Армирование. Почему коробит окна или зачем нужно армирование

Металлопластиковые окна, или просто пластиковые, как их чаще называют в обиходе, уже давно превратились из роскоши в одну из общепринятых норм комфортного жилища. Они могут быть установлены как в деревянных, так и в кирпичных или панельных домах. Стоят такие окна немного дороже деревянных (речь идёт об обычных окнах из дерева, а не о «элитных» моделях), но при этом значительно дольше сохраняют все свои функциональные качества и привлекательный внешний вид.

Правда, это заявление справедливо только в тех случаях, когда речь идёт о действительно качественных пластиковых окнах. Дело в том, что существует достаточно большое количество нюансов, на которые необходимо обратить внимание при покупке. В противном случае вы рискуете тем, что через очень короткий промежуток времени в некоторых случаях окна, если и не придут в полную негодность, то их теплоизоляционные качества и внешний вид могут весьма и весьма ухудшиться.

Как же обезопасить себя от подобных неприятностей и быть уверенными, что заплаченные за окна деньги не будут выброшены на ветер? Ответ прост – при покупке окон необходимо обратить внимание на несколько моментов, каждый из которых мы и рассмотрим в этой статье.

Общие требования

Хорошие пластиковые окна должны отвечать трём основным требованиям:

  • хорошая тепло и звукоизоляция;
  • привлекательный внешний вид;
  • безопасность.

Казалось бы, требований не так много. Но дело в том, что пластиковые окна представляют собой довольно сложную конструкцию, состоящую из большого числа различных элементов. Только в том случае если все эти элементы будут достаточно качественными, а их сборка будет проведена в соответствии со всеми требованиями, окна будут соответствовать перечисленным выше требованиям, причём не один-два года, а как минимум 10-15 лет. Итак, давайте рассмотрим все элементы пластикового окна: оконный профиль, стеклопакет и фурнитуру.

Качественное пластиковое окно - тепло, безопасно, долговечно

Оконный профиль

От качества оконного профиля более чем на 50% зависит качества окна в целом. Поэтому к его выбору стоит подойти максимально ответственно. Можно, конечно, просто приобрести окна из профиля известной марки, но даже приобретая «брендовые» REHAU или Salamander Streamline имеет смысл обратить внимание на некоторые мелочи. А уж если речь идёт о профиле менее именитых производителей, то ему стоит устроить настоящий «допрос с пристрастием». Итак, при выборе оконного профиля нужно обращать внимание на следующие моменты.

Количество воздушных камер


Чем больше воздушных камер - тем ‘теплее’ окно

Одним из главных аспектов, влияющих на теплопроводность пластиковых окон, является количество камер в оконном профиле. Камера – это часть внутреннего пространства профиля отделённое пластиковой перегородкой. Каждая камера формирует отдельную воздушную прослойку и чем их больше, тем теплее в результате будет оконная рама. Минимальное количество воздушных камер в окнах две, максимальное -5. Естественно, профиль с большим количеством камер стоит дороже, так что вам придётся определять самостоятельно – немного сэкономить в том случае, если вы живете на юге, или не скупиться, если речь идёт о суровых северных широтах.

Эффект воздушных камер можно сравнить с тем, что в нескольких тонких хлопчатобумажных фуфайках находиться на морозе значительно теплее чем в одном толстом свитере.

Армирование

Окна не зря называются МЕТАЛЛОпластиковыми. И на их металлическую составляющую стоит обратить особое внимание. Называется она армирование и от её надёжности напрямую зависит надёжность всей оконной конструкции.

Армирование бывает двух типов – замкнутое и незамкнутое. Замкнутое армирование представляет собой замкнутый по периметру квадрат или прямоугольник и является максимально надёжным. Незамкнутые профили могут иметь П, Z и даже Г образную форму. Делается это по большей части с целью удешевления окна, но если на количестве камер сэкономить допускается, то вот на армирование этого делать совсем не стоит.


Г-образное армированние - самый дешевый, но далеко не самый лучший вариант

Во-первых, вес даже 2-х створчатого пластикового окна достигает 50-60 килограмм. При сильных порывах ветра такая конструкция испытывает достаточно большую нагрузку и может быть деформирована, особенно если в этот момент одна из створок окна была открыта.

А, во-вторых, открытая оконная створка при слабом армировании будет постепенно проседать под собственной тяжестью, что приведёт к перекосу всей конструкции. Конечно, это проблему можно решить с помощью регулировки оконных петель, но это дополнительные расходы на приглашённого мастера, да и петли имеют не бесконечный запас хода.

Одним словом, лучше выбирать профиль с замкнутым армированием толщиной не менее 0,7-1 миллиметр.


