Почему коробит окна или зачем нужно армирование

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 является силовым скелетом пластикового окна. Армирование металлом придает пластиковой конструкции жесткость, необходимую для полноценной работы оконных механизмов. Армирующий окна металлический профиль вставляется во внутреннюю часть ПВХ-профиля . При производстве армирующего профиля используется сталь, толщина которой достигает 2 мм. Армирующий профиль удерживает пластик от геометрических деформаций, возникающих вследствие перепадов температур. ПВХ-профиль (пластиковый профиль) , из которого производятся пластиковые окна (окна ПВХ) при изменениях температуры, может деформироваться до 1,5 мм на 1 м длины, а цветной (ламинированный) профиль до 2 мм. Особенно это актуально, если предполагаемая конструкция находится на солнечной стороне здания.

VEKA EUROLINE. (замкнутое армирование)	VEKA EL 58 (Армирование замкнутым квадратом)

Собственно армирование в пластиковых окнах бывает П -, С - образным или замкнутым (как в нашем случае с окнами VEKA . Как правило, большинство производителей использует С - или П - образное армирование. Конечно, это экономически выгодно, ведь металла уходит меньше, чем при применении замкнутого армирования . Но и жесткость конструкции, соответственно уменьшается.

Армирование VEKA (надежное армирование замкнутым квадратом)	C-образное армирование (незамкнутое армирование)

Армирование профиля пластиковых окон

В самом начале эпохи пластиковых окон было установлено, что профиль длиннее 600 мм (500-800 мм для разных производителей) нуждается в армировании стальным усилительным вкладышем. Из-за низкого модуля упругости (восстановление формы после снятия нагрузки) профиль ПВХ без армирующего усилителя подвержен значительным деформациям как от действия динамических ветровых нагрузок, прогибающих плоскость оконной створки, так и от температурного расширения материалов профиля. Статические деформации приводили к возникновению щелей, в результате чего окно теряло герметичность, а динамические нагрузки могли за короткое время полностью разрушить его. Сегодня все разработчики ПВХ профиля создают в его сечении большую камеру, в которой размещают усилительный элемент. Для меньшего контакта с ПВХ в этой камере создаются специальные пластиковые приливы, уменьшающие общую теплопроводность оконного профиля.

Наиболее приемлемым конструктивом для армирующего усилителя стал стальной оцинкованный профиль квадратного, П-образного или Г-образного сечения, помещаемый внутрь ПВХ профиля. Толщина оцинкованной стали составляет 1,5 – 2,0 мм. Каждый производитель ПВХ профиля изготавливает свои варианты усилительного вкладыша. Их габаритные размеры сечений составляют 20-30 мм х 25-35 мм. В лучшем случае для створки и рамы используется один тип вкладыша, в другом случае для реализации запланированных свойств окна вкладыши могут отличаться друг от друга. Покрытие стали цинком преследует цель защиты профиля от коррозии, толщина может меняться в зависимости от высоты расположения окна, однако снижение до значений менее 1,5 мм запрещают нормативные документы.

Усилители квадратного сечения обязательно имеют продольную прорезь, направленную на внешнюю сторону окна, которая призвана компенсировать деформации самого стального вкладыша при температурных колебаниях.
Армирующий стальной вкладыш нарезают в размер и помещают в пластиковый профиль во время изготовления окна. Соединение пластикового и стального профиля производится с помощью саморезов с буром.
Название «металлопластиковые» закрепилось за окнами именно из-за установки в пластиковый профиль металлических армирующих элементов.

Наряду с армированием стальными вкладышами, изготовленными из гладкой стальной ленты, повсеместно используются вкладыши из гофрированной стали. Считается, что при использовании такой стали можно уменьшать её толщину, экономя тем самым на стоимости металла, однако более поздние исследования выяснили, что гофрированный вкладыш, в отличие от гладкого, лучше противостоит только нагрузкам кручения, а нагрузкам, связанным с продольным изгибом, эффективнее противодействуют именно гладкие вкладыши.

