В статье рассмотрим достоинства и недостатки оконных конструкций из алюминия, будем их сравнивать с деревянными и ПВХ-блоками. Упор сделаем на физических и эксплуатационных характеристиках этой профильной системы.
Светопрозрачные конструкции из алюминия в строительстве применяются уже довольно давно — с полвека точно. Изначально их использовали только для комплектации промышленных объектов, различных неотапливаемых помещений. Затем алюминиевые системы стали появляться в общественных зданиях (магазины, больницы, школы…). В девяностых окна из алюминия заняли своё место в квартирах и частных домах — дело было в Европе. На рубеже веков отечественные производители остекления также приобщились к процессу, и потребитель получил ещё один вариант решения оконного вопроса. Сейчас алюминиевые системы активно используются для создания окон и дверей, балконов и лоджий, интерьерных перегородок, зимних садов, стеклянных фасадных конструкций. Чётко прослеживается положительная динамика потребительского спроса, неуклонно расширяется сфера применения.
Профильные системы из алюминия явно чем-то примечательны, если при повсеместном ужесточении требований к энергосбережению в жилом фонде и сравнительно высокой цене, они двинулись в квартиры и частные дома. Причины популярности кроются в физико-механических и эксплуатационных характеристиках алюминия как строительного материала, а качественный скачок был достигнут благодаря некоторым инновационным решениям в вопросах конструирования окон.
Особенности и необычные свойства алюминиевых профилей
Чтобы понять, в чём плюсы и минусы алюминиевых окон, предлагаем сначала разобраться с отличительными чертами профилей, из которых они изготовлены, а затем уже рассматривать оконный блок в целом.
Что собой представляет алюминиевый профиль
На самом деле для производства таких профильных систем применяются сложные сплавы на основе алюминия. Добавки других элементов (кремний, магний, марганец…) к чистому металлу делают материал заметно прочнее. Для создания рам остекления чаще всего используют сплав AlMgSi. Марка АД31 — это российский вариант сырья. Он отвечает нашим нормам, но содержит много примесей, поэтому за границей не используется. А европейские сплавы, которые активно у нас применяются, намного жёстче регламентированы по содержанию примесей, маркируются они как 6063 и 6060. Алюминиевый оконный профиль получают путём горячего прессования (разогретая цилиндрическая заготовка продавливается через матрицу экструдера), у нас производство ведётся и контролируется в соответствие с ГОСТ 22233–2001. Европейцы выдерживают параметры профилей по следующим стандартам (кстати, многие отечественные производители алюминиевых подсистем тоже ими пользуются):
- DIN 1748 — прочность
- DIN 1725 — структура
- DIN 17615 — геометрия/допуски
Традиционный холодный алюминиевый профиль для остекления (оконно-дверной) обычно является полым изделием, без промежуточных переборок — то есть воздушная камера всего одна. Несколько иначе выглядят тёплые рамы, но о них будет ниже. Толщина стенок алюминиевого оконного профиля варьируется в пределах 1,5–2 мм, но специальные облегчённые системы имеют стенку потоньше — 1,2–1,3 мм. Сечение профилей из алюминия для распашных конструкций похоже на известные всем изделия из ПВХ — имеются фальцы, обеспечивающие притвор створки и опору для заполнения, а также пазы для уплотнителей и пазы для фурнитуры («европазы», хотя они шире в отличие от ПВХ — 20 мм, вместо 16 мм). Интересно, что фальц для организации примыкания стеклопакета к наружному уплотнителю образован внешней, изогнутой к стеклу стенкой профиля, тогда как в рамах ПВХ это поднятая наружная камера.
В зависимости от типа перемещения подвижных створок может существенно разниться конфигурация профиля, выделяют два основных типа:
- для распашных систем;
- для раздвижных систем (имеют полозья, как в шкафах купе).
Технические характеристики алюминиевых профилей
Профили из алюминия имеют сразу несколько отличительных особенностей, по сравнению с системами из ПВХ или клееного деревянного бруса и все они в той или иной степени влияют на функциональность и долговечность алюминиевых окон.
Высокая пространственная жёсткость. Алюминий примерно в 2–3 раза прочнее поливинилхлорида и в 5–7 раз прочнее древесины. Это обстоятельство позволяет разработчикам создавать более лёгкие рамы (этому способствует и невысокая плотность материала), профили которых имеют меньшую видимую высоту. Как результат:
- намного меньше нагружаются несущие основания (например, это важно, если необходимо остеклить балкон со слабой плитой);
- при той же площади остекления существенно увеличивается световой проём окна (светопрозрачная часть).