Замкнутое армирование рамы - наиболее надежный вариант

Проверить качество армирования, не видя торца профиля можно с помощью обыкновенного магнита. Если магнит «прилипает» к пластику, то армирование вполне надёжное, если же нет – от покупки таких окон стоит воздержаться.

Химический состав пластика

Оконный профиль делается из поливинилхлорида, при производстве которого используется свинец или цинк. Наличие первого в химическом составе пластика крайне нежелательно. И дело даже не в том, что «свинцовые» окна являются токсичными. Это неверное утверждение, поскольку так называемые «свинцовые пары» могут образовываться при температуре выше 250 градусов по Цельсию, то есть фактически при горении окон. Проблема в том, что дешёвый пластик, изготовленный с применением свинца, со временем начнёт терять свою белизну, а проще говоря, желтеть. Причём избавиться от этой желтизны уже не удастся – моющими средствами её не вымыть, да и покрасить пластиковое окно не получится.

Приобретая окна, обязательно потребуйте сертификат качества пластика и убедитесь, что он изготовлен с применением цинка, а не свинца.

Уплотнители

Завершая обзор оконного профиля нельзя не вспомнить о такой важной детали, как уплотнители. Эта кажущаяся мелочь может весьма сильно повлиять на качество окон и привести к проблемам устранить которые, увы, не удастся.

Дело в том, что жёсткая резина уплотнителя от перепадов температур в летний и зимний периоды может потрескаться (вспомните, что случилось со старым «советским» садовым шлангом на вашей даче). В результате через микротрещины внутрь стеклопакета попадёт влага в виде конденсата. Это приведёт к тому, что в летнее время окна будут запотевшими, причём протереть их изнутри у вас возможности не будет, а зимой и это самое неприятное, окно будет промерзать, что не только существенно ухудшит обзор, но и отрицательно повлияет на теплоизоляционные качества окна.

Чтобы избежать этого, рекомендуем выбирать оконный профиль с серыми, а не чёрными уплотнителями. По составу они схожи с тем материалом, из которого сделан уплотнитель на дверце вашего холодильника и который значительно лучше переносит даже самые большие перепады температур.


Оконные уплотнители серого цвета практически не боятся перепадов температур

Стеклопакет

Второй составляющей металлопластиковых окон является стеклопакет. Это герметичная конструкция, изготовленная из высококачественного стекла способна неплохо защитить вас как от холода, так и от нежелательного шума. Но, выбирая стеклопакет, также следует соблюдать несколько правил.

Однокамерный или двухкамерный?


Однокамерный и двухкамерный стеклопакеты

Главной характеристикой стеклопакета является количество камер. Однокамерный стеклопакет – это 2 стекла с одним свободным пространством (камерой) между ними. Двухкамерный – 3 стекла и соответственно 2 камеры. Естественно, двухкамерные стеклопакеты значительно теплее и практически на 100% изолируют помещение от нежелательного шума. Но и стоят они почти вдвое дороже, так что ставить их имеет смысл только в том случае если вы живете в холодных северных широтах или ваши окна выходят на стадион или железнодорожный вокзал.

Энергосберегающие стеклопакеты

«Промежуточным» вариантом между одно- и двухкамерными стеклопакетами являются стеклопакеты энергосберегающие. Это конструкция из двух специальных стёкол, пространство между которыми заполнено газом аргоном. Такие стеклопакеты сохраняют тепло почти в 2 раза лучше обычных, что практически приравнивается к показателям, которых достигают при помощи двухкамерных окон. При этом стоят энергосберегающие стеклопакеты существенно дешевле, так что их применение можно считать оптимальным вариантом.

Единственный недостаток энергосберегающих стеклопакетов это то, что они не могут обеспечить дополнительной звукоизоляции.

Вакуумные окна

Ещё одним «модернизированным» вариантом стеклопакетов являются так называемые вакуумные окна. Строго говоря, между стёклами в таких пакетах не полный вакуум, а просто пониженное давление, за счёт чего стекла плотнее прилегают к уплотнителям, что даёт возможность несколько улучшить теплопроводные качества окна.

Фурнитура


Надежная фурнитура - гарантия долговечности пластиковых окон

Фурнитура – это механизмы, которые обеспечивают отпирание-запирание окон, а также их фиксацию в различных положениях. К сожалению, самостоятельно проверить качество оконной фурнитуры вам практически не удастся, поэтому единственным вариантом не «попасть впросак» будет выбор фурнитуры проверенного производителя. На протяжении уже нескольких десятков лет бесспорным лидером в этой отрасли является немецкая фирма ROTO. Именно эту фурнитуру мы рекомендуем как самую лучшую.