К сожалению, очень часто производители окон в погоне за низкой себестоимостью, к которой их понуждают ретивые покупатели и конкуренты, идут на упрощение, заменяя 1,5-мм сталь армирующих вкладышей на 1,2 мм, 1,0 мм и даже на 0,6 мм фольгу, которая, конечно, не выполняет армирующих свойств, возлагаемых на неё. Окна с таким армированием со временем становятся негерметичными и плохо функционируемыми. Гарантий на них никто предусмотрительно не даёт, и со временем или в одночасье их успешно демонтируют с заменой на более качественные. Известно, что такие окна изготавливают для бюджетных домов, в которых за качество оконных конструкций никто не отвечает, или в которых уже за всё приплачено. Производитель таких окон, получая за них, как за вполне пристойные, делит приличную выручку с бумагоподписывателями, а лицо, вселяющееся в квартиру, радо всему, что дали бесплатно, поэтому быстро заменяет все окна другими, качественными.
Другими упрощениями являются отсутствие всякого покрытия, увеличение радиусов изгибов стального профиля, уменьшение требуемой длины. Все они ведут к преждевременному износу и прекращению правильного функционирования окна.

Убедиться, что профиль в ваших окнах имеет толщину не менее 1,5 мм, очень сложно – не распиливать же профиль. В таких случаях гарантией соблюдения конструкторской и технологической документации может служить только доброе имя производителя, поддерживаемое и рекомендованное предшествующими покупателями.

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.

Почему коробит окна или зачем нужно армирование

Если вы не первый год производите, устанавливаете, продаете ПВХ-окна, то наверняка слышали, а, может быть, и видели, и даже пытались бороться с эффектом коробления створок при высокой разнице температур снаружи и внутри помещения. Такое красивое и безупречное окно на момент установки, вдруг начинает продуваться при морозах и заклинивать при жаре.
Плохой профиль? Плохая резина? Плохая фурнитура?
Возникают любимые на Руси вопросы: кто виноват и что делать?

Автор публикации: Дмитрий Власенко

Да простят меня праздные читатели, но я предлагаю окунуться в теорию и немножко вспомнить математику с физикой...

Взглянем на таблицу физических параметров различных материалов при температуре 21°С.

Жесткий ПВХ имеет коэффициент линейного расширения на порядок выше алюминия и стали. Конечно, у различных марок ПВХ коэффициент отличается, но в очень небольших пределах.

При возникновении разницы температур, особенно зимой, наружная сторона профиля сжимается, это вызывает изгиб профиля внутрь, подобно биметаллической пластине в утюге (рис. 1) .

Современные многокамерные ПВХ-профили имеют сложную для расчета конфигурацию и не менее сложную картину температурных полей, поэтому точное математическое моделирование - чрезвычайно не простая задача, однако я предлагаю провести упрощенный расчет для определения порядка величины прогиба и потом сверить его с экспериментальными данными.

Как иногда шутят физики-теоретики, представим себе лошадь в форме шара диаметром Х…

Но мы же оконщики, а поэтому...

Возьмем обычный профиль Z-створки с равной шириной и толщиной наружных стенок. Упростим расчетную модель до двутавра с нулевой толщиной полок. Внутренние стенки имеют почти равномерный градиент температурного поля, что позволяет не учитывать их в расчетной модели (перемычку между полками двутавра). Концы балки считаем свободными (рис. 2) .

При разнице температур dT длина одной из полок отрезка профиля длиной L изменится на

dL = L · K · dT . (1)

При этом отрезок профиля примет форму сектора кольца толщиной B и радиусом изгиба R.

Для сектора кольца справедливы следующие равенства:

Длина дуги

L = a · R или a = L/R . (2)

По внутренней стороне:

L - dL = a · (R - B) = L/R · (R-B) = L · (1 - B/R) . (3)

Отсюда следует

dL = LB/R или R = LB/dL

Подставив (1), получим изящную формулу для радиуса термического изгиба:

R = B/(K · dT) . (4)

Допустим, на внешней и внутренних лицевых поверхностях профиля температура -20°С и +20°С соответственно. Трехкамерный профиль 58 мм, по средней линии внешних стенок приравненный к двутавру 55 мм, стремится выгнуться с радиусом R = 55/(0,00007 o 40) = 19643 мм или 19,6 м.

Прогиб профиля Н по середине отрезка L называется стрелой сегмента.

H = R · (1 - cos a/2) = B · (1 - cos a/2)/KdT . (5)

Например, для балконной двери с высотой створки L = 2000 мм А = 2000/19643 = 0,102 радиан, а прогиб составит H = 25,54 мм!!!