Из алюминиевых профилей можно создавать очень крупные секции и объединять их в сложнейшие объёмные конструкции: купола, зимние сады, перегородки, наклонные кровельные скаты, прямые и криволинейные фасады… Впечатляющими могут быть размеры подвижных створок, которые просто невозможно изготовить из других профильных систем. Некоторые производители предлагают рекордные габариты в 2x2,5 метра массой около 200 килограмм (здесь, конечно, многое зависит от фурнитуры, но ведь профиль должен её удерживать).
Коэффициент температурного расширения алюминия в разы меньше, чем у ПВХ. Изделия получаются очень стабильные, появления трещин и деформаций практически исключены. Нет негативного воздействия на окружающие строительные конструкции. Из-за того, что поверхности не растягиваются/сжимаются, не подвергаются кручению — они отлично удерживают финишные покрытия (порошковое напыление, анодирование, шпонирование…). Нет необходимости использовать армирующие вкладыши, что, в свою очередь, также влияет на массу. Хотя технически ничего не мешает внутреннее армирование сталью или алюминиевым коробом всё-таки применить, чем и пользуются иногда конструкторы.
Справедливости ради, заметим, что древесина ещё меньше расширяется, поэтому при комбинировании этих материалов, детали имеют подвижное соединение.
Алюминий — материал пластичный. С одной стороны, это позволяет производить профили самых сложных конфигураций — на помощь приходит метод экструзии (как для ПВХ). Стоит заметить, что эти профили имеют высокоточную геометрию, совершенно недостижимую для брусьев из древесины. С другой стороны, появляется возможность достичь высокого уровня ремонтопригодности рам, так как есть не только корректоры для наружных защитных слоёв, но и составы для заделки крупных повреждений (в народе именуется «алюминиевая смола»).
Несмотря на сравнительно невысокую температуру плавления, это всё-таки металл, поэтому конструкции из алюминия не горят. Они способны долгое время выдерживать высокую температуру при пожаре и позволяют людям вовремя покинуть помещение, остановить распространение огня и дыма. Возможны даже противопожарные варианты остекления с классом огнестойкости до EI60 (работоспособны 60 минут).
Алюминиевые профили обладают исключительной устойчивостью к внешним воздействиям. Нет проблем с ультрафиолетом, агрессивным городским смогом и выбросами промзон. Эти профили не так загрязняются и за ними легко ухаживать (можно использовать любое моющее средство).
Профили из алюминия совершенно не боятся влаги, поэтому они могут применяться при остеклении даже таких непростых в этом плане мест, как, например, бассейны или различные кровельные конструкции.
Экологическая безопасность. Много вопросов у сторонников «чистых» материалов вызывают окна из ПВХ. Не идеальны и деревянные изделия, которые нуждаются в комплексной защите многокомпонентными лакокрасочными составами. Алюминиевые конструкции считаются совершенно безвредными, во всех странах они легко проходят гигиеническую сертификацию (у нас — в Госсанэпидслужбе).
Высокая теплопроводность. Это самое интересное, стоит рассмотреть данную особенность подробнее.
Разделение алюминиевых профильных систем на «холодные» и «тёплые»
Алюминий имеет коэффициент теплопередачи примерно в 1000 раз больше, чем ПВХ или древесина твёрдых пород. Простой алюминиевый профиль из-за этого очень быстро промерзает при минусовых температурах, являясь идеальным мостиком холода. Выходом из положения стали композиционные конструкции с изолирующей вставкой, которые получили название «тёплые».
Название «вставка» не совсем правильное, тёплый алюминиевый профиль состоит из трёх частей: два алюминиевых профиля соединяются полиамидным (политермидным) элементом. Алюминиевая рама полностью разделена, металлических точек соприкосновения нет, поэтому в ходу точные сленговые понятия «термомост», «терморазрыв». Полиамидный термомост чаще всего представляет собой замкнутый профиль, иногда это две независимые планки-переборки. Сборка сложного алюмополимерного оконного профиля осуществляется на прокатных устройствах: гребни на полиамидной части заходят в пазы алюминиевых частей и материалы спаиваются. Так внутри рамы из стенок алюминиевых и полимерных элементов образуются замкнутые камеры. Минимум их три, но иногда вкладыш термомоста бывает и сам разделен переборками, которые не только формируют воздушные прослойки, но и являются дополнительными рёбрами жёсткости.
