Текст книги "Двери и окна. Способы установки и декорирования"

Полиэфирные стеклопластики

Появление стеклопластика (стекловолоконного композита), который активно используется для изготовления оконных и дверных систем, – это результат развития современных технологий. Новый материал отличается от ПВХ рядом положительных качеств:

1) не меняет и не утрачивает своих свойств;

2) не подвержен УФ-излучению;

3) имеет теплопроводность древесины;

4) отличается прочностью и долговечностью металла;

5) обладает высокой шумо-, влаго– и атмосферостойкостью;

6) совпадает со стеклом в коэффициенте линейного расширения, благодаря чему возникновение различных напряжений при температурных перепадах невозможно;

7) дешевле, чем ПВХ-профиль.

К отрицательным свойствам стеклопластика относятся следующие:

1) уровень технологий не позволяет изготавливать оконные и дверные блоки сложных конфигураций – только прямолинейные;

2) не соответствует такому уровню прочности, который необходим для окон и дверей, что ограничивает его применение изготовлением внутренних и балконных дверей;

3) угловые соединения требуют усиления с помощью саморезов и применения герметиков.

Тем не менее следует сказать, что стеклопластик является перспективным материалом, что позволит ему занять соответствующее место в стройиндустрии.

Алюминиевый профиль

Строительный рынок предлагает широкий ассортимент профилей из алюминия и его сплавов. Конструкции, выполненные из алюминия, смотрятся очень современно и одновременно обеспечивают поддержание внутри помещения оптимальных условий.

Алюминиевые конструкции делятся на «теплые» и «холодные». Первые – это комбинация из алюминия и изоляционных прокладок. Благодаря такому сочетанию об алюминиевом профиле можно сказать, что он обеспечивает высокие тепло– и звукоизоляционные показатели, экономию средств, идущих на оплату электроэнергии и отопления, снижает теплопотери.

Прокладки изготавливаются из полиамидов, которые могут быть армированы стекловолокном, и устанавливаются между внутренней и наружной поверхностями профиля. «Холодные» профили нашли применение внутри помещений (из них изготавливают внутренние двери) и в наружных проемах неотапливаемых зданий. Эти профили не предусматривают установки теплоизоляционных вставок (отсюда и их название).

Попутно о терминах

Дорнмасс – это расстояние от фальца створки, в которой будет располагаться главный приводной механизм, до центра отверстия под ручку.

Алюминиевые профили имеют ряд отличительных особенностей:

1) номенклатура изделий настолько широка, что позволяет изготавливать профили любой сложности;

2) легкость проектирования и монтажа;

3) довольно низкий вес конструкций при высокой прочности;

4) сохранение свойств в температурных пределах от –80 до 300°С;

5) долговечность (более 80 лет);

6) коррозионная устойчивость;

7) высокая светопроницаемость;

8) устойчивость к атмосферным явлениям;

9) разнообразие окрасок (не менее 200 цветов).

На фоне такого количества достоинств нельзя не упомянуть о главном недостатке алюминиевого профиля: контакт с другими материалами, особенно с медью, способен вызвать электрическую реакцию, влекущую за собой электрическую эрозию алюминия и возможное его полное разрушение.

Материалы для окон и дверей. Шаг 3. Стекло

Свойства стекла

Стекло представляет собой светопрозрачную часть оконной системы, которая пропускает внутрь помещения естественный свет. Кроме того остекленное окно сохраняет тепло в помещении, защищает переплеты и оконные коробки. При остеклении стекло разрезают на листы необходимого размера, вставляют в фальцы оконного переплета, фиксируют штапиком или оконной замазкой. Существует большое количество разновидностей стекол, используемых для заполнения световых проемов и имеющих ряд физических характеристик, к которым относятся:

1) плотность;

2) прочность;

3) твердость;

4) хрупкость;

5) теплопроводность;

6) термостойкость;

7) оптические свойства.

Попутно о терминах

Антипирены – это вещества или особые смеси, при добавлении которых в материал органического происхождения снижается его горючесть.