Экономить на фурнитуре не стоит. Некачественные запорные механизмы могут со временем выйти из строя, к тому же они не всегда обеспечивают герметичное прижатие оконных створок друг к другу, что грозит появлением «старых добрых сквозняков».

Ламинация, шпросы и тонировка

Эти нюансы практически не влияют на основной функционал окон, а скорее отвечают за эстетическую сторону вопроса, но тем не рассмотреть их будет неправильно.

Ламинация


Поливинилхлорид (ПВХ) - это один из старейших искусственных материалов, который впервые получен во Франции в 1835 году химиком Анри Реньо. С 50-х годов ХХ века пластиковые окна стали активно вытеснять деревянные и алюминиевые. Сегодня их доля на рынке около 60%.

Достоинство ПВХ - биологическая и химическая инертность, а также дешевизна. Но его физико-химические свойства очень скромны. Поливинилхлорид относится к термопластам, т.е. из-за линейного строения молекул и их малой связи друг с другом, этот полимер быстро снижает механические свойства при повышении температуры. Поэтому не рекомендуется устанавливать окрашенные в темный цвет пластиковые окна на южную сторону, где поверхность профиля может нагреться более 80 °С под воздействием прямых солнечных лучей при температуре воздуха более 30 °С. Элегантным решением данной проблемы для темных окон станет применение коэкструзионного покрытия WOOD STAR за счет совершенно отличного от ПВХ состава из специального материала из акрилонитрил-стирол-акрилата (АСА), который совершенно не боится перегрева!

При понижении температуры модуль упругости ПВХ повышается, а значит, увеличиваются и его прочностные характеристики на растяжение, сжатие и изгиб. Однако, при этом усиливается хрупкость (снижается ударная вязкость). При понижении температуры ПВХ с 23 до 0 °С ударная вязкость падает вдвое. Оконные компании приостанавливают монтажи окон из ПВХ зимой при температуре воздуха меньше - 10 - 15 °С, когда риск хрупкого разрушения ПВХ значительно увеличен.

Известно, что длина двухметрового оконного профиля ПВХ при изменении температуры от -40 °С до +20 °С изменяется на один сантиметр. При смене времен года эксплуатационные свойства пластикового окна определяет коэффициент температурного расширения. Красивое окно начинает продуваться при морозах и заклинивать при жаре. Зимой наружная стенка профиля укорачивается, летом удлиняется, сторона профиля находящаяся в помещении не изменяет своих размеров. Поэтому профиль изгибается тем больше, чем больше разница температур между помещением и улицей. Рама коробится меньше, её держат крепеж окна к стене по всему периметру, а створка окна держится только петлями и запорами, т.е. имеет большую степень свободы, поэтому, при невыполнении технологических требований, возникают щели между рамой и створкой.


Известны случаи, когда в очень сильные морозы открыв створку на минутку, ее невозможно было закрыть из-за прогиба профиля внутрь. А в очень сильную жару импост на окне, из-за увеличения длины, может выгнуть в сторону открытой створки, что также сильно затруднить закрытие окна. Конечно, такие случаи очень редки и имеют место при экстремальных температурах. В Якутске самые практичные окна - это 2 глухие створки с маленькой форточкой 500х500 мм.

Прогиб оконного профиля ПВХ прямо пропорционален длине в квадрате, разнице температур лицевых стенок и обратно пропорционален толщине профиля (монтажной глубине). Для минимизации указанной проблемы ПВХ используется стальное армирование. Интересно, что стеклопакет тоже частично берет на себя роль армирования, например, низ типичной балконной двери, где стоит сэндвич, коробится сильнее, чем верхняя часть двери, где установлен стеклопакет. Это знает любой инженер по рекламациям, всю зиму бегающий по замерзшим заказчикам.

Данные для ПВХ-профиля с установленной стальной армировкой:


Из таблицы видно, что для рассмотренных сочетаний профилей армирование способно уменьшить прогиб в 3-4 раза. Важно не только наличие армировки, но и то, как она закреплена. Для максимальной передачи усилий с профиля на металл армирования, крепежные шурупы должны стоять как заклепки на крыле самолета - зигзагом.

Однако существует «принцип разумной достаточности». В различных профильных системах требования к правилам армирования незначительно могут различаются. Крайний крепеж ставится на 40-70 мм от края армировки и далее — с шагом от 250 до 400 мм. Меньшие значения используют для окрашенных оконных профилей. Если отступить от края больше, то свободный конец армировки практически не будет работать.


Обычно армировка располагается в ПВХ-профиле с некоторым зазором в 1-1,5 мм для компенсации допустимых отклонений геометрии самой армировки и внутренних стенок профиля. Если армирование прихвачено всего двумя шурупами, то дуга оконного профиля свободно изгибается, проворачиваясь на шурупах, как на шарнирах, не передавая усилий на армировку, пока не упрется во внутреннюю стенку.

