов, изготавливаемых методом горячего прессования по ГОСТ 22233-2001. Алюминиевые окна известны повышенной прочностью и нетребовательностью к дополнительному уходу или ремонту, но из-за высокой проводимости металла практически не сохраняют тепло.

В результате алюминиевые системы популярны для остекления балконов и лоджий. В зависимости от типа используемого профиля все оконные алюминиевые конструкции подразделяются на теплые и холодные. В теплых профилях, в отличие от холодных, используются термоизолирующие вставки (их коэффициент теплопроводности в 150 раз меньше, чем у алюминия), с помощью которых осуществляется разрыв горизонтальных стенок профиля, это исключает возможность промерзания окна.

Алюминиевые оконные профили изготавливают с небольшим количеством камер (две или три). Сам по себе металл является недостаточным теплоизолятором, из-за этого металлические окна холодные. Их, в основном, используют для остекления больших торговых территорий, аэропортов, но также и балконов и лоджий. «Тёплые» металлические окна обустраиваются термовкладышем, увеличивающим теплоёмкость профильной конструкции. Стоимость таких окон значительно выше, чем «холодных».

Металлическое окно характеризуется следующими преимуществами:

Недостатки:

Два основных вида профилей из алюминиевого сплава востребованы в различных строениях. «Холодный» алюминиевый профиль используется там, где необходима недорогая рама, хорошая прочность, без особых требований к сохранению тепла. «Тёплый» дорогой профиль устанавливается в отапливаемых помещениях для долговечного функционирования в условиях холодных зим.

ПВХ – профиль

Окна из ПВХ-профилей (в просторечии — пластиковые окна) начали массово производиться в Западной Европе и США в шестидесятые годы 20 века. Лёгкость обработки пластика, возможность проектирования и производства оконных элементов самых разнообразных форм и конфигураций, высокие эксплуатационные свойства окон из ПВХ-профилей (прежде всего — энергоэффективность) и сравнительно низкий порог вхождения в бизнес обусловили их широкое распространение во всём мире.

Оконные профили из ПВХ производят на специальных предприятиях методом экструзии. Специально подготовленное сырьё (т. наз. экструзионный компаунд) под давлением проходит через специальную матрицу — экструзионную фильеру, в которой формируется «тело» производимого профильного артикула. После выхода из фильеры профиль калибруется, охлаждается, на него наносится маркировка и наклеивается защитная плёнка для защиты от транспортных повреждений. Обрезка профиля происходит в конце экструзионной линии либо дисковой пилой, либо специальной термической гильотиной (разогретый металлический нож).

Пластик обладает высоким коэффициентом линейного расширения, легко изгибается. Для сохранения геометрической устойчивости окон из ПВХ в профили (за исключением некоторых артикулов, например, штапика) помещают, чаще всего оцинкованные металлические, усилительные вкладыши.

Достоинства:

Теплоизоляционные свойства обеспечиваются наличием пустотелых камер внутри. Благодаря стойкости пластика к воздействию атмосферных осадков, он не впитывает влагу, не разбухает, не гниёт и не трескается.

Недостатки:

Благодаря доступной стоимости, ПВХ-профиль стал наиболее популярным материалом для изготовления окон со стеклопакетами. Выпуском ПВХ занимаются десятки различных производителей. Их профили отличаются количеством камер и толщиной пластиковой стенки.

Характеристики оконного профиля ПВХ

  1. Количество камер – составляет от 2 до 8. Пустотелое пространство обеспечивает теплоёмкость профиля. Чем больше пустотелых камер, тем хуже рама проводит тепло.
  2. Коэффициент сопротивления теплопередаче – определяет теплоёмкость окна. Для территорий европейской части достаточный показатель составляет 0,6 – 0,8 м2·°C/Вт. Показатель 0,95 – 1,0 применяется для условий суровых зим и Крайнего Севера.
  3. Толщина внешней и внутренней стенки – измеряется в сечении профиля. Размер стенки 3 мм считается оптимальным. Профили класса «А» выполняются из поливинилхлорида толщиной 3 мм. Все другие (толщина меньше 3 мм) относятся к классу «В» и, исходя из классификации, используются в нежилых помещениях (магазины, кафе, торговые площадки). На практике, класс профиля не имеет критичного значения и профили класса «В» широко используются в жилых помещениях, что происходит не в ущерб качеству.
  4. Общая ширина профиля (монтажная ширина).
  5. Ширина стеклопакета, который можно монтировать в данный пластиковый оконный профиль. Чем толще стеклопакет (он может быть одно-, двух- или трёхкамерным), тем теплее окно.
  6. Наличие металлического армирования внутри профиля. По немецким стандартам толщина металлической пластины внутри окна должна быть не меньше 1,5 мм (для стандартных окон) и 2 мм (для габаритных крупных конструкций). В металлическую пластину крепится фурнитура, армирование обеспечивает прочность и долговечность профиля.