Плотность – отношение массы тела к его объему, которое зависит от химического состава стекла. Чаще всего плотность составляет 2,2–2,8 г/см³.

Прочность представляет собой способность противостоять разрушению в результате воздействия внешних сил, приводящих к деформации и вызывающих внутренние напряжения в материале. Предел прочности стекла составляет 900–1000 МПа (при сжатии – и 35–100 МПа (при растяжении). Твердостью называется способность стекла препятствовать проникновению в него более твердого материала. По шкале Мооса твердость равна 7.

Способность материала пропускать тепло от одной поверхности к другой, если у них отмечается разная температура, называется теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности стекла – 0,95–0,98 Вт/(м°С). Увеличение линейных размеров материала в процессе нагревания называется тепловым расширением. Стекло отличается незначительным тепловым расширением – 88 × 10^–7.

Термостойкость – это свойство стекла, не теряя своей целостности, выдерживать резкие температурные колебания. Это качество зависит от химического состава стекла. Для обычных оконных стекол она равна 80–90°С, для кварцевого – 1000°С. Светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света являются оптическими характеристиками стекла.

Светопоглощение стекла незначительно, а светопрозрачность составляет примерно 88% и зависит от количества примесей в исходном материале: чем меньше примесей, окрашивающих стекло, тем оно прозрачнее. Кроме того, прозрачность уменьшают механические повреждения и загрязнения.

Безопасные стекла

Эти стекла представляют собой многослойную конструкцию, которая может иметь различную толщину (4–120 мм), способ изготовления, количество составляющих, технические параметры и назначение. Общим для них является то, что они ограждают человека от внешних воздействий и при разрушении не дают осколков. Обычное стекло может стать безопасным при нанесении на него защитной пленки из полиэстера и клея.

Другой разновидностью безопасных стекол являются многослойные, или ламинированные, между слоями которых находится двусторонняя клейкая пленка. Ламинирование представляет собой достаточно сложный процесс и на заключительной стадии проходит в автоклаве при одновременном воздействии тепла и давления.

Попутно о терминах

Фрамуга представляет собой верхнюю горизонтальную створку окна или двери, которая откидывается на 45° и выполняет функцию проветривания.

Иногда вместо пленки используют особую ламинирующую жидкость, которую заливают между слоями. В процессе производства жидкость образует со стеклом однородную субстанцию.

Для безопасных стекол подходят как обычное оконное стекло, так и гнутое, закаленное, цветное.

Простой вариант многослойной конструкции называется триплексом и состоит из двух листов обычного стекла толщиной 3–4 мм, между которыми находится пленка толщиной 0,5 мм. Такое стекло обладает повышенными звукоизоляционными свойствами.

Бронированные стекла

Принцип изготовления бронированных стекол напоминает производство безопасных стекол, но в отличие от последних бронированное стекло защищает от огнестрельного оружия. Изготавливают бронированное стекло из обычного оконного толщиной до 8 мм и особой пленки толщиной примерно 0,5 мм. Бронированные стекла имеют определенную степень защиты.

1. Конструкция из четырех стекол, каждое из которых имеет толщину 4 мм, общая толщина – 18–26 мм. Такое стекло защищает от пистолетного выстрела. Это первая степень.

2. Второй степенью защиты обладает бронированное стекло толщиной примерно 36 мм, способное противостоять автоматной очереди.

3. От снайперского выстрела предохраняют конструкции толщиной 44 мм, имеющие третью или четвертую степень защиты.

Максимально многослойная конструкция включает 12 стекол толщиной по 8 мм, а общая толщина при этом составляет 120 мм.

Попутно о терминах

Загнивание древесины – это негативный процесс, который развивается под воздействием влаги, различных грибов, которые активизируются при температуре 15°С.