Тонкие внутренние стенки — не самая надежная опора, да и 1 мм свободного люфта армирования достаточно для появления продувания через уплотнения. Крепление армировки по трем точкам устраняет проблему, даже если между крайними крепежами около 200 мм, даже если ГОСТ такого не требует.

Принципиально важно: армировка должна крепиться не менее чем в 3 точках даже на самых коротких участках.

Кроме термических деформаций, на систему «рама — створка» воздействует упругое сопротивление уплотнения. Оно создает дополнительную нагрузку, также действующую на выгиб профиля.

Притворные уплотнения обычно рассчитаны на вполне конкретный зазор между рамой и створкой. При расчетном зазоре усилие прижатия находится в нормальных пределах для обеспечения легкой работы фурнитуры и обеспечивает достаточную плотность притвора. При попытке уменьшить этот зазор сила противодействия сжатого уплотнения резко возрастает. И хотя напротив запорных элементов зазор уменьшается (лист бумаги невозможно вытянуть из под створки), повышенная нагрузка приводит к нерасчетному прогибу профиля, и в середине отрезка между запорными цапфами зазор, наоборот, увеличивается.

Как же велико бывает удивление инженеров по рекламациям, отчаявшихся безуспешно крутить прижимы на «зиму», и случайно отпустив их на «лето», обнаружить, что проблема сама собой устранилась. Для успешного функционирования уплотнения пластикового окна прижим не должен быть сильнее — он должен быть правильный!

До сих пор мы рассматривали термический прогиб незакрепленного профиля, но в реальном окне створка имеет несколько точек крепления через фурнитурные зацепы и петли к раме, которая, в свою очередь, также выгибается внутрь и имеет собственные точки крепления к проему, который уже можно считать неподвижным.

Реальная форма искривления будет иметь волнообразную форму, и размер зазора между рамой и створкой зависит от картины наложения этих изгибов.

Наилучшее совпадение изгибов, а значит, постоянство величины зазора на уплотнение, достигается, когда точки крепления рамы в проеме близки к точкам расположения фурнитурных запоров.


Если рама жестко зажата штукатурными откосами, рама остается практически прямой, что ухудшает прилегание створки. Отсюда же вытекает объяснение, почему при обустройстве пластиковых или гипсокартонных откосов необходимо обеспечить подвижность стыка к раме через приемный F-профиль, и отчего частенько трескаются штукатурные откосы.

Некоторые оконные производители считают панацеей от всех проблем использование «замкнутого армирования».

Во-первых, «замкнутым» можно считать только армирование без разрыва, то есть сварную или горячетянутую трубу любого сечения, но никак не «гнутый профиль прямоугольного сечения». Профиль с разрывом, даже если он «почти» замкнут, не имеет никаких реальных преимуществ перед Г- или П-образными профилями. Поэтому реклама некоторых оконных производителей о преимуществах квадратного незамкнутого армирования, да еще установленного в раме окна, недобросовестна.

Для тонкостенных профилей существенное и бесспорное отличие проявляется только в жесткости на кручение — порядка в 50-200 раз выше, чем для профилей того же сечения, но с разрывом.


Также известно, что изгиб разомкнутого профиля сопровождается кручением, которое вызвано тем, что центр жесткости не лежит в плоскости приложения силы (точки крепления крепежными шурупами), из-за чего возникает кручение.

Однако сам оконный профиль, имеющий замкнутый контур, обладает вполне достаточной приведенной жесткостью на это самое кручение. Кроме того, рама окна, где возможно применение замкнутых армирующих профилей, не испытывает серьезных нагрузок на кручение, а в обычных створках (кроме дверных) нет места для замкнутой армировки.

Расчет показывает, что при равной металлоемкости и внешних габаритах преимущество имеет профиль № 3. Не замкнутый и даже непохожий на замкнутый.

Вывод: ПВХ - оптимальный материал для окон на сегодняшний день, но имеет недостатки, для исправления которых надо строго соблюдать технологию производства окон, технологию монтажа, особенно правила закрепления окон в проеме и рекомендации производителей фурнитуры.

