Сучасні вікна повинні зберігати тепло приміщення, пропускати в нього необхідну кількість світла, захищати мешканців від настирливого вуличного шуму. А ще - радувати своєю надійністю, довговічністю, невибагливістю і красою. У пошуках оптимальних конструкцій вікна виробники комбінують різні матеріали. Поява комбінованих віконних систем можна вважати природним і закономірним. Йому передували численні спроби створити максимально зручне, міцне, технологичное і гарне вікно. Довгий час головним напрямком пошуку було поліпшення експлуатаційних характеристик традиційних матеріалів.
Проте матеріали, що застосовуються для віконних плетінь, зберегли деякі недоліки. Виробники вирішили спробувати поєднати в одному виробі різні матеріали, щоб максимально використовувати переваги кожного з них і звести до мінімуму недоліки. Це призвело до створення так званих комбінованих вікон.
Характеристики вихідних матеріалів
На сьогоднішній день для виготовлення віконних профілів використовують деревину, ПВХ, алюміній і деякі інші метали. Розглянемо їх основні переваги і недоліки. Дерев'яний профіль відноситься до традиційних будівельних матеріалів. Він володіє прекрасними естетичними і високими експлуатаційними характеристиками. Основними його перевагами є:
- висока міцність при невеликій об'ємній масі;
- низька тепло-і звукопровідність (такі вікна не треба утеплювати на зиму);
- висока морозостійкість;
- легкість у виготовленні;
- екологічність;
- привабливий зовнішній вигляд натурального матеріалу;
- ремонтопридатність (нормальний термін служби для такого профілю складає 20-30 років, після чого його можна просто відремонтувати на місці).
Недоліки вікон з деревини:
- пороки деревини (тріщини, сучки, смоляні кишені і пр.);
- схильність гниттю і поразці мікроорганізмами при підвищеній вологості;
- висока залежність експлуатаційних характеристик матеріалу від вологості;
- горючість;
- потреба в періодичного догляду (фарбування тощо);
- високі вимоги до кваліфікації і технологіям виробників і установників вікон.
Алюмінієвий профіль. Алюміній технологічніше і легше дерева, а рами з нього більш довговічні. Однак він є занадто хорошим провідником тепла, отже, має низькими теплозахисними властивостями. Найбільш доцільно використовувати алюмінієві рами для віконних прорізів великих розмірів, вітражів, скління балконів - там, де важлива міцність матеріалу. З іншого боку, слід пам'ятати про те, що безпосередній або непрямий контакт алюмінію з іншими металами може викликати електролітичні реакції, що призводять до сильної електрокорозії алюмінію (аж до його руйнування).
Переваги алюмінієвих вікон:
- практично необмежена довговічність;
- висока міцність при низькій питомій вазі;
- висока стійкість до корозії, деформації і інших шкідливих дій навколишнього середовища;
- відсутність необхідності в спеціальному відході;
- можливість виготовляти вікна дуже великих розмірів і будь-яких форм;
- краща ремонтопридатність серед вікон всіх типів.
Недоліки алюмінієвих вікон:
- висока теплопровідність;
- можливість протікання електрохімічних реакцій.
Профілі з полівінілхлориду. ПВХ - міцний, довговічний, красивий і недорогий матеріал, що володіє високими тепло-і звукоізоляційні характеристики. Пластик дозволяє здійснювати найтоншу підгонку рам до доль міліметра, що не набухає від вологи і не розсихається, не жолобиться на сонці. ПВХ хімічно нейтральний, екологічний і безпечний. Технологія виготовлення ПВХ-профілів подібна конструктору - з безлічі уніфікованих елементів можна зібрати практично будь-яке вікно. Пластикові вікна можуть бути будь-яких форм, розмірів, кольорів і з різними варіантами відкривання.
Переваги пластикових вікон:
- довговічність;
- стійкість до всіх видів метеорологічних впливів (у тому числі в умовах підвищеної вологості);
- високі показники тепло-і звукоізоляції;
- герметичність усіх швів і стиків;
- не вимагають додаткової обробки (зберігають первинне забарвлення протягом усього терміну експлуатації);
- не вимагають спеціального догляду.
Недоліки пластикових вікон:
- високі вимоги до кваліфікації і технологіям виробників і установників вікон;
- високі вимоги до умов експлуатації.