Противопожарные стекла

Основным предназначением противопожарных стекол является защита жилища от огня, дыма и теплового излучения. Эти стекла имеют толщину до 16 мм и подразделяются на два вида:

1) противопожарные стекла, между слоями которого находится силикатный слой. В состав последнего входит вода в кристаллизированном состоянии. Благодаря такой конструкции силикатный слой поглощает тепло, а вода при испарении охлаждает стекло;

2) между обычными стеклами в стеклопакетах другой конструкции залит гель, который при возгорании изменяет цвет (темнеет) и преобразуется в пену. В результате возникает непрозрачный защитный слой, отличающийся низкой теплопроводностью: в течение получаса при контакте с огнем его температура не превысит 200°С. При этом гель в условиях высокой температуры сплавляется с лопнувшим стеклом и не дает ему рассыпаться.

Энергосберегающие стекла

В условиях настоятельной необходимости экономить энергоносители, а следовательно, и деньги, которые идут на их оплату, разработаны особые энергосберегающие стекла. На поверхность их нанесено специальное низкоэмиссионное оптическое покрытие, включающее серебро, алюминий и некоторые другие металлы. Такое стекло имеет двустороннюю направленность, поскольку пропускает внутрь помещения коротковолновое солнечное излучение и не выпускает наружу длинноволновое (рис. 9).

Рис. 9. Функционирование энергосберегающего стекла

Попутно о терминах

Точкой росы называется температура, по достижении которой воздух, имея определенную температуру и влажность, прекращает поглощать влагу.

По этой причине такие стекла еще называют селективными. При наличии энергосберегающих стекол улучшается теплоизоляция комнаты, благодаря чему летом в ней прохладнее, а зимой – теплее.

В результате в теплое время года расходуется меньше средств на кондиционирование, а в холодное – на обогрев. Единственным условием является установка качественных оконных блоков.

Энергосберегающие стекла могут иметь как мягкое, так и жесткое покрытие. Стекла с мягким покрытием еще называют I-стеклами. Их устанавливают только в стеклопакетах, причем покрытие обращено внутрь стеклопакета. Мягкое покрытие создано на основе серебра. Им покрывается флоатстекло в условиях вакуумной камеры. Покрытие держится на стекле за счет сил молекулярного взаимодействия. Такая разновидность энергосберегающих стекол отличается следующими положительными чертами:

1) I-стекло отражает длинноволновые солнечные лучи в зимнее время в сторону помещения, летом – в сторону улицы. Благодаря этому механизму стекло задерживает в комнате до 90% теплового излучения, идущего от обогревательных и отопительных приборов, и в помещении теплее. Летом отражает инфракрасное излучение, поэтому в помещении прохладнее;

2) теплозащитные параметры I-стекла выше, чем у обычного. Если уличная температура равна –25°С, а комнатная – 20°С, то на поверхности обычного оконного стекла, обращенного внутрь помещения, будет 5°С, а на I-стекле – 14°С, за счет чего выпадение конденсата становится менее вероятным;

3) стеклопакет с I-стеклом весит меньше, чем стеклопакет с обычным стеклом, благодаря чему уменьшается нагрузка на фурнитуру и увеличивается продолжительность ее эксплуатации;

4) визуально I-стекло и обычное стекло не отличаются друг от друга по степени прозрачности;

5) I-стекло не допускает выцветания предметов обстановки комнаты.

Попутно о терминах

Единица сопротивления – это численное значение, выражающее устойчивость дверей и окон к взлому.

Энергосберегающие стекла с жестким покрытием называются K-стеклами. Их используют при одинарном остеклении, устанавливая их в сторону помещения, и в стеклопакетах.

По своим показателям K-стекло в 1,5 раза менее эффективное, чем I-стекло. По светопрозрачности и цвету оно практически не отличается от обычного оконного стекла.

Принцип его действия такой же, как и у I-стекла, но устанавливается оно покрытием в сторону межстекольного пространства. Благодаря этому осуществляется нагревание внутренней поверхности, сокращается образование конденсата. I-стекло может ламинироваться и закаливаться.