Нормативные ссылки:

  • СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.
  • СНиП 23-02-03 Тепловая защита зданий (Скачать 902 кБ pdf) .
  • СНиП 23-03-03 Защита от шума.
  • СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия
  • ГОСТ 30971-2012 Швы монтажные узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам.
  • ГОСТ Р 52749-2007_8922 Швы монтажные оконные с паропроницаемыми саморасширяющимися лентами. Технические условия (Скачать 1,09 МБ pdf).
  • ГОСТ 23166-99. Блоки оконные. Общие технические условия (Скачать 444 кБ pdf).
  • ГОСТ 30673-99 Профили поливинилхлоридные для оконных и дверных блоков. Технические условия (Скачать 282 кБ pdf).
  • ГОСТ 30674-99 Блоки оконные из поливинилхлоридных профилей. Технические условия (Скачать 849 кБ pdf).
  • ГОСТ 24866-99 Стеклопакеты клееные строительного назначения (Скачать 397 кБ pdf).
  • ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме
  • ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
  • ГОСТ 10174-90 Прокладки уплотняющие пенополиуретановые для окон и дверей. Технические условия
  • ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний
  • ГОСТ 25898-83 Материалы и изделия строительные. Методы определения сопротивления паропроницанию
  • ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения
  • ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления
  • ГОСТ 26433.2-94 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве.
  • Правила выполнения измерений параметров зданий и сооружений
  • ГОСТ 26589-94 Материалы кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний
  • ГОСТ 26602.1-99 Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче (Скачать 355 кБ pdf).
  • ГОСТ 26602.2-99 Блоки оконные и дверные. Методы определения воздухо- и водопроницаемости
  • ГОСТ 26602.3-99 Блоки оконные и дверные. Метод определения звукоизоляции.

Пластиковое окно совершенно, с какой стороны на него ни посмотри. Но подобного совершенства не удалось бы достичь, если бы производители не использовали большое количество скрытых от посторонних глаз элементов, которые улучшают конструкцию, делают ее более надежной и долговечной. Одним из таких элементов, важность которого сложно переоценить, является армирование, о котором мы бы и хотели с Вами поговорить в этой статье. Но для начала давайте разберемся, зачем вообще пластиковому окну нужно это самое армирование?

Виды нагрузок на пластиковое окно

Оконная конструкция, установленная в оконный проем, подвергается довольно сильным нагрузкам. Нагрузки эти объясняются самыми различными факторами.

  1. Первый вид нагрузок исходит от самой пластиковой конструкции. Подумайте о том, сколько весит само окно ПВХ. Вес среднестатистической конструкции - примерно 60 килограмм. Соответственно, чем больше в конструкции стекла и фурнитуры, тем больше будет эта цифра. Для балконного остекления счет идет уже на сотни! Сюда же, кстати, можно отнести и плотное прилегание стен и откосов, что также отражается на уровне нагрузок. Так вот, вся эта масса давит на пластиковый профиль сверху вниз, что, по идее, должно приводить к прогибам и деформациям профиля ПВХ. Но тут в игру вступает армирование, о котором мы расскажем чуть позже.
  2. Второй вид нагрузок приходится на ветер и всевозможные осадки. Не стоит сбрасывать этот фактор со счетов! Казалось бы, что может сделать легкий ветерок с оконным блоком, который выглядит вполне себе серьезно? Но, во-первых, ветерок может быть и не легким, особенно если квартира находится на большой высоте. Во-вторых, если он будет дуть непосредственно на окно, то может наблюдаться эффект паруса. Невооруженным глазом Вы этого не заметите, но нагрузки будут колоссальные. То же самое можно сказать и о ливнях, которые создают не меньшую нагрузку, чем ветер. Избежать деформации пластиковому окну, опять же, помогает армирование!
  3. Третий вид нагрузок связан с изменчивой температурой. Пластик выглядит довольно упруго, но при резких температурных перепадах он имеет свойство деформироваться, то есть изменять свою форму. Опять же, вряд ли это будет заметно невооруженным глазом, но те изменения, которые будут происходить с пластиковым окном, могут оказаться весомыми - с появлением серьезных проблем в процессе использования конструкции человеком. Армирование снова спасает ситуацию!
  4. Четвертый вид нагрузок исходит от человека. Используя пластиковое окно, мы постоянно открываем и закрываем его, причем делаем это по многу раз в день. Отражается ли это на уровне нагрузок на окно? Разумеется, причем сильнее, чем Вы думаете. Это совсем не значит, что владельцу пластиковых окон нужно как можно меньше ими пользоваться. Если есть качественное армирование, то никаких проблем не будет!

Возможные последствия чрезмерных нагрузок

Как мы уже сказали, все вышеописанные нагрузки чреваты возникновением деформаций. Проще говоря, окно немного изменит свою форму. Чем это грозит?