Популярные производители оконных профилей

REHAU – германский производитель, имеет собственное производство на территории России. На российский рынок поставляет шесть моделей профилей: 3-6 камер, ширина стандартного стеклопакета 32–40 мм, в широких стеклопакетах (86 мм) устанавливаются специальные стёкла, используется фиброволокно. Коэффициент сопротивления передаче тепла – от 0,64 до 1,05 (для профилей из фиброволокна). Производитель регламентирует, что коэффициент от 0,95 соответствует теплоёмкости кирпичной стены толщиной один метр.

KBE – германский производитель, имеющий два дочерних производства в России. Выпускает 8 моделей профилей с различными характеристиками: 3-6 камер, толщина стеклопакета от 32 до 52 мм. Коэффициент теплопередачи профиля КВЕ составляет 0,7 – 1,04.

VEKA – российско-германский производитель, компания VEKA Rus является дочерней компанией VEKA AG. Выпускает типовые блоки и нестандартные дизайнерские конструкции для оконных проёмов и балконов в соответствии с европейским стандартом RAL. Основные выпускаемые модели: Softline (для стеклопакетов от 4 до 42 мм, пять камер, коэффициент сопротивления теплопередачи 0,75), Softline 82 (ширина стеклопакета 24-52 мм, семь камер, коэффициент 1,0), Euroline (три камеры, стеклопакет 32 мм, коэффициент 0,64), Proline (четыре камеры, 4-42 мм, коэффициент 0,75), Swingline (6-42 мм, пять камер, коэффициент 0,77), Alphaline (элитный 6-и камерный профиль с высоким коэффициентом 1,04).

MONTBLANC – германский производитель, поставляет на территорию России четыре вида профилей от 3 до 6 камер (эко, термо, норд и гранд). Ширина стеклопакетов 32, 42 и 52 мм. Сопротивление теплопередаче составляет от 0,6 до 0,82 мм. Толщина рамы от 60 до 80 мм. Шесть воздушных камер укладываются в ширину 80 мм. Высокие теплосберегающие функции делают профиль популярным на территории России.

SALAMANDER (также Германия) – выпускает профили из 3, 5 и 6 камер с толщиной рамы от 60 до 92 мм. Размеры монтируемых стеклопакетов: 32 мм, 48 и 60 мм. Самый широкий профиль Salamander BluEvolution имеет сопротивление теплопередаче 1,0. Производитель регламентирует высокую взломостойкость окон (благодаря замкнутой системе армирования).

Schuco – немецкий производитель, выпускает 3 – 7-и камерный ПВХ-профиль для стандартного и энергоэффективного строительства. Максимальный коэффициент сопротивления теплопередаче – 0,94. Стеклопакеты толщиной до 36 мм. В широких рамах толщиной 82 мм есть возможность установки противовзломной фурнитуры. Также Schuco выпускает тёплые алюминиевые профили с количеством камер от 3 до 7, стальные профили для холодного остекления.

TROCAL – немецкий производитель, родоначальник отрасли, представивший на строительный рынок первое пластиковое окно (в 1954 оду). Занимается выпуском оконных профилей почти 60 лет. Ширина стеклопакетов от 30 до 58 мм. Четырёх-пяти камерный профиль, 70 и 88 мм монтажной ширины. Коэффициент теплопередачи составляет 0,82. Бессвинцовая технология позволяет устанавливать профиль в детских учреждениях (детские сады и школы).

Стеклопластик

Стеклопластик — гигиеничный, лёгкий, термостабильный, устойчивый к влажности, химическим веществам и механическим воздействиям материал.

Стеклопластик нашёл широкое применение в авиастроении, судостроении, ракетной промышленности. Попытки использовать стеклопластик для производства оконных рам предпринимались с конца 50-х гг. — в СССР, и намного позже в Канаде. Северная часть СССР схожа с климатическими условиями Канады, и проблемы с теплоизолирующими и другими потребительскими свойствами окон оказались одинаково актуальными для этих государств. Распространённые в Европе металлопластиковые ПХВ-окна совершенно не обеспечивают нужную теплоизоляцию в северном климате из-за конструктивных недостатков и свойств материала. Поэтому учёные серьёзно занялись разработкой технологий, обеспечивающих производство окон из стеклопластика отвечающим необходимым требованиям. Пути разработки технологии в СССР и Канаде оказались разными.