Светотеплозащитные стекла

Данный вид относится к энергосберегающим стеклам. В отличие от обычного оконного стекла светотеплозащитное поглощает 27–70% солнечной энергии и отличается пониженной светопрозрачностью. Такое стекло было разработано более 20 лет назад. Благодаря добавкам (оксидам железа, меди), которые вводятся в исходный продукт, уменьшается теплопроводность и светопрозрачность стекла, и это приводит к тому, что в помещении смягчаются перепады температур, характерные для разного времени суток, уменьшается слепящий эффект солнца, мебель не выцветает и пр. Как и в случае с I– и K-стеклами, сокращаются расходы на обогрев и кондиционирование.

Светотеплозащитные стекла бывают различного оттенка (зеленовато-голубые, серые), в том числе и разноцветные. Светотеплозащитные стекла, которые поглощают до 50% тепла, нельзя использовать для наружного остекления, поскольку в жару они могут нагреться до 90°С и лопнуть.

Особой разновидностью светотеплозащитных стекол являются фотохромные, отличительная особенность которых состоит в том, что они автоматические регулируют поступление в помещение тепловых лучей, под их воздействием темнеют, а при снижении инсоляции первоначальный цвет и светопрозрачность стекол восстанавливаются.

Попутно о терминах

Притвор – это рельефная профильная планка, основным назначением которой является прикрытие зазора между дверными полотнами двухстворчатой двери.

Тонированные стекла

Защитные и декоративные пленки – это многослойная система, состоящая из клея и полиэстера. Покрытое им стекло приобретает новые качества, которые могут меняться с переменой вида, количества слоев, толщины. Стекло с нанесенной пленкой стоит дешевле, чем, например, ударопрочное. Теплоотражающие пленки наносят не только на стекло, но и на прозрачные полимерные пленки, в частности полистирольные, полиуретановые и др. Пленка может приклеиваться на стекло с помощью прозрачного клея или помещаться в межстекольное пространство в качестве так называемого теплового зеркала. В этом случае пленка, становясь перегородкой, создает две независимые прослойки, что снижает конвекцию и увеличивает теплозащитные свойства.

Наклеив на обычное оконное стекло тонирующую пленку, можно получить тонированное стекло. Пленка отражает УФ-излучение практически на 100%, что препятствует выгоранию предметов интерьера, не допускает перегрева помещения в теплое время года и сокращает теплопотери зимой на 20–40%. Это положительным образом сказывается на расходах на обогрев и кондиционирование.

Можно устанавливать металлизированные пленки. Они, помимо основной функции, защитят помещение от утечки информации, которая возможна по визуально-оптическому и электромагнитному каналам. Благодаря отражательной способности данные пленки вызывают зеркальный эффект, за что и называются зеркальными.

Тонированные стекла отличаются повышенной безопасностью и рассчитаны на сильный ветер, землетрясение и т. п. При разрушении особый клеящий состав удерживает осколки и не допускает ранения находящихся рядом людей.

Особая долговечность характерна для металлизированных пленок, не имеющих окрашенных слоев. Их защитные свойства основываются на особенностях металла или сплава входящего в состав покрытия. Ряд пленок может иметь два металлизированных слоя, благодаря чему достигается низкое отражение света и более четкий вид из окна.

Кроме того, разработаны декоративные пленки, которые в зависимости от дизайнерской задачи могут быть непрозрачными, прозрачными, матовыми и т. п.

Попутно о терминах

Инфильтрация представляет собой проникновение воздушного потока через строительную конструкцию.

Триплекс

Многослойные стекла, так называемые триплексы, состоят из двух и более листов стекла, которые склеиваются прозрачными органическими пленками, например из поливинилбутераля и др. Такое стекло может устанавливаться практически в любой позиции – горизонтально, вертикально, наклонно и т. п. Этот вид стекла отличается ряд положительных качеств – таких, как широкая палитра цветов, эстетичность, эффективная защита от инсоляции, шума, а также от высоко– и среднечастотных звуков и повышенная огнестойкость. Благодаря многослойности осколки стекла при разрушении остаются на пленке, что исключает травмирование находящихся вокруг людей.