  1. Во-первых, деформации приводят к тому, что конструкция становится не столь целостной и герметичной, как это задумывалось производителем. Появляются всевозможные щели и зазоры, пусть даже и микроскопического размера. Это, в свою очередь, грозит тем, что окно начнет пропускать холод с улицы и выпускать тепло из помещения. Да и звукоизоляция пострадает. Через эти самые щели с внешней стороны начнут доноситься все те звуки, от которых Вы так стремились избавиться, покупая пластиковое окно. И это уже не говоря о проникновении через зазоры уличной пыли, влаги, осадков и прочих неприятностей, которые Вы вряд ли захотите видеть в своем доме.
  2. Во-вторых, деформация пластикового профиля приведет к тому, что окно перестанет нормально работать. То есть, может Вы и не заметите сильных перекосов визуально, зато испытаете всю гамму отрицательных эмоций, когда створка перестанет нормально открываться и закрываться. А причиной тому будет именно деформация этой самой створки, возникшая под нагрузками, указанными выше.

Что собой представляет армирование?

Итак, мы с Вами выяснили, что избежать всех указанных неприятностей помогает армирование пластиковых окон, которое, по идее, должно устанавливаться во всех современных окнах ПВХ. Что оно собой представляет? Речь идет о скрытой под пластиком жесткой конструкции, которая делается из оцинкованной стали, защищенной от ржавчины. Этот металлический каркас, являющийся, своего рода, «скелетом» пластикового окна, усиливает всю конструкцию в целом, полностью компенсируя те нагрузки, которые приходятся на многострадальное окно ПВХ. Как следствие, никаких перекосов, вздутий и изгибов.

Всегда ли армирование спасает от деформаций?

Правильно рассчитанное и внедренное армирование действительно способно защитить окно от деформации. Но многие производители понимают, что хороший оцинкованный каркас, имеющий достаточную толщину, правильную форму и повсеместность применения, может стоить довольно дорого. В стремлении сэкономить, в пластиковые окна может устанавливаться армирование «эконом» класса, которое не может в полной мере защитить конструкцию от страшных нагрузок. Толку от такого армирования будет чуть. Конечно, даже слабое армирование будет препятствовать процессам изменения формы пластикового окна, но через довольно непродолжительный срок нагрузки одержат победу.

Каким должно быть правильное армирование?

Без лишней скромности отметим, что пример правильного армирования предлагает Компания «Оконный Континент». Мы не стремимся выделиться среди других компаний, просто делаем армирование именно таким, каким оно и должно быть в соответствии с ГОСТ, с оглядкой на те климатические условия, в которых ему предстоит работать. Этого вполне достаточно, чтобы производить чрезвычайно надежные и долговечные пластиковые окна, не деформирующиеся в течение многих десятилетий. Так вот, если говорить о правильном армировании, то, в первую очередь, нужно упомянуть о его толщине. Наша Компания ориентируется на показатели от 1,4 миллиметров и выше. Процедура армирования профиля проводится непосредственно на заводе, что позволяет избежать брака и возможных неточностей. Еще стоит отметить, что мы армируем все элементы наших пластиковых окон, без исключения, чего не скажешь о других, стремящихся сэкономить производителях. Для показателей прочности это предельно важно! Таким образом, выбирая пластиковые окна с правильным армированием от Компании «Оконный Континент», Вы можете не бояться ни деформаций, ни перекосов, ни проблем с эксплуатацией, ни потери тепло- и звукоизоляции в течение всего срока использования Вашего прекрасного окна!

Достоинство ПВХ - биологическая и химическая инертность, а также дешевизна. Но его физико-химические свойства очень скромны. Поливинилхлорид относится к термопластам, т.е. из-за линейного строения молекул и их малой связи друг с другом, этот полимер быстро снижает механические свойства при повышении температуры. Поэтому не рекомендуется устанавливать окрашенные в темный цвет пластиковые окна на южную сторону, где поверхность профиля может нагреться более 80 °С под воздействием прямых солнечных лучей при температуре воздуха более 30 °С. Элегантным решением данной проблемы для темных окон станет применение коэкструзионного покрытия WOOD STAR за счет совершенно отличного от ПВХ состава из специального материала из акрилонитрил-стирол-акрилата (АСА), который совершенно не боится перегрева!

При понижении температуры модуль упругости ПВХ повышается, а значит, увеличиваются и его прочностные характеристики на растяжение, сжатие и изгиб. Однако, при этом усиливается хрупкость (снижается ударная вязкость). При понижении температуры ПВХ с 23 до 0 °С ударная вязкость падает вдвое. Оконные компании приостанавливают монтажи окон из ПВХ зимой при температуре воздуха меньше - 10 - 15 °С, когда риск хрупкого разрушения ПВХ значительно увеличен.

