О некоторых практических аспектах применения светопрозрачных конструкций из ПВХ

25 сентября 2010 г.

Опубликовано в журнале «Строительство: новые технологии – новое оборудование», № 5, 2010 г.

Современное окно – это многофункциональное высокотехнологичное изделие, состоящее из стеклопакета, фурнитурной обвязки по периметру и контурных эластичных уплотнений. Материалом для рам и створок могут служить ПВХ, дерево, алюминий, стеклокомпозит.

     Сегодня потребитель предъявляет высокие требования к окнам: достаточная степень теплоизоляции и защиты от шума, низкая воздухопроницаемость, возможность комфортного проветривания, долговечность, удобство эксплуатации, простота ухода, красивый дизайн и доступная стоимость. Эти требования бывают порой не всегда совместимы друг с другом, но производители окон и, в частности, компания «Латераль» прилагают все усилия для максимального их удовлетворения.

     Основной деятельностью производственной компании «Латераль» является изготовление и монтаж светопрозрачных конструкций из ПВХ и алюминия. Продукция компании, представленная под зарегистрированной торговой маркой «Окна «Латераль» хорошо известна в Москве и Московской области, а также других городах   России. 

     Производственная компания «Латераль» былаоснована в 1997 г. как предприятие по производству, реализации и монтажу пластиковых окон. В настоящее время основной продукцией компании «Латераль» являются окна и двери из поливинилхлоридных профилей производства известных германских фирм REHAU и KBE с фурнитурой ROTO FRANK.

     Кроме того, компания «Латераль» в широком ассортименте производит алюминиевые светопрозрачные конструкции: балконное остекление с использованием профильной системы PROVEDAL, окна и двери из профиля NEW TEC, фасадные конструкции из профилей NEW TEC и ТАТПРОФ.

     Успешную деятельность компании «Латераль» определяют активно используемые прогрессивные технологии производства светопрозрачных конструкций, внимательное отношение к заказчику, постоянный контроль качества продукции.

     Выбор потребителя, главным образом, определяется ролью окна в обеспечении комфортного микроклимата в жилом помещении. Мы рассмотрим некоторые аспекты этого вопроса для климатических параметров г. Москвы на примере пластиковых окон, как наиболее распространенных из всех производимых оконных изделий (по данным отраслевого центра «О.К.Н.А. Маркетинг», на их долю приходится 80% российского рынка).

     Согласно МГСН 201-99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепло-, водо-, электроснабжению», приведенное сопротивление теплопередаче окон в жилых помещениях должно быть не менее 0,54 м²°С/Вт. ГОСТ 30674-99 «Блоки оконные из поливинилхлоридных профилей. Технические условия» устанавливает следующие минимальные значения этого показателя для оконных изделий из трехкамерных профилей (см. табл.).

Как видно из таблицы, широко применяемые в остеклении двухкамерные стеклопакеты с обычным стеклом М1 толщиной 32 мм (для некоторых профилей – 30 мм) не вполне соответствуют принятым для Москвы нормам, но не следует забывать, что указанные значения являются минимально допустимыми, а реально проводимые сертификационные испытания изделий с такими стеклопакетами обычно дают коэффициент приведенного сопротивления теплопередаче 0,54–0,56 м²°С/Вт для разных марок трехкамерных профилей. 

     При этом очевидно, что применение однокамерных стеклопакетов 24 мм с низкоэмиссионными стеклами более эффективно, а для регионов с более суровым, чем московский, климатом появляется необходимость использования двухкамерных стеклопакетов с такими стеклами.

     Тем не менее, несмотря на преимущество стеклопакетов с низкоэмиссионными стеклами в энергосбережении, в средней полосе России они применяются значительно реже, чем двухкамерные. На этом вопросе следует остановиться подробнее.

     Стекло с «твердым» низкоэмиссионным покрытием, нанесенным методом пиролиза (К-стекло) имеет достаточно высокую стоимость и однокамерный стеклопакет с ним обходится значительно дороже, чем обычный двухкамерный.