«Советская» технология производства оконных рам

В конце 1950-х — начале 1960-х начался бум жилищного строительства в СССР. Типовые жилые дома, сделанные из железобетонных панелей, имели унифицированный набор стандартов оконных проёмов. Гигантский объём однотипных «хрущёвок» требовал огромных затрат материальных ресурсов, в частности, древесины (в некоторые безлесные регионы лесоматериалы приходилось доставлять издалека) для изготовления окон, громадными оказались и трудозатраты на производство этих окон. В этих условиях созданная инициативная группа архитекторов, инженеров, химиков из разных институтов СССР (ЦНИИЭПжилище, ГИПРОпласт, Гипростроммашина и др.) в короткий срок разработала технологию производства оконных рам из стеклопластика и оборудование для их производства. По расчётам разработчиков, одинарный оконный переплёт из стеклопластика должен был иметь теплоизолирующие свойства двойного переплёта из древесины. Материалы для производства переплётов из стеклопластика должны быть максимально дешёвыми.

В начале 1960-х окна из стеклопластика выпускались на Саратовском заводе технического стекла, ими были укомплектованы два строящихся жилых панельных дома в Саратове.

Инициатива учёных не была поддержана в центральных органах власти и после смены заинтересованных в этой технологии руководителей в министерствах и на местах она была быстро забыта.

Технология производства оконных переплётов из стеклопластика основана на прессо-литьевом принципе. В алюминиевые пресс-формы в соответствии с размерами и формой оконного переплёта укладываются куски прямоугольной формы вспученного пенополиуретана (пенопластата), они оборачиваются стеклохолстом, пресс-форма герметично закрывается и нагревается, туда нагнетается полиэфирная смола. После застывания пресс-форма размыкается, извлечённое изделие покрывается декоративным слоем гелькоата, обеспечивающим гладкую, глянцевую поверхность переплёта, затем к раме прикручивается фурнитура, устанавливается стекло или стеклопакет, и изделие готово. Основное отличие от всех других «химических» оконных переплётов — внутренняя часть профиля переплёта не полая, а заполненная теплоизолятором, пенопластом, что является серьёзным преимуществом при учёте теплоизолирующих свойств окна.

В начале 90-х член-корреспондент Российской Академии архитектуры и строительства, проф. архитектуры Евгений Васильевич Кавин[9] — начальник отдела ЦНИИЭПжилища, автор конструкции оконного переплёта из стеклопластика, к. т. н. Юзеф Кивович Подольский, сотрудник проектно-конструкторского института «Гипростроммашина» (г. Киев, Украина) — руководитель создания производственного оборудования и другие специалисты попытались воссоздать производство стеклопластиковых оконных переплётов на базе специализированного предприятия ОАО «Тверьстеклопластик» (ген. директор Н. И. Лютов), но эти попытки не увенчались успехом.

Философия отечественной технологии производства окон из стеклопластика основана на одинаковом наборе нескольких типоразмеров оконных проёмов, то есть массовом строительстве жилых зданий с одинаковыми типовыми размерами окон, а современный рынок окон требует оконные переплёты разных конфигураций, форм и размеров. И, несмотря на вполне достойные потребительские качества разработанных отечественных стеклопластиковых окон (прекрасная теплоизоляция, универсальное остекление — обычным стеклом или стеклопакетом, возможность вбивать гвозди или саморезы, окрашивания разными красками, блестящая глянцевая поверхность рам), они так и не смогли стать достойными конкурентами окнам из других материалов, с гораздо более худшими свойствами. Но недостатки оказались не в самом окне, а в технологии производства, основанной на старом советском принципе «вала», изготовлении массы одинаковых изделий.

Фурнитура для окон

Фурнитурой называют совокупность металлических деталей, которые обеспечивают подвижное соединение различных элементов в общей конструкции окна. От качества фурнитуры зависит долговечность оконного изделия. Важно знать, что у знаменитых брендовых производителей есть дешёвые линейки менее качественной фурнитуры для стран Восточной Европы.

Виды оконной фурнитуры:

Уплотнители для окон

Кроме фурнитуры, конструкция окон со стеклопакетами использует уплотнители. Они обеспечивают необходимую изоляцию от шума и холода. Уплотнитель играет значительную роль в теплоизоляции и участвует в системе водоотвода, обеспечивают герметичность окна. Он должен идти по периметру створок и плотно прилегать к обеим поверхностям. Для его производства используют следующие материалы: каучук; силикон; специальную резину; резинопластик. Материал должен быть эластичным, мягким, но упругим, устойчивым к внешним воздействиям. Лучше ставить уплотнитель, изготовленный из этилен-пропилен-термополимер-каучука (EPDM).