Известно, что длина двухметрового оконного профиля ПВХ при изменении температуры от -40 °С до +20 °С изменяется на один сантиметр. При смене времен года эксплуатационные свойства пластикового окна определяет коэффициент температурного расширения. Красивое окно начинает продуваться при морозах и заклинивать при жаре. Зимой наружная стенка профиля укорачивается, летом удлиняется, сторона профиля находящаяся в помещении не изменяет своих размеров. Поэтому профиль изгибается тем больше, чем больше разница температур между помещением и улицей. Рама коробится меньше, её держат крепеж окна к стене по всему периметру, а створка окна держится только петлями и запорами, т.е. имеет большую степень свободы, поэтому, при невыполнении технологических требований, возникают щели между рамой и створкой.



Известны случаи, когда в очень сильные морозы открыв створку на минутку, ее невозможно было закрыть из-за прогиба профиля внутрь. А в очень сильную жару импост на окне, из-за увеличения длины, может выгнуть в сторону открытой створки, что также сильно затруднить закрытие окна. Конечно, такие случаи очень редки и имеют место при экстремальных температурах. В Якутске самые практичные окна - это 2 глухие створки с маленькой форточкой 500х500 мм.

Прогиб оконного профиля ПВХ прямо пропорционален длине в квадрате, разнице температур лицевых стенок и обратно пропорционален толщине профиля (монтажной глубине). Для минимизации указанной проблемы ПВХ используется стальное армирование. Интересно, что стеклопакет тоже частично берет на себя роль армирования, например, низ типичной балконной двери, где стоит сэндвич, коробится сильнее, чем верхняя часть двери, где установлен стеклопакет. Это знает любой инженер по рекламациям, всю зиму бегающий по замерзшим заказчикам.

Данные для ПВХ-профиля с установленной стальной армировкой:

Из таблицы видно, что для рассмотренных сочетаний профилей армирование способно уменьшить прогиб в 3-4 раза. Важно не только наличие армировки, но и то, как она закреплена. Для максимальной передачи усилий с профиля на металл армирования, крепежные шурупы должны стоять как заклепки на крыле самолета - зигзагом.

Однако существует «принцип разумной достаточности». В различных профильных системах требования к правилам армирования незначительно могут различаются. Крайний крепеж ставится на 40-70 мм от края армировки и далее - с шагом от 250 до 400 мм. Меньшие значения используют для окрашенных оконных профилей. Если отступить от края больше, то свободный конец армировки практически не будет работать.


Обычно армировка располагается в ПВХ-профиле с некоторым зазором в 1-1,5 мм для компенсации допустимых отклонений геометрии самой армировки и внутренних стенок профиля. Если армирование прихвачено всего двумя шурупами, то дуга оконного профиля свободно изгибается, проворачиваясь на шурупах, как на шарнирах, не передавая усилий на армировку, пока не упрется во внутреннюю стенку.

Тонкие внутренние стенки - не самая надежная опора, да и 1 мм свободного люфта армирования достаточно для появления продувания через уплотнения. Крепление армировки по трем точкам устраняет проблему, даже если между крайними крепежами около 200 мм, даже если ГОСТ такого не требует.

Принципиально важно: армировка должна крепиться не менее чем в 3 точках даже на самых коротких участках.

Кроме термических деформаций, на систему «рама - створка» воздействует упругое сопротивление уплотнения. Оно создает дополнительную нагрузку, также действующую на выгиб профиля.

Притворные уплотнения обычно рассчитаны на вполне конкретный зазор между рамой и створкой. При расчетном зазоре усилие прижатия находится в нормальных пределах для обеспечения легкой работы фурнитуры и обеспечивает достаточную плотность притвора. При попытке уменьшить этот зазор сила противодействия сжатого уплотнения резко возрастает. И хотя напротив запорных элементов зазор уменьшается (лист бумаги невозможно вытянуть из под створки), повышенная нагрузка приводит к нерасчетному прогибу профиля, и в середине отрезка между запорными цапфами зазор, наоборот, увеличивается.

Как же велико бывает удивление инженеров по рекламациям, отчаявшихся безуспешно крутить прижимы на «зиму», и случайно отпустив их на «лето», обнаружить, что проблема сама собой устранилась. Для успешного функционирования уплотнения пластикового окна прижим не должен быть сильнее - он должен быть правильный!

До сих пор мы рассматривали термический прогиб незакрепленного профиля, но в реальном окне створка имеет несколько точек крепления через фурнитурные зацепы и петли к раме, которая, в свою очередь, также выгибается внутрь и имеет собственные точки крепления к проему, который уже можно считать неподвижным.

Реальная форма искривления будет иметь волнообразную форму, и размер зазора между рамой и створкой зависит от картины наложения этих изгибов.

Наилучшее совпадение изгибов, а значит, постоянство величины зазора на уплотнение, достигается, когда точки крепления рамы в проеме близки к точкам расположения фурнитурных запоров.