     Стекло с «мягким» низкоэмиссионным покрытием, нанесенным методом магнетронного напыления в условиях вакуума (И-стекло) превосходит К-стекло по энергосберегающим свойствам, имея при этом более низкую цену. Стоимость однокамерного стеклопакета с И-стеклом ниже, чем у двухкамерного со стеклом М1. И-стекло имеет меньшую стойкость к механическим и атмосферным воздействиям, чем К-стекло, что требует некоторых мер предосторожности при хранении и транспортировке. При изготовлении стеклопакета низкоэмиссионное покрытие зачищается по кромке листа во избежание его коррозии в результате контакта с бутилом и для увеличения адгезии бутила к стеклу. И-стекло всегда ориентировано покрытием внутрь камеры стеклопакета, при этом наибольший энергосберегающий эффект достигается при его расположении в окне со стороны помещения [1].

     На наш взгляд, некоторым тормозом для распространения И-стекла в России послужили необоснованные, но упорно распространявшиеся слухи о том, что И-стекло применимо только в стеклопакетах, заполненных инертными газами, а газ полностью улетучивается из стеклопакета через несколько месяцев, после чего покрытие теряет свои свойства в результате контакта с воздухом. Сейчас эти мифы давно развенчаны и стекло с «мягким» низкоэмиссионным покрытием успешно применяется в стеклопакетах, как обычных, с осушенным воздухом, так и газонаполненных, но распространение энергосберегающих стеклопакетов происходит все же не такими быстрыми темпами, каких заслуживают их высокие потребительские качества.

     Причиной тому служит недостаточная информированность потребителя об энергосберегающем и экономическом эффекте применения однокамерного стеклопакета с И-стеклом взамен двухкамерного с обычными стеклами, причем это касается не только частных лиц, но, к сожалению, и некоторых строительных организаций. Не последнюю роль здесь играет и определенная недоверчивость российского потребителя, которому, увы, не раз доводилось приобретать некачественную продукцию самого различного предназначения. Для него наличие третьего стекла в стеклопакете зачастую является более весомым аргументом, чем теплозащитные свойства невидимого глазом низкоэмиссионного покрытия (рис.1). Тем не менее, будущее все же – за энергосберегающими стеклопакетами.

Рис. 1. Длинноволновое излучение (показано красным цветом), отраженное низкоэмиссионным стеклом:

1 –  летний период, 2 –  зимний период.

Говоря о современных окнах, нельзя не упомянуть о многократно обсуждаемой, но по-прежнему актуальной проблеме конденсата. Стандарты на оконные блоки не нормируют образование конденсата, зависящее от комплекса сторонних факторов, в первую очередь, от параметров микроклимата в помещении, о чем говорится, в частности, в широко известном Письме Госстроя России от 21.03.2002 г. № 9-28/200 «О требованиях государственных стандартов на оконные блоки и стеклопакеты». Таким образом, оконная организация, изготовившая окна с сопротивлением теплопередаче, принятым для данного климатического района, с соблюдением необходимых требований ГОСТ 30674-99 и 23166-99, не допустив брака в производстве и монтаже, выполнив все работы, предусмотренные договорными обязательствами, не несет ответственности за возможное образование конденсата. Тем не менее, производителю окон следует принимать доступные ему меры для предотвращения этого явления.

     Остекление строящегося или реконструируемого здания производится в соответствии с утвержденным проектом и никакой инициативы здесь не требуется. Иное дело – замена окон в частных квартирах жилищного фонда, решение о которой принимает собственник жилья. К сожалению, в нашей стране не практикуется такая услуга, как проектирование замены окон в частной квартире, учитывающее параметры микроклимата данного помещения, производимое компетентными организациями и доступное по цене. Поэтому заказчик остекления руководствуется только собственными пожеланиями и финансовыми возможностями, зачастую не принимая во внимание рекомендации сотрудников оконных компаний.

     В результате замены столярных окон на пластиковые или деревянные из клееного бруса, со стеклопакетом и уплотнительными контурами притвора, проникновение внешнего воздуха в помещение резко сокращается. Таким образом, нарушается ранее существовавшая система вентиляции, основанная на притоке внешнего воздуха через неплотные оконные блоки и удалении старого воздуха через вытяжные каналы. Это приводит к повышению влажности и возможному появлению конденсата, в первую очередь, в краевых зонах стеклопакета, в чем значительную роль играет высокая теплопроводность алюминиевой дистанционной рамки, служащей «мостиком холода».

     Снижению краевого эффекта может способствовать применение в стеклопакете дистанционной рамки с термовставкой, или изготовленной не из алюминия, а из материалов с более высокими теплоизоляционными свойствами. Рамки могут  изготавливаться из оцинкованной и нержавеющей стали, жесткого ПВХ, а также сочетать в своей конструкции нержавеющую сталь и пластмассы. Кроме того, существуют спейсеры, имеющие принципиальные конструктивные отличия от традиционной дистанционной рамки, такие, как TPS, Swiggle Strip, Super Speiser и другие [2].

     Использование подобных рамок повышает температуру внутреннего стекла в краевых зонах, причем наименьший эффект дают стальные дистанционные рамки. При этом следует заметить, что применение «теплых» дистанционных рамок направлено в первую очередь на уменьшение вероятности появления конденсата, а повышению приведенного сопротивления теплопередаче оконного блока они способствуют в незначительной степени.

     В настоящее время «теплые» дистанционные рамки мало распространены в России по причинам как технологического, так и экономического характера. Несомненно, в ближайшие годы алюминиевые дистанционные рамки по-прежнему будут играть ведущую роль при изготовлении стеклопакетов.

     Однако конденсат – всего лишь побочное явление, свидетельствующее о недостаточном воздухообмене в помещении, в результате чего в воздухе накапливается влага, углекислота и прочие продукты человеческой жизнедеятельности.

     Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», минимальное поступление наружного воздуха для обеспечения необходимого воздухообмена должно составлять 30 м3/ч на 1 человека при общей площади квартиры более 20 м2 на человека, и 3 м3/ч – на 1 м2 жилой площади при общей площади квартиры менее 20 м2 на человека. ГОСТ 30674-99 устанавливает воздухопроницаемость ПВХ окон при перепаде давления 10 Па не более 3,5 м3/ч на 1 м2 площади остекления, а в реальных условиях эта величина значительно ниже. Очевидна необходимость организации приточной вентиляции.

Рис. 2. Специально разработанная конструкция и звукопоглощающие материалы, используемые в системе Аэрэко, обеспечивают свежий воздух и тишину одновременно.

Проветривание возможно организовать различными способами: периодическое открывание оконных створок, открывание створок в режиме щелевого проветривания, установка стеновых и оконных вентиляционных клапанов. Естественно, при этом необходима исправная работа вытяжной вентиляции. Любое проветривание в холодный период года приводит к некоторому снижению температуры в помещении и увеличению скорости воздушных потоков, поэтому задача состоит в обеспечении необходимого воздухообмена при возможном сохранении комфортности микроклимата. Периодическое проветривание открыванием оконных створок при обеспечении нужного воздухообмена такой комфортности не гарантирует [3].

     Более подходящим решением представляется организация регулируемого притока воздуха путем установки вентиляционных клапанов. Поскольку речь идет об окнах, упомянем только оконные приточные устройства, из которых в России наиболее известны Aereco (рис.2, 3), Air-Box (рис.4), Аэромат. Кроме того, многие производители оконных профилей, в том числе и REHAU, имеют собственные разработки подобных устройств. Поскольку вентиляционные клапаны существенно различаются между собой по конструкции и эксплуатационным характеристикам, необходимо, чтобы тип приточного устройства был четко указан в проектной документации.

Рис. 3. Окно с клапаном Аэрэко. Распределение температур.

В случае замены остекления в частной квартире проектная документация отсутствует. Следует заметить, что организация вентиляции не является обязанностью оконных компаний и их роль в данной ситуации ограничивается рекомендациями, на основе которых и в соответствии с личными пожеланиями, учитывающими индивидуальное восприятие температурного режима и движения воздушных потоков, собственник жилья принимает решение о способе проветривания помещения.

Рис. 4. Вентиляционный клапан Air-Box Comfort.

В настоящее время в России весьма актуальны вопросы энергосбережения, к которым оконная тематика имеет непосредственное отношение. Очевидно, что повышение энергосбережения за счет окон влечет дополнительные затраты на их производство, а следовательно, увеличение стоимости продукции. Готов ли к этому потребитель?

     С момента появления окон ПВХ в России наблюдался неуклонный рост их производства, но в 2009 г. в связи с экономическим кризисом впервые произошло некоторое его сокращение. При этом снизилась потребительская стоимость пластиковых окон, по данным «О.К.Н.А. Маркетинг», в среднем на 10%. В то же время за счет падения курса рубля по отношению к иностранным валютам стоимость комплектующих для производства оконных конструкций, производимых зарубежными фирмами, значительно возросла. Кроме того, происходили повышения цен на материалы, не обусловленные валютным курсом, в частности, удорожание ПВХ-смолы, приведшее к росту цен на оконные профили.

     Из вышесказанного видно, что в связи с понижением покупательной способности населения оконные фирмы сейчас работают с минимальной прибылью, зачастую переходят на использование наиболее дешевых материалов и доля более энергоэффективных, а, следовательно, и более дорогих окон в общем объеме продукции значительно уменьшилась.

     В работе [4] приводится научное обоснование экономической нецелесообразности значительного повышения теплозащиты ограждающих конструкций в условиях, существующих в России на данный момент, но некоторые авторитетные специалисты не согласны с выводами автора.

     Наша компетенция не позволяет оценить эту проблему в целом, поэтому приведем лишь некоторые соображения по поводу повышения энергосбережения оконных конструкций из ПВХ в жилых помещениях.

     В зданиях жилищного фонда расходы как по установке окон с повышенным энергосбережением, так и по отоплению помещения, в конечном счете, ложатся на собственника жилья. При этом нужно учитывать такую специфическую особенность российской экономики, как неизменный рост цен на все востребованные товары и услуги, независимо от происходящих в мире экономических процессов. В нынешнем году, как обычно, значительно возросла стоимость услуг предприятий ЖКХ по отоплению, и, несомненно, она будет повышаться и далее.

     О повышении цен на ПВХ профили в период кризиса уже говорилось, остается только добавить, что в этом году прогнозируется некоторый рост потребительского спроса на оконные изделия, который, вероятно, продолжится и в дальнейшем. А это означает, что поставщики материалов для оконного производства будут повышать отпускные цены, как в соответствии с упомянутыми особенностями российской экономики, так и стремясь компенсировать прибыль, недополученную в прошлом году. Таким образом, стоимость изготовления окон ПВХ объективно будет возрастать. Соответственно увеличится и стоимость продукции для конечного потребителя, невзирая на то, что в условиях высокой конкуренции производители окон не станут завышать цены на свои изделия, довольствуясь умеренной прибылью.         При повышении спроса со стороны производителей окон на материалы (оконные профили, стеклопакеты), предназначенные для изготовления окон с повышенной энергоэффективностью, их стоимость будет возрастать в большей степени, чем реальные затраты на их производство.   

     Какими темпами будут изменяться цены на отопительные услуги и материалы для оконного производства – прогнозировать весьма затруднительно, поэтому в сложной экономической ситуации вопрос об окупаемости увеличения теплозащиты оконных конструкций в разумные сроки остается открытым.

     Остается только сказать о наиболее вероятных направлениях увеличения сопротивления теплопередаче оконных конструкций в массовом строительстве. Оценивая теплозащиту окна, в первую очередь говорят о стеклопакете, поскольку он занимает большую площадь, чем непрозрачные части конструкции. Тем не менее, средняя расчетная величина площади профиля в общей площади окна составляет 30%, а для остекления многоквартирных домов эта цифра еще больше. В настоящее время, в основном, используются трехкамерные оконные профили, хотя в линейке продуктов практически всех фирм-производителей присутствуют профили с большим числом камер. Применение таких профилей значительно увеличивает энергосберегающий эффект окна.

     Известны также другие методы увеличения сопротивления теплопередаче непрозрачных частей окна, например, заполнение камер профиля теплоизолирующими вкладками, использование новых материалов и комбинирование материалов, но подобные новшества, как правило, не предназначены для массового использования и имеют слишком высокую стоимость. Увеличение энергосбережения прозрачной части окна, в первую очередь, возможно за счет применения двухкамерных газонаполненных стеклопакетов с И-стеклом.

     Очень хорошие теплотехнические показатели имеют стеклопакеты, изготовленные по технологии «Тепловое зеркало», но они мало распространены в России и достаточно дороги. А вакуумные стеклопакеты, или стеклопакеты с заполнением прозрачными аэрогелями на данное время являются экзотикой не только у нас, но и за рубежом.

     Таким образом, наиболее технически и экономически обоснованным для широкого применения в рамках программ по энергосбережению на ближайшие годы представляется окно из 4–6 камерного профиля толщиной от 70 мм, с двухкамерным стеклопакетом с И-стеклом и заполнением аргоном, что позволяет обеспечить приведенное сопротивление теплопередаче порядка 0,75–0,80 м²°С/Вт и более, а применение двух И-стекол даст дополнительное увеличение этого показателя.

При написании статьи использовалась информация Интернет-сайтов lateral.ru, tybet.ru, forum-okna.ru, oknamar.ru, abok.ru, aprok.ru, aereco.ru, air-box.ru 

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Ковров В.Н., Елдашов Ю.А. Особенности эксплуатации однокамерных стеклопакетов с   И-стеклом // Светопрозрачные конструкции.– 2006, №1 (45).

2. Кривошеин А.Д., Пахотин Г.А. Результаты испытания теплового режима стеклопакетов с дистанционными рамками типа Swiggle Strip, TPS, Thermix // Окна и Двери. – 1999, №10 (31).

3. Кривошеин А.Д. Вентиляция жилых многоквартирных зданий: проблемы и пути решения // Архитектура и строительство Омской области. – 2008, № 4 (55).

4. Гагарин В.Г. Методы экономического анализа повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций зданий // АВОК, 2009, № 1–3.

Вернуться к списку

Теплопроводность  —Один из видов теплообмена – перемещение тепловой энергии от более нагретых частей...

Теплопередача —Сложный вид теплообмена между двумя средами через разделяющую их стенку или...

Теплообмен —Необратимый процесс самопроизвольного перемещения тепловой энергии от более теплых...

Светопрозрачные конструкции  —Ограждающие конструкции, пропускающие оптическое излучение. Предназначены для...

Радиационный (лучистый) теплообмен —Перемещение тепловой энергии в виде электромагнитного излучения. В ходе лучистого...

Ограждающие конструкции —Строительные конструкции, образующие внешнюю оболочку здания или разделяющие его...

Конвекция  —Перенос теплоты в жидких или газообразных средах потоками вещества, движение которых...

Соединительные профили (соединители) —Профили, используемые для соединения между собой рам оконных (дверных) блоков в...

Расширительные профили (расширители) —Профили, присоединяемые к профилю оконной коробки для наращивания его высоты....

Подставочный (донный) профиль  —Профильный элемент окна, закрепляемый снизу на оконную коробку и отделяющий ее от...

Словарь терминов >>>