Механическая прочность пластиковых окон определяет их износостойкость. Чем прочнее будет рама, тем более качественной окажется система в целом. Для обеспечения прочности используется армирование. Оно очень важно для пластиковых рам, которые могут деформироваться под тяжестью собственного веса. Армирование позволяет ликвидировать главные недостатки поливинилхлорида (ПВХ), из которого изготавливаются пластиковые профили. Современные технологии позволяют применять несколько видов армовставок. Основные правила, регламентирующие использование армирования для окон, закреплены в нормативном документе ГОСТ 30674-99.
Что такое армирование, для чего оно необходимо
Пластиковые оконные конструкции полые внутри для обеспечения теплоизоляции, поэтому для их упрочнения используется металлический элемент (армирующий профиль, или усилительный). Вкладыши отвечают за жесткость конструкции, безопасность эксплуатации окна, поэтому их параметры строго регламентированы ГОСТ 30674-99. Армирующий профиль используется для пластиковых окон, дверей, фасадов, зимних садов и других светопрозрачных конструкций. Он имеет вид планки/сварной конструкции из стали, чаще всего оцинкованной.
Вариант армирующего профиля по форме:
- Г-образное;
- П-образное;
- замкнутое.
Основные негативные последствия, которые можно ликвидировать путем установки вкладышей – снижение риска деформации элементов окна от собственного веса или из-за температурных колебаний. ПВХ расширяется от нагрева и сжимается при охлаждении, что может повлиять на эксплуатацию. Однако современные усилительные вкладыши направлены не только на поддержание постоянной формы конструкции: они решают комплексные задачи.
Функции оконного армирования:
- противодействие ветровой нагрузке – конструкция приобретает нужную жесткость;
- улучшенная взломостойкость – чем выше класс защиты от взлома, тем толще должно быть армирование;
- сопротивление динамической нагрузке, которая возникает при открывании/закрывании створки;
- надежность монтажа – через стальные вкладыши крепеж перераспределяет эксплуатационные нагрузки на проем;
- удобство установки фурнитуры, в особенности петлевых групп.
В конечном счете, любое армирование окон рассчитано на обеспечение безопасности эксплуатации.
Требования по ГОСТу
Нормативы, по которым проводится армирование ПВХ окон, подробно описаны в ГОСТ 30674-99. ГОСТом утверждено, что монтаж вкладышей внутрь полости пластикового профиля должен проводиться вручную без использования каких-либо приборов.
Обязательны такие требования:
- Материал усилительного профиля – сталь с защитным цинковым покрытием от коррозии.
- Минимальная толщина армирования пластиковых окон по ГОСТу составляет 1,2 мм. Нестандартные профили (морозостойкие, цветные) должны иметь толщину не менее 1,5 мм.
- Расстояние между вкладышем и торцом (углом) детали – от 10 до 30 мм. Если нужны усиленные изделия, и/или масса стеклопакетов будет превышать 60 кг, следует выбирать приторцованные вкладыши под углом 45°.
- Запрещено стыковать или разрывать металлический контур внутри одного профиля из ПВХ.
- Каждый вкладыш нужно крепить к не лицевой стороне минимум на два самореза. Стандартное расстояние от точки установки самореза до сварного шва (внутреннего угла) – не более 80 мм.
- Шаг крепления саморезов у белых профилей – не более 400 мм, для морозостойких и цветных профилей – 300 мм.
Строгому нормированию подлежит толщина и тип антикоррозионного покрытия. Так, по ГОСТ 9.303, защитный слой цинка на стальных элементах должен быть не менее 9 мкм.
Технология изготовления армированных окон
В центре каждого пластикового профиля есть специальная ниша-камера, предназначенная для установки стального вкладыша. Сам армирующий профиль для ПВХ остекления должен изготавливаться из листовой прокатной стали. Для резки рекомендуется использовать электромеханические ножницы. Марки стали, рекомендуемые для изготовления профилей – Ст2, Ст3. Так обозначается углеродистая сталь обыкновенного качества, без покрытия, но с базовой устойчивостью к атмосферной коррозии. Это закреплено в ГОСТ 380-2005.