Комбінація деревини та алюмінію
Поєднання деревини з алюмінієм отримало найбільше поширення в комбінованих віконних системах. Дерево - природний матеріал з низькою тепло-і звукопровідність, екологічний, добре вписується в будь-який інтер'єр. Але навіть найякіснішу дерев'яну раму бажано захистити від зовнішніх впливів. Для цих цілей використовується легкий, міцний і некорродірующіх алюміній, що володіє високою стійкістю до впливу навколишнього середовища і практично не вимагає ремонту протягом усього терміну експлуатації. У такій конструкції алюмінієві елементи захищають дерев'яну частину комбінованої рами від руйнівних впливів навколишнього середовища, а звернена до приміщення дерев'яна частина вікна працює в комфортних умовах - схильна мінімальним механічним навантаженням, не контактує з атмосферними опадами та вуличної брудом і не піддається дії низьких температур та ультрафіолетового опромінення . З боку приміщення описана конструкція виглядає як дерев'яна, алюмінієвий профіль не помітний. Завдяки цьому вікна не тільки служать прикрасою будь-якого інтер'єру, але і витримують випробування часом.
Оскільки дерев'яні вікна вимагають періодичного догляду та фарбування, установка дерев'яно-алюмінієвих конструкцій часто стає оптимальним рішенням для складних споруд, в яких доступ до віконних прорізів зовні утруднений. Крім того, оскільки дерев'яно-алюмінієве вікно не вимагає подальшої забарвлення, відпадають додаткові витрати, неминучі при догляді за звичайними дерев'яними вікнами. В даний час існують три основних типи конструкцій дерево-алюмінієвих рам. Конструкція першого типу включає в себе одну раму з двох-трикамерного утепленого алюмінієвого профілю, внутрішня сторона якої облицьована декоративними дерев'яними накладками. Оскільки алюміній є найбільш міцним, довговічним і кліматично стійким матеріалом, профілем з нього відведена роль несучого елемента, що сприймає експлуатаційні навантаження. Для того щоб такі вікна працювали в холодній кліматичній зоні, в алюмінієвий профіль вводять спеціальні термоизолирующие вкладиші з армованого скловолокном поліаміду (термомости або термовставки), утеплюючі такий профіль. Термомости з'єднують зовнішню і внутрішню оболонки цих збірних профілів і переривають потік тепла, покращуючи таким чином теплоізолюючі властивості конструкції. Ширина термоизолирующей вставки коливається у різних виробників від 15 до 34 мм. Ще один термомост встановлюється між алюмінієвою рамою і дерев'яною накладкою, оскільки вони відрізняються за ступенем теплового розширення.
Дерев'яні накладки можуть виготовлятися з різних сортів деревини. Для запобігання гниття і поліпшення експлуатаційних характеристик їх просочують спеціальними захисними складами. Товщина накладок зазвичай становить від 20 до 24 мм. Різноманітний колір дерев'яних накладок дозволяє підбирати їх до будь-якого інтер'єру. До достоїнств конструкцій першого типу можна віднести високу пожежобезпечність. Крім того, алюмінієвий профіль дозволяє створювати вікна будь-яких форм і розмірів, з будь-яким способом відкривання і ділення світлових прорізів. Забруднюється алюміній повільніше, ніж пластик. Ще одна перевага алюмінієвої рами - легкий догляд, їй не страшні ніякі миючі засоби, на відміну від рам з дерева та ПВХ. Конструкція другого типу складається з двох повноцінних віконних рам, одна з яких (зовнішня) виготовлена з алюмінію, а інша - з деревини. Подібна конструкція, в свою чергу, підрозділяється на два типи, які отримали назву відповідно з походженням: фінська і шведська.
Фінська тип передбачає використання у віконному блоці двох роздільних стулок. При цьому зовнішня виконана з алюмінію, а внутрішня - з дерева. Стулки з'єднані між собою рухливо, завдяки чому можуть відкриватися одночасно або по черзі. Механізм, що з'єднує стулки, являє собою металевий стрижень, один кінець якого закріплений на зовнішній стулці, а другий рухається металевою гребінкою, розташованої на внутрішній рамі. Стрижень оснащений фіксаторами, що дозволяють закріпити стулку в бажаному положенні. У зовнішнє раму вставлено одинарне скло, яке може бути як простим, так і тонованим, сонцезахисним, дзеркальним або протиударним. У внутрішню раму монтують склопакет. Товщина віконної коробки може становити від 95 до 210 мм. Чим більше відстань між стулками, тим більш високі показники тепло-і звукоізоляції має вікно. Різновидом фінського типу можна вважати віконну раму, що складається з зовнішньої алюмінієвої стулки з одинарним склом і двох внутрішніх дерев'яних стулок з одинарними стеклами, з'єднаних між собою. До недоліків вікон з роздільними рамами можна віднести тільки досить велику вагу і можливість відкривання стулок лише в одній площині. до достоїнств - дуже високі показники теплоізоляції, а також можливість вбудувати між рамами сонцезахисні жалюзі.