Устанавливая это стекло, на фальцы наносят герметик или замазку для обеспечения максимально плотного прилегания стекла к раме, чтобы оно не вибрировало и не допускало затекания дождевой воды между фальцами и стеклом.

Стеклопакеты

Принадлежностью современных окон являются стеклопакеты, которые представляют собой герметично соединенные два или более листа стекла. Устройство однокамерного стеклопакета показано на рис. 10.

Рис. 10. Конструкция однокамерного стеклопакета: 1 – обвязка; 2 – стекла; 3 – герметик; 4 – влагопоглотитель; 5 – дистанционная рамка

Попутно о терминах

Мансарда – это жилое помещение чердачного типа, которое находится под самой крышей, обычно с косым потолком.

Между стеклами стеклопакета имеется воздушная прослойка толщиной 2–20 мм, благодаря которой существенно повышаются тепло– и звукоизоляционные свойства оконной системы. Толщина прослойки рассчитывается по специальной методике. Оптимальной толщиной прослойки признается такая ее величина, при которой наблюдается наибольшее сопротивление теплопередаче, то есть необходимо установить такое расстояние между стеклами, чтобы конвекция воздуха стала невозможной. В этом случае воздух перестает перемещаться, и передача тепла определяется только теплопроводностью других материалов. Оптимальная толщина воздушной прослойки – 16 мм.

По эффективности оконная система, оснащенная стеклопакетом, не идет ни в какое сравнение с традиционными способами остекления, поскольку при применении стеклопакетов улучшаются пыле-, водо-, тепло– и звукоизоляционные характеристики окон.

Стеклопакеты, отличающиеся высокой степенью герметичности, имеют двойное уплотнение, одно из которых предназначено для влагозадержания, а второе – для обеспечения прочности соединения.

Стеклопакеты были разработаны еще в начале XX в., но практически до конца столетия (до 1970-х гг.) не было налажено их массовое производство. Так как проблема теплопотерь через остекленную площадь окна в связи с применением теплоотражающих стекол перестала быть актуальной, возникла необходимость устранить теплопотери через обрамляющую зону стеклопакета. Это достигается внесением изменений в конструкцию дистанционных рамок, которые сейчас изготавливаются из ПВХ, стального и алюминиевого профиля, оснащенного термовставкой. Кроме того, появились «суперспейсеры» (рис. 11) из губчатого материала.

Рис. 11. «Суперспейсер»

Стеклопакеты изготавливают не только из обычных стекол, но и из особых, уменьшающих теплопотери, которые называются селективными. Благодаря такому нововведению можно получать стекла с заранее определенными характеристиками. При этом важно грамотно установить стекла с разными свойствами, например солнцезащитные стекла должны находиться снаружи стеклопакета, а селективные – внутри.

Для улучшения теплотехнических и акустических свойств оконных систем межстекольный промежуток заполняют не воздухом, а инертным газом, например аргоном, криптоном и др.

Более того, изучаются возможности использования смеси газов. Но следует заметить, что заполнение межстекольного зазора газом имеет смысл только в том случае, если хотя бы на одно из составляющих его стекол нанесено теплоотражающее покрытие. Если в стеклопакете использованы обычные прозрачные стекла, эффект от этого будет незначительным в отличие от стоимости данной конструкции, которая очень значительно подорожает.

Попутно о терминах

Оконная система – это система, включающая проем в ограждающей конструкции с откосами, оконный блок, уплотнения, оконные доски, детали слива атмосферной влаги и облицовку.

В качестве итога: еще 15 лет назад завершилась дискуссия по поводу эффективности окон со стеклами и окон со стеклопакетами. Тепло максимально удерживается внутри помещения, если оконная система оснащена конструкцией «стекло плюс стеклопакет». Конструкция «стеклопакет плюс стеклопакет» существенно снижает светопрозрачность оконной системы и так же существенно увеличивает ее стоимость.