Кошка в эту щель не пройдет, но мышка средней упитанности вполне может...

Конечно, это верно только для отдельно стоящего куска профиля при заданной разнице температур лицевых стенок. Но нечто подобное могли наблюдать многие сервисмены в очень сильные морозы, когда, открыв на минутку для осмотра/регулировки створку, не могли ее закрыть из-за жуткого выгиба внутрь.

Для тех, кто с детства не любит косинусы, все же напомню, что:

cos a = 1 - 2 sin 2 · (a/2) или 1 - cos · (a/2) = 2 sin 2 · (a/4) (6)

Угол сектора кольца при малых углах (a -> 0) позволяет принять

sin a ~ a (в радианах) или 1 - cos · (a/2) = a 2 /8

Подставив (2) и (4), получим формулу прогиба для малых углов сектора кольца:

H = R · (L/R) 2 / 8 = L 2 / 8 · R = L 2 · K · dT / 8 · B (7)

Проверим предыдущий пример по этой формуле.

Результат: H = 25,45 мм - т.е. погрешность весьма мала.

Таким образом, прогиб прямо пропорционален квадрату длины элемента, разнице температур лицевых стенок и обратно пропорционален толщине профиля (монтажной глубине).

В славном городе Якутске самая распространенная конструкция окна - 2 "глухаря" с форточкой 500 Х 500 - жизнь научила…

Посчитаем выгиб неармированной по ширине створки 600 мм, что разрешено нашим родным ГОСТом. Как правило, при такой ширине не устанавливаются дополнительные запорные цапфы фурнитуры, и брус можно считать балкой со свободно опертыми концами.

Н = 6002 · 0,00007 · 50/8 · 55 = 2,29 мм .

В большинстве профильных систем расчетный зазор на уплотнение составляет 3-4 мм с нормированным допуском ±0,5...1,0 мм. Увеличение зазора на 2,29 мм из-за выгиба створки неминуемо приводит к продуванию.

Настало самое время сравнить расчет и натурные испытания. Мороз до -35°С, любезно предоставленный РосГидроМетеоцентром для москвичей и гостей столицы в январе 2006 года, позволил мне провести замеры при условиях очень близких к расчетным.

Выгиб неармированной створки шириной 610 мм по середине составил 1,7 мм, при разнице температур dT = 40°C.

Расчет по формулам дает величину 2,37 мм.

Ошибка расчета получилась в 1,4 раза - очень немного при весьма смелых допущениях.

Тем не менее, выявленная погрешность не отменяет выведенные зависимости.

Кроме того, на реальный результат повлияло то, что двухкамерный стеклопакет 32 мм частично взял на себя роль отсутствующей армировки.

По этой же причине низ типичной балконной двери, где стоит сэндвич, коробится сильнее, чем верх. Это подтвердит любой инженер по гарантии, всю зиму бегающий по обледеневшим заказчикам.

Если провести аналогию термического прогиба с ветровой нагрузкой и подставить полученные цифры в известную формулу (тем, кто знаком со статическими расчетами), то, чтобы получить прогиб 1,7 мм на неармированной полке створки шириной 610 мм, потребуется ветровое давление 6900Па, что соответствует ветру 106 м/сек или 382 км/час. Такого ветра в наших краях не бывает и в испытательных камерах даже не моделируется...

Вряд ли у кого-то остались сомнения, что пластику необходим стальной усилитель.

Из-за высокой теплопроводности армирование в ПВХ-профиле имеет практически одинаковую температуру по сечению, поэтому не подвержено сколь ни будь заметному термическому изгибу и является единственным, что может противостоять термической деформации ПВХ-профиля.

Полагаться на стеклопакет, по крайней мере, опрометчиво - его жесткость явно недостаточна. Высокий перепад температур создает серьезную механическую нагрузку и на сам стеклопакет, поэтому не стоит перегружать его лишними функциями.

Рассмотрим совместную работу ПВХ-профиля и стальной армировки (табл. 2).

Особенностью совместной работы ПВХ-профиля и армирования является то, что при нормальной температуре +20°С с обеих сторон, их жесткость складывается, но при термической деформации они работают друг против друга. Хотя модуль упругости ПВХ в 78 раз ниже, чем стали, но результирующие изгибные жесткости находятся в одном порядке.