Вікно шведського типу складається з двох рам зі спареними палітурками: зовнішнього (з алюмінієвого профілю з одинарним склом) і внутрішнього (дерев'яного, з двокамерним стекпопакетом). Товщина коробки складає від 90 до 105 мм. До достоїнств такого вікна відносяться можливість відкривання у двох площинах, вузька віконна коробка і високі показники теплоізоляції. Конструкція третього типу (німецької) являє собою дерев'яну раму, захищену алюмінієвою накладкою, розташованої по всьому периметру вікна зовні.
Рама. Для виготовлення дерев'яної рами використовують різні породи дерева: сосну, ялицю, ялину, модрину, кедр, дуб, бук, червоне дерево. Кожна з них має свої переваги і недоліки. Дуб, бук і модрина міцніше і довговічніше сосни
і їли, але через більш щільної структури мають і більш високу теплопровідність (гірше зберігає тепло). Тропічне червоне дерево добре протистоїть перепадів атмосферної вологості. На сьогоднішній день у виробництві віконних плетінь найбільш популярні два матеріали: сосна (як найдешевша) і дуб (міцний, довговічний і високоестетичних). Рама може бути виготовлена як з масиву дерева, так і з клеєного бруса. Однак при виробництві деталей віконного плетіння з цілісного шматка деревини залишається досить багато відходів. І як наслідок, такі деталі коштують дорожче. Крім того, при роботі з масивом дерева набагато важче домогтися однорідності експлуатаційних характеристик на всіх ділянках віконної рами.
Найбільш раціональним вважається виробництво рам з набірного бруса. Такий матеріал - багатошаровий клеєний брус - володіє більшою однорідністю властивостей і більш високою міцністю, ніж масив дерева. При такій технології можливе використання навіть коротких планок, які виходять після видалення з вихідної заготовки всіх сучків і дефектних частин. Проте відзначимо, що у високоякісного набірного бруса короткі планки розташовуються тільки у внутрішній частині. Ті вироби, у яких з'єднання планок допускається на лицьовій стороні, стоять на 10-20% дешевше. Щоб рами з набірного бруса не коробилися, його складові частини підбирають так, щоб річні кільця сусідніх планок перетиналися приблизно під прямим кутом. При цьому серцевину масиву дерева (її легко впізнати по концентричних кілець), як найбільш рихлу і неоднорідну частину кругляка, в якісному виробі ніколи не використовують. З отриманого набірного бруса виготовляють віконні профілі, а вже з них збирають рами і палітурки.
Однак на цьому процес виготовлення дерев'яної віконної рами не закінчується. Її необхідно захистити від усіляких грибків, паразитів, а найголовніше - від вологи. Це дуже важливо, оскільки кількість водяної пари усередині приміщення в зимовий час в 20 разів перевищує його вміст у зовнішньому повітрі. Відповідно, захист вікна повинна бути надійною не тільки з зовнішньої, але і з внутрішньої сторони. Для захисту сьогодні використовують спеціальні просочення, що містять, зокрема, антисептик. Проникаючи вглиб дерева і зберігаючи його клітинну структуру, просочення роблять його поверхневі шари водооіалківающімі і непривабливими для комах і мікроорганізмів. Деякі виробники використовують при виробництві дерев'яних рам власні захисні технології. Деякі просочують дерев'яні деталі вікна у вакуумі складом, не зраджувати природний колір деревини (що дозволяє надалі як завгодно колеровать поверхню). Інші застосовують технології, що запобігають появі на поверхні дерев'яної рами темних плям (зазвичай ці плями виникають через смоли, що міститься в деревині). Такий ефект досягається за рахунок нанесення на внутрішню частину коробки спеціального захисного шару.
Накладки. Застосування алюмінієвих накладок дає цілий ряд переваг в порівнянні з незахищеною рамою з дерева:
- збільшуються тепло-і звукоізоляція, тому що з'являється додаткова ізоляційна камера;
- дерево набуває додатковий захист від несприятливих атмосферних впливів і охороняється від гниття;
- не потрібен спеціальний догляд за зовнішньою поверхнею, а також періодична забарвлення, неминуча для дерев'яних вікон.
Існують різні способи кріплення алюмінієвої накладки до дерев'яної рами: вона може фіксуватися спеціальними кліпсами або вставлятися в спеціальні пази на рамі (накладки рейкового типу). Кріплення на кліпсах дозволяє залишити між алюмінієм і деревом простір, що забезпечує вентиляцію поверхні рами (це важливо, оскільки метал набагато чутливіші до температурних коливань, ніж дерево, і з внутрішньої сторони на металі може накопичуватися конденсат). Крім того, алюмінієву накладку при необхідності нескладно зняти і потім знову поставити на місце.