Размеры металлического вкладыша и центральная камера пластикового профиля должны совпадать. Сталь должна входить в ПВХ-нишу мягко, без дополнительных усилий, но при этом достаточно плотно. Форма металлической планки, которая может быть фирменной у некоторых производителей, придается с помощью листогибочного станка методом холодной гибки.
Как работает армирование
Металлический контур используется для придания статичности системы или при перепадах температуры, чтобы стенки ПВХ-профиля не изгибались. Сталь перераспределяет нагрузку таким образом, чтобы на каждый квадратный миллиметр вес конструкции был приблизительно одинаковым. Полностью ликвидировать процесс изгиба нельзя, но он настолько минимизирован и происходит равномерно, что в результате форма конструкции в целом будет оставаться неизменной.
Пластик и сталь работают «в команде» – сталь не нагревается, не охлаждается благодаря защитному покрытию и воздушным камерам внутри ПВХ-профиля, а пластик не деформируется благодаря тому, что металл является опорой, не дает раме прогибаться под собственным весом.
Преимущества армированных окон
Установка металлических вкладышей улучшает все эксплуатационные свойства оконной системы.
Армированные окна имеют такие преимущества:
- стабильно работают при больших перепадах температуры – от -60 до +40 °C;
- высокая механическая прочность;
- максимальная герметичность, соответственно защита от сквозняков, пыли, влаги и пара;
- обеспечение шумо- и звукоизоляции;
- ниже риск изгиба створки, износа петель;
- реже возникает необходимость в ремонте;
- повышается общая ремонтопригодность;
- высокая скорость монтажа.
Чем толще армовкладыш, тем больше запас прочности изделия. Благодаря такой технологии можно продлить срок эксплуатации конструкции – в среднем армированные пластиковые окна с усиленным профилем служат на 10-15 лет больше аналогов с тонкими стальными элементами.
Недостатки армированных окон
Использование армирующих вкладышей имеет не только плюсы, а также минусы.
Недостатки армирования:
- высокая стоимость – стальные элементы приводят к удорожанию остекления;
- металл может выступать мостиками холода у тонких ПВХ-профилей;
- увеличение массы конструкции.
Из-за того, что металлический контур увеличивает вес пластиковых окон, такие изделия нельзя устанавливать на балконы в старых домах, например, хрущевках и сталинках. А при монтаже многокамерных стеклопакетов с заполнением тяжелыми инертными газами конструкция может приобретать очень большую массу, поэтому перед установкой специалисты должны провести расчеты предельной нагрузки на плиту. Иногда нужно укрепление плиты стяжкой или полная реконструкция с помощью специальной стальной решетки. В ряде случаев тяжелые армированные окна нельзя монтировать даже после укрепления плиты.
Формы армирования ведущих производителей
ГОСТ 30674-99 указывает, что форма, толщина армирования и момент инерции для пластиковых окон устанавливаются технической документацией на изготовление изделий. Поскольку в ГОСТ нет строгих нормативов по сечению армирующих элементов, каждый производитель может самодеятельно подбирать формы вкладышей. На практике планки в форме букв «Г» и «П» могут усложняться различными выступами, изгибами, усилением одной из сторон вкладыша.
Современные изделия топовых компаний выбирают планки в форме букв O и U, которые обладают большей жесткостью, чем тонкие Г-образные вкладыши. Но каждый производитель может видоизменять форму даже для каждой линейки отдельно, чтобы соблюдать требуемый баланс жесткости, а также оптимальной массы.
Формы армирования у ведущих производителей:
- Rehau – у производителя есть П-образное, G-образное, замкнутое и другие виды армирования, например, в массе. Толщина металлической вкладки составляет 1,2-2 мм.
- Veka – всего есть 7 линеек систем, но все модели имеют замкнутое армирование квадратного сечения.
- KBE – используется U, O-образные формы.
- Melke – П-образное, О-образное толщиной 1,5-2 мм.
- Schuco – вкладыши оригинальных форм: квадратное с небольшим разрывом и Г-образное с укрепленным (двойным) краем. Толщина – 1,2-1,5 мм.
- Montblanc – используется П-образное толщиной минимум 2 мм.
- Salamander – квадратный, G-образный контуры.