Полиамид является слоистым синтетическим композитом, в составе которого около 25% стекловолокна, изделия из него прочнее стали и эффективно препятствуют передаче тепла. То, насколько действенно работает терморазрыв в оконной конструкции, зависит от ширины вставки, то есть на какое расстояние разведены алюминиевые части профиля друг от друга. Обычно есть варианты от 15 до 45 мм, для большей части России он должен быть не мене 25 мм. Если говорить о показателях сопротивления теплопередаче, то тёплый алюминий в среднем выдаёт от 0,32 до 0,55 м2⋅°С/Вт. Получается, что только лучшие изделия могут применяться для комплектации жилых помещений, так как, например, в Европе профили с теплотехническими характеристиками ниже 0,55 м2⋅°С/Вт для остекления таких объектов запрещены. Постепенно подобные требования появляются и у нас.
Внимание! По характеристикам теплопроводности производители разделяет алюминиевые профили на классы в соответствие с положениями ГОСТ 22233–2001 или европейского стандарта DIN 4108. Если вы интересуетесь маркировками, то лучше точно знать, на что опирался производитель (в обоих случаях классы обозначаются цифрами).
Для улучшения изоляционных характеристик, создатели тёплых алюминиевых окон применяют ещё одну интересную технологию — они заполняют камеры профиля полимерными вспененными материалами, как правило, это полиуретан. Снижая конвективные потоки внутри профиля, параллельно удаётся повысить звукоизоляцию рамы, но самое главное, что сопротивление теплопроводности теперь может доходить до 0,75 м2⋅°С/Вт.
Итак, по теплоизоляции алюминиевые окна разделяются на:
- холодные — которые не имеют полимерного терморазрыва и могут применяться только для неотапливаемых помещений, внутри зданий (например, перегородки);
- тёплые — которые имеют термоизолирующий мост и могут быть использованы в любых условиях.
Особенности алюминиевых оконных блоков
Рама алюминиевого окна
Процесс сборки светопрозрачных конструкций из алюминия нормируется ГОСТом 21519–2003. Рамы алюминиевых окон изготавливают из стандартного набора профилей (по номенклатуре они такие же, как и для блоков из ПВХ). Это — профиль коробки и створки, импосты, штульпы, расширители, соединители, адаптеры створки, штапики. Угловые соединения профилей рамы осуществляются механическими способами (ПВХ — сваривается). Для этого используют внутренние угловые и Т-образные металлические соединители («сухари»), которые запрессовываются в детали рамы и обкручиваются винтами/штифтами. Сами крепежи применяются или из нержавейки, либо из очень качественной оцинкованной стали с толщиной покрытия не менее 12 мкм. Для упрочнения и защиты соединений в зону стыка нагнетаются специальные полимерные клеи-герметики. При соединении тёплых профилей угловые и Т-образные крепежи устанавливаются и в наружную и во внутреннюю алюминиевую камеру.
Уплотнители
Как и любое другое окно, алюминиевый блок оснащается уплотнителями, которые обеспечивают конструкции герметичность и водоотвод. Вариантов решения этих задач несколько, начиная от количества контуров и заканчивая материалом и формой уплотнительного элемента. Для отечественных условий наиболее оптимальным является лента EPDM на основе натуральных каучуков, как достаточно эластичная и устойчивая к морозам. Форма сечения — не так принципиальна, а вот дополнительный контур лишним не будет (помимо внутреннего и среднего, производитель может добавить и внешний, если, конечно, профиль на это рассчитан).
Следует понимать, что хорошая герметичность нового оконного блока часто становится причиной приостановки поступления в квартиру свежего воздуха и, как следствие, ухудшения вентиляции, повышения влажности. Чтобы в оконной зоне не выпадал конденсат, необходимо заранее продумать способы принудительного проветривания. Можно установить фурнитуру с щелевым проветриванием, можно смонтировать на раме вентиляционный клапан.
Заполнение светового проёма
Заполнять алюминиевые рамы можно единичными стёклами, стеклопакетами, непрозрачными листовыми материалами (МДФ, гипсовинил, сэндвич-панели…). Важнейший показатель окна — какой максимальной толщины можно использовать стеклопакет, или, например, сэндвич, так как от этого зависят изоляционные характеристики конструкции. Данная способность окна прежде всего определяется глубиной профиля коробки и створки. Традиционно тёплые алюминиевые системы различных производителей, имея собственную глубину около 70 мм, рассчитаны на заполнение толщиной свыше 40 мм — то есть без проблем можно поставить двухкамерный стеклопакет любого типа.
Внимание! Между алюминиевой рамой и стеклопакетом обязательно располагают полимерные прокладки, которые исключают возможность соприкосновения профиля и заполнения.
Интересной особенностью алюминиевых остекляющих конструкций является возможность устанавливать в раму тонкие материалы. Если не нужны особые теплоизоляционные и звукопоглощающие свойства системы (холодный балкон, офисная перегородка), применяя крупный штапик, закрепляют и 3-миллиметровое стекло, и любую отделочную панель типа гипсовинила.