Якість дерев'яно-алюмінієвих вікон.
При виборі комбінованих конструкцій з дерева та алюмінію необхідно пам'ятати, що коефіцієнти температурного розширення дерева і металу різняться. Тому виробництво і збірка подібних систем вимагають ретельного дотримання технології. Деревина повинна бути добре висушена і оброблена антисептиками, в місцях з'єднання алюмінію і дерева повинні бути "плаваючі" (пазові) кріплення, пластикові вусики та ін Якість комбінованих віконних рам з деревини і алюмінію визначають також стабілізуючі просочення дерев'яних частин рами, отвори для мастила віконних петель, ущільнювачі з каучуку, захисна плівка, що оберігає дерев'яні поверхні в процесі транспортування і монтажу виробів. При виборі типу віконної рами слід також мати на увазі, що ускладнення конструкції веде до її подорожчання. Відповідно, вікна з алюмінієвою накладкою дорожче дерев'яних, а з алюмінієвою стулкою стоять ще більше. При виготовленні дерев'яно-металевих вікон замість алюмінію іноді використовують мідь або латунь. При обробці поверхні таких вікон враховують особливості кожного з використовуваних матеріалів: алюміній покривають захисним шаром фарби або оксидируют, а мідь і латунь не вимагають подальшої обробки.
Комбінація полівінілхлориду з деревом і алюмінієм. У наш час застосовують комбіновані віконні рами, зроблені з ПВХ, дерева та алюмінію в різних комбінаціях. Найбільш поширені дві з них: дерево і ПВХ, ПВХ і алюміній. Існує і комбінація всіх трьох матеріалів, хоча вона зустрічається поки вкрай рідко.
Комбінація дерева і полівінілхлориду. У цій конструкції дерев'яна рама із зовнішнього боку захищається накладками з полівінілхлориду. По суті це можна назвати різновидом німецького типу віконної рами з дерева та алюмінію. Пластик грає ту ж роль, що і алюміній в дерев'яно-алюмінієвих конструкціях. Порожні профілі з ПВХ і спеціальна система влагоотвода надійно захищають вікно від атмосферних впливів і практично не вимагають догляду. ПВХ-профіль кріпиться до дерева за допомогою спеціальних тримачів, які знімають механічне напруження, що виникає через відмінності в коефіцієнтах розширення деревини та ПВХ. Застосовуються такі вікна в тих же випадках, що і дерево-алюмінієві.
Комбінація полівінілхлориду та алюмінію. Така конструкція являє собою раму з ПВХ, покриту зовні алюмінієвими накладками. Основне призначення накладок - декоративне. Вони випускаються в широкому колірному діапазоні, що дозволяє істотно розширити можливості архітекторів і дизайнерів. Існують дві основні технології фарбування алюмінієвого профілю:
- анодування - метал окислюють, щоб на ньому утворилася захисна оксидна плівка. Покриття виходить міцне, стійке до атмосферної дії. Однак його недоліком є досить обмежена колірна гама;
- нанесення лакофарбового покриття способом порошкового напилення. Ця технологія дозволяє отримувати практично необмежений набір кольорів.
Крім декоративного ефекту застосування алюмінієвих накладок дозволяє трохи поліпшити теплоізоляційні характеристики віконної системи за рахунок появи додаткової ізоляційної камери. Крім того, така конструкція підвищує механічну міцність віконної рами (за рахунок додаткової жорсткості алюмінієвої накладки і її ребер жорсткості). Алюміній запобігає і взаємодія ПВХ з навколишнім середовищем (кислотними дощами, сонячними променями, сонячною радіацією і т.д.). В силу додаткової витрати матеріалів та робочого часу на монтаж комбінований профіль з алюмінієвими накладками дорожче стандартного профілю з ПВХ в середньому на 10-15%.
Потрійна комбінація являє собою листковий пиріг з трьох матеріалів: алюмінію полівінілхлориду та деревини. Основою конструкції є несучий профіль з ПВХ, який приймає на себе основне механічне навантаження і забезпечує тепло-та звукоізоляцію. Зовні ПВХ-профіль закритий декоративними алюмінієвими накладками, які виконують ті ж функції, що і в алюмінієво-пластикових конструкціях. Зсередини ПВХ-профіль оформлений декоративними накладками з дорогих порід дерева. Зовні таке вікно виглядає як алюмінієве, зсередини - як дерев'яне і при цій, поєднує в собі всі переваги трьох матеріалів.