Из таблицы видно, что для рассмотренных сочетаний профилей армирование способно уменьшить прогиб в 3-4 раза, что достаточно точно подтверждают мои экспериментальные замеры.

Чрезвычайно важно не только то, чтобы армировка была, но и то, чтобы она была правильно закреплена.

В идеальном случае, для максимальной передачи усилий на металл, саморезы должны стоять, как заклепки на крыле самолета, - одна к одной, и зигзагом.

Однако существует "принцип разумной достаточности". В различных профильных системах требования к правилам армирования несколько различаются, но лежат в близком диапазоне.

Крайний саморез ставится на 40-70 мм от края армировки и далее - с шагом от 250 до 400 мм.

Меньшие значения рекомендованы для цветных профилей. Увеличение дистанции первого самореза от края приводит к тому, что свободный конец армировки просто не работает (висит в воздухе, работая только на утяжеление и удорожание).

Минимальное расстояние от среза армировки должно быть не меньше, чем наибольший размер сечения армировки (здесь 31,5 мм), для устранения краевого эффекта, однако и не на много больше, для максимальной эффективности ее работы.

Еще одно важное замечание. Обычно армировка располагается в ПВХ-профиле с некоторым зазором в 1-1,5 мм. Это необходимо для компенсации допустимых отклонений геометрии самой армировки и внутренних стенок профиля, которые, кстати, не лимитируются стандартами.

Если армирование прихвачено всего двумя саморезами, то ПВХ-профиль свободно изгибается, проворачиваясь на саморезах, как на шарнирах, не передавая усилий на армировку, пока не упрется во внутреннюю перегородку.

Тонкие внутренние перегородки - не самая надежная опора, да и 1 мм свободного изгиба зачастую достаточно для появления продувания через уплотнения.

Крепление армировки по трем точкам устраняет проблему, даже если между саморезами получилось 200 мм, и ГОСТ такого не требует.

Отсюда следует правило: армировка должна крепиться не менее чем на 3 точках самореза. Даже на самых коротких отрезках.

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 (пресловутый тетрадный листок невозможно выдернуть из защемления), повышенная нагрузка приводит к нерасчетному изгибу профиля, и на полудистанции (между запорными цапфами) зазор, наоборот, увеличивается . Как же велико бывает удивление инженеров по гарантии, прибывших на рекламацию и отчаявшихся безуспешно крутить прижимы на "зиму", и случайно отпустив их на "лето", через 10 минут обнаружить, что проблема сама собой решена... Для успешной работы уплотнения прижим не должен бытьлучше - 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 "волн".

Наилучшее совпадение "волн", а значит, постоянство величины зазора на уплотнение, достигается, когда точки крепления рамы в проеме близки к точкам расположения фурнитурных запоров (рис. 4).

Если рама жестко заклинена 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 поставщики профиля считают панацеей от всех проблем использование"замкнутого армирования" .

Давайте разберемся...

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 (рис. 5).Это же сопромат, 1-й семестр!

Для тонкостенных профилей (а таковыми считаются профили, где внешний габарит сечения в 10 и более раз больше толщины стенки) 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 саморезами), из-за чего возникает кручение.

Однако ПВХ-профиль, имеющий, несомненно, 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) ее использование не позволяет такая наука, как топология.

Ну нет в них лишнего места для замкнутой армировки в камере армирования для современных элегантных створок...

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

Тут же хотелось бы упомянуть об "альтернативных усилительных вкладышах". В поз. 4 изображено неметаллическое армирование с толстой 5-миллиметровой стенкой и внушительным моментом инерции. Но если мы возьмем, например, стеклопластик, лучшие образцы которого имеют модуль упругости ~40-50 ГПа, выяснится, что приведенная изгибная жесткость профиля с теми же внешними габаритами все равно вдвое ниже, чем у стального со стенкой 1,5 мм. А если это не стеклопластик, а нечто менее жесткое? А если еще копнуть (модную нынче в Европе) тему использования вклейки стеклопакетов вместо добротной стальной армировки, да в нашем климате?

Жену обмануть можно, но физику...

Углубляться в эту тему можно бесконечно, но предварительные ответы на поставленные вопросы, кажется, ясны.

Кто виноват? Законы физики.

Что делать? Блюсти!!! Изучать и соблюдать до последней буквы технологию производства окон, технологию монтажа, особенно правила закрепления окон в проеме, рекомендации производителей фурнитуры.