Фурнитура, варианты открывания
Стоит начать с того, что фурнитура алюминиевого окна может закрепляться как в полости европаза, так и внутри камеры профиля. Несмотря на ряд сходств с деревянными и ПВХ системами, фурнитура здесь устроена по-другому. Из-за жёсткости рамы производителям удалось применить меньшее количество запорных элементов и соединить их специальными тягами, то есть, уменьшив перечень деталей — упростить и удешевить механизм.
Вообще окно из алюминия может обладать одной или несколькими створками, импостным или штульповым притвором. Фурнитура для алюминиевых окон позволяет реализовать любой известный ныне способ открывания подвижной створки, но наряду с подвесным, распашным, откидным и поворотно-откидным есть ещё интересные варианты.
Например, очень примечательно «среднеповоротное» открывание сворки, когда полотно вращается вокруг оси, которая проходит через его середину. Это позволяет сделать открываемыми даже криволинейные окна (круг, эллипс…).
Отдельно можно рассматривать раздвижные системы, в которых основную работу выполняют направляющие полозья (до 3 штук) и двигающиеся параллельно рамы створки со скрытыми роликами (до 6 штук). Уплотнение здесь производится с помощью щёточного элемента из фетра. Подобная конструкция эффективно экономит полезное пространство, поэтому отлично подходит для холодного остекления узких балконов и лоджий.
Есть возможность сделать качающиеся алюминиевые полотна, складывающиеся створки. Необычное исполнение в алюминиевых окнах могут иметь петли. Помимо традиционных вариантов, доступна и накладная, а также скрытая установка петель внутри фрезерованного паза на коробке. Это касается и рукояток, которые тоже не обязательно закрепляются на рамах внакладку — их механизм может быть врезан в профиль створки.
Фурнитуру для алюминиевых окон выпускают профильные компании, такие как SAVIO, ROTO, SIEGENIA, но некоторые западные производители комплектных оконных систем сами разрабатывают и выпускают механизмы управления.
Вопросы дизайна
Есть устоявшееся мнение, что алюминиевые окна не очень красивые, и устанавливать их в жилых помещениях — не лучшая идея. В первую очередь, претензии касаются «угловатости» профилей, но сейчас многие компании выпускают весьма симпатичные изделия, в которых скруглены и элементы коробки, и штапики.
Также всегда есть возможность выбрать отделку профиля. Алюминий без проблем выдерживает температуру в +200 градусов, поэтому его можно покрывать методом порошкового напыления (ГОСТ 9.410–88), в данном случае к нашим услугам вся палитра каталога RAL. Покраской можно имитировать фактуру древесины, для этого сначала наносят основной цвет, а затем рисунок текстуры. В зависимости от типа состава толщина окрасочного слоя составляет от 60 до 120 мкм, это — качественное, невероятно устойчивое к любым воздействиям покрытие.
Ещё один замечательный способ получить красивое и долговечное защитно-декоративное покрытие — это электрохимическое анодирование (оксидирование). На поверхности профилей создают («выращивают») тонкую оксидную плёнку толщиной 5–30 микрон. Примечательно, что это покрытие «прорастает» и в массив алюминия, поэтому отличается повышенной прочностью. Оксидная плёнка, пока не прошла стадию уплотнения, поддаётся тонированию. Таким образом, можно создать: золотистое покрытие, под старую бронзу, чёрное, бесцветное.
Красиво смотрятся алюминиевые окна, отделанные натуральным или синтетическим шпоном, визуально их трудно отличить от деревянных. Однако апофеозом дизайнерской мысли стали комбинированные окна «алюминий-дерево». Их силовую основу составляет алюминиевые профили, которые обеспечивают окну несущую способность. Декоративная функция возлагается на деревянные накладки, скользящими крепежами фиксируемые на рамах со стороны помещения. Такое окно изнутри выглядит абсолютно как деревянное — очень солидно и богато, тем более что для отделки применяется недешёвая древесина — дуб, ясень…
Интересно, что, так как тёплый алюминий состоит из нескольких отдельных профилей, то они могут быть отделаны по разным технологиям, в разных тонах. Так одно и то же окно можно органично вписать и в канву фасада и в любой интерьер.
Рассмотрев все особенности алюминиевых светопрозрачных конструкций, понятно, почему их доля на рынке потихоньку, но растёт. И по каким причинам не становится преградой для этого сравнительно высокая стоимость тёплых профильных систем. А если говорить о холодных конструкциях, то они и по цене могут быть предпочтительнее пластиковых и деревянных аналогов.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