Если рама жестко зажата штукатурными откосами, рама остается практически прямой, что ухудшает прилегание створки. Отсюда же вытекает объяснение, почему при обустройстве пластиковых или гипсокартонных откосов необходимо обеспечить подвижность стыка к раме через приемный F-профиль, и отчего частенько трескаются штукатурные откосы.

Некоторые оконные производители считают панацеей от всех проблем использование «замкнутого армирования».

Во-первых, «замкнутым» можно считать только армирование без разрыва, то есть сварную или горячетянутую трубу любого сечения, но никак не «гнутый профиль прямоугольного сечения». Профиль с разрывом, даже если он «почти» замкнут, не имеет никаких реальных преимуществ перед Г- или П-образными профилями. Поэтому реклама некоторых оконных производителей о преимуществах квадратного незамкнутого армирования, да еще установленного в раме окна, недобросовестна.

Для тонкостенных профилей существенное и бесспорное отличие проявляется только в жесткости на кручение - порядка в 50-200 раз выше, чем для профилей того же сечения, но с разрывом.


Также известно, что изгиб разомкнутого профиля сопровождается кручением, которое вызвано тем, что центр жесткости не лежит в плоскости приложения силы (точки крепления крепежными шурупами), из-за чего возникает кручение.

Однако сам оконный профиль, имеющий замкнутый контур, обладает вполне достаточной приведенной жесткостью на это самое кручение. Кроме того, рама окна, где возможно применение замкнутых армирующих профилей, не испытывает серьезных нагрузок на кручение, а в обычных створках (кроме дверных) нет места для замкнутой армировки.

Расчет показывает, что при равной металлоемкости и внешних габаритах преимущество имеет профиль № 3. Не замкнутый и даже непохожий на замкнутый.

Вывод: ПВХ - оптимальный материал для окон на сегодняшний день, но имеет недостатки, для исправления которых надо строго соблюдать технологию производства окон, технологию монтажа, особенно правила закрепления окон в проеме и рекомендации производителей фурнитуры.

Армирующий профиль - это стальной силовой элемент, вставляемый во внутреннюю часть ПВХ-профиля . Для его производства используют оцинкованную сталь шириной от 1,5 до 2 мм (в зависимости от вида профиля). Армирующий профиль компенсирует видоизменения линейных размеров при изменении температуры, так как пластик и сталь по-разному реагируют на резкие перепады температур: увеличение температуры вызывает расширение, снижение температуры вызывает сжатие. В качестве начальной температуры следует использовать ту температуру, которая была при крепеже изделия. ПВХ-профиль , из которого производят в данное время пластиковые окна при температурных изменениях от 20°С может деформироваться до 1,5 мм на 1 м длины, а цветной (кашированный) профиль до 2 мм.

Армирование в современном пластиковом окне может быть П-, С-образным или замкнутым. Подавляющее большинство известных изготовителей применяют С- или П-образное армирование. В сязи с этим появляется большой вопрос в использовании именно замкнутого армирования . Давайте в этом разберёмся.

По нашему мнению, замкнутое армирование несколько лучше, и необходимо встраивать только в импост окна (средняя часть окна, которая служит для притвора створок и навески створок в трехстворчатых окнах), потому что этот элемент оконной конструкции больше всего подвергается динамическим нагрузкам, при этом создавая добавочную статическую жесткость конструкции. Наша фирма, исходя из своего большого опыта, давно подошла к такому выводу.

На сегодняшний день в каждой створке пластикового окна расположен фурнитурный паз, что делает невозможным применение в ней замкнутого армирования . Поэтому, помимо импоста, замкнутый стальной вкладыш может монтироваться в раму окна. Но даже в раме лишний металл не нужен! И вот почему:

  • оконная рама монтируется к стеновому проему специально приготовленными крепежными деталями (обычно это анкер-болты), которые дают надежное крепление и нужное позиционирование оконной системы в проеме;
  • замкнутое армирование в раме образует со стеной так называемый "мостик холода", из-за которого происходят дополнительные теплопотери и поэтому на стеклопакете может образоваться конденсат, потому что теплопроводность стали в сотни раз больше, чем у пластика;
  • использование замкнутого армирования (чрезмерного количества стали) экономически невыгодно, так как ведет к лишнему удорожанию и без того не дешевых пластиковых окон.

Ведущие европейские фирмы, производящие пластиковые окна , давно используют одинаковое армирование (С- или П-образное) для створки и для рамы, так как это оптимизирует технологические процессы, уменьшая производственный цикл и издержки изготовления, что в конечном счёте позволяет им предоставлять своим клиентам конкурентоспособную и качественную продукцию.

Просмотров