- Deceuninck – классические П-образные и квадратные вкладыши.
- Aluplast – П-, О-образная форма.
- Gealan – замкнутое, G-образное.
Внутри каждого бренда производители армирующего профиля для ПВХ окон могут создавать различия между моделями, которые заключаются не только в отличиях по форме, но и по толщине планок.
Если вкладыши в окне подобраны несоответствующей формы или вовсе отсутствуют, это можно считать браком изделия, потому что конструкция не сможет функционировать с запланированным ресурсом.
Основные признаки некачественного армирования, его последствия:
- Если выбрана недостаточная толщина стальных элементов, конструкция будет изгибаться от нагрева и охлаждения. Например, при морозе -20 °C створка может открываться неправильно и/или с большим затруднением. Это приводит к потере герметичности.
- Слишком тонкие вкладыши приводят к отрыву импостов (вертикальных и горизонтальных). Многократно повышается риск выхода из строя импостов, если некачественно сделано армирование. Крепежные элементы при установке прямо в стенку металлического вкладыша могут не выдержать массу створки и деформироваться.
- Огрехи открывания – провисание, заклинивание, даже обрушение створки с вырыванием петель. Сильная деформация может привести к появлению трещин в стеклопакете.
Иногда наблюдается деформация дверей при слишком тонком контуре у всего балконного блока. При некачественных вкладышах внутри дверного профиля углы могут изгибаться под тяжестью собственного веса. Для установки замка на дверях армирование нужно точечно вырезать.
Как выбрать окно с армированием
Чтобы не сомневаться в качестве, лучше заказывать окна с армирующим профилем непосредственно от производителя, потому что тогда минимизируется риск брака. Но перед заказом важно учесть ряд параметров, на которые следует опираться при подборе металлического контура.
Основные критерии, которые нужно учитывать при выборе:
- тип остекления: панорамное, фасадное, классическое с небольшой площадью проема;
- масса и толщина заполнения – тем тяжелее будет стеклопакет, тем больше требований к надежности вкладышей;
- климатические особенности;
- монтажная глубина профиля;
- фактическая и требуемая противовзломность;
- тип открывания створки;
- предполагаемая активность использования;
- состояние плиты и здания в целом.
Важен даже этаж установки, потому что чем выше этаж, тем более выражена ветровая нагрузка. Например, для высоких этажей окна должны быть максимально жесткими, но при этом иметь не очень большую массу.
Качественное армирование ПВХ окон сохраняет форму все время службы конструкции. Для изготовления планок используется только сталь подходящих марок и качественные листогибочные станки.
Главные признаки качественных армирующих элементов:
- Сечение стального контура должно в точности повторять очертания внутренней камеры ПВХ профиля. Зазор должен быть минимальным, но достаточным, чтобы вкладыш легко входил в камеру. Если он будет сильно меньше, он не сможет выполнять свои функции.
- Толщина не менее 1,2 мм, что установлено ГОСТ 30674-99. Для некоторых окон толщина слоя стали должна составлять не менее 2 мм.
- Цинковое покрытие должно наноситься ровным слоем, без пропусков и язв.
Производители должны предоставлять всю документацию на профили. Наличие гарантии и всех требуемых сертификатов – признак того, что изделие оригинальное, а не подделка.
Из-за того, что металлический вкладыш находится внутри профиля окна, неспециалисту очень трудно определить его наличие «на глаз». Но есть методики, которые позволяют проверить стального наличие контура.
Способы проверки:
- Намагничивание. Мощный магнит поднести его к раме (желательно к внешней стороны). Стальной вкладыш (если он есть) настолько массивный, что должен притянуть магнит.
- Положение шурупов. Шаг между шурупами по торцу рамы должен составлять около 50 см для белых профилей, 30 см – для цветных. Также можно попытаться открутить шурупы. В норме это должно проводиться с затруднением, потому что крепление надежно соединено с металлической планкой. А легкое раскручивание – признак отсутствия вкладыша.
К сожалению, есть параметры, которые невозможно определять самостоятельно. Это, например, форма или толщина армирования ПВХ окон. В этом случае доверять можно только официальной документации производителя конструкции.
Для разных условий нужен