wrapper

Энергоэффективный дом

Выбор материалов для изготовления рам при реконструкции старых зданий определяется не только функциональными и экономическими соображениями, но и субъективно-эмоциональными факторами. Вкратце различные факторы, влияющие на принятие решения по выбору материалов для изготовления оконных рам, перечислены в табл. 7.8.

1. Дерево

Оконные рамы из хорошо вылежавшейся хвойной древесины европейских пород, таких как сосна и лиственница, удовлетворяют требованиям к конструкции окон как с точки зрения статической прочности, так и с точки зрения других строительно-физических параметров. При условии их обработки диффузионно-проницаемыми защитными красками, которые обеспечивают достаточную пигментацию, окна, изготовленные из такой древесины, сохраняют свои свойства в течение длительного срока и устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения, проливных дождей и перепадов температур.

Несмотря на это, деревянные окна предъявляют высокие требования к обслуживанию, особого внимания заслуживают бруски-отливы оконного переплета и конструктивные швы. Большие свесы крыши или защитное покрытие от проливных дождей защищают деревянные окна и продлевают интервалы, через которые они требуют ухода и обслуживания.

Срок службы и возможность дальнейшей эксплуатации деревянных окон в меньшей степени зависит от самой древесины, чем от используемого защитного покрытия. Как правило, в течение тридцатилетнего срока службы окна красятся от пяти до десяти раз. Только при условии последовательного использования покрытий, способных к биологическому разложению, можно гарантировать экологически чистую утилизацию отслуживших свой срок старых оконных рам.

 

Таблица 7.8 Сравнительный анализ характеристик качества различных материалов для изготовления оконных рам

Материалы для оконных рам

 

Оконные рамы

2. Деревянные окна для пассивного дома

Как уже говорилось ранее, деревянные окна соответствуют всем требованиям жилищного строительства, и уже простые деревянные рамы позволяют достичь всех требований, предъявляемых стандартом "пассивный дом" (рис. 7.3, а). В течение последних нескольких лет в употребление вошли конструктивно доработанные деревянные окна с теплоизолированным ядром, изготовленным из вспененного полиуретана или пробки (рис. 7.3, б). Такие окна предлагаются для домов, удовлетворяющих стандарту "пассивный дом", и стали известны под названием "окна для пассивного дома". Окна эти характеризуются тем, что тепловые потери в них почти до 50% ниже, чем через традиционные деревянные окна. При коэффициенте теплопередачи рам, составляющем 0,7 Вт/м2×K, в сочетании с тройным остеклением, можно получить окна с наилучшими теплоизолирующими свойствам и температурами поверхностей всего конструктивного элемента. Впрочем, иногда конструкция рам может казаться несколько тяжеловесной.

Деревянные окна 

Рис. 7.3. Деревянные окна соответствуют всем требованиям жилищного строительства: (а) — стандарт на пассивный дом может быть достигнут уже с простыми деревянными рамами, (б) — усовершенствованная конструкция деревянных рам с "сердечником" из вспененного полиуретана (графика: VATIOTEC)

3. Комбинация "Дерево — алюминий"

Благодаря использованию комбинации "дерево — алюминий" можно создавать двухкамерные конструкции, в которых свойства обоих материалов используются оптимальным образом: дерево с его хорошими теплоизолирующими свойствами располагается внутри помещения, а алюминий с его простотой в уходе и защитой от погодных воздействий располагается снаружи.

Рамы и створки из дерева красиво смотрятся изнутри помещения и образуют несущую подконструкцию для внешней оболочки из прессованных алюминиевых профилей. Эти алюминиевые профили требуют минимального ухода и сочетают в себе устойчивость к погодным воздействиям, таким, как нагрузка от ветра и проливные дожди. Конструкции из дерева и алюминия уже в течение многих лет используются в строительстве зимних садов. Они без особых проблем утилизируются, так как конструкция легко демонтируется, после чего компоненты подлежат переработке.

В сочетании с теплоизоляцией из полиуретана между стеклом и алюминиевой оболочкой для таких окон можно найти и другие применения — например, такие окна подходят для пассивных домов (рис. 7.4).

Окна из алюминия и дерева 

Рис. 7.4. Окна из дерева и алюминия с тройным остеклением в исполнении для пассивных домов (источник: Fa. Internorm)

4. Пластик

Окна из пластика на сегодняшний день состоят из полого многокамерного профиля из ПВХ (PVC), где количество камер мжет достигать семи. Камеры могут частично заполняться вспененными теплоизоляторами. Теплоизолирующие свойства таких пластиковых оконных профилей приближаются к аналогичным свойствам деревянных рам.

ПВХ относительно устойчив против образования царапин и невосприимчив к загрязнениям. По сравнению с древесиной он менее устойчив к температурным воздействиям, иначе говоря, при высоких температурах может начаться коробление и изменение исходного цвета, которые объясняются изменениями молекулярной структуры материала. Светлые профили выдерживают поверхностные температуры около 45 °C, в то время как профили более темных оттенков можно нагревать и до 80 °C. В случае пожара ПВХ под воздействием высоких температур, помимо прочих высокотоксичных веществ выделяет диоксин. В последнее время окна ПВХ выходят из употребления и активно утилизируются.

5. Алюминий

Окна из алюминия характеризуются длительным сроком службы и высокой стабильностью формы. Они состоят из теплоизолированных связующих профилей, иначе говоря, внутренние и внешние профили связываются через пластиковую перемычку, которая их соединяет механически, но разделяет термически. Эта пластиковая перемычка должна удовлетворять требованиям к механической нагрузке, которая возникает под внешними воздействиями (например, ветер), а также механических напряжений, возникающих вследствие перепада наружных и внутренних температур.

Алюминиевые окна, вследствие их плохих теплоизолирующих свойств, устарели и более не считаются современными.

6. Сталь

Сталь в качестве материала для оконных рам в виде простых оконных профилей (угловой, Tили Z-образные профили) из стального проката или в форме полых профилей применяется редко.

 

Таблица 7.9 Зависимость коэффициента теплопередачи U от размеров окна, качества стекол и материала, из которого изготовлены оконные рамы

Коэффициента теплопередачи

Теплопередача и размеры окон

 

 

Сталь используется, например, в форме термически разделенных цельных профилей с утопленными распорками или теплоизолирующими прокладками при большой площади остекления. Защита от коррозии осуществляется путем оцинковки, покрытия лаками с содержанием цинкового порошка или нанесения полимерного покрытия. Использование стали в качестве материала для оконных рам допускается только в исключительных случаях, когда это оправдано требованиями к механической прочности или оформительскими соображениями.

В табл. 7.9 проанализирована зависимость коэффициента теплопередачи U от размеров окна, качества стекол и материала, из которого изготовлены оконные рамы. Несмотря на хороший коэффициент теплопередачи остекления, тепловые потери через маленькие окна могут оказаться довольно значительными, из-за относительно плохого коэффициента теплопередачи рам (вклад которых в общую площадь окна в этом случае значителен) и "теплового мостика" в области соединительного профиля кромок. Например, качество остекления у деревянных окон становится доминирующим только начиная с того случая, когда окно имеет площадь от 1,5 м2 (считается, что ширина рамы со створкой составляет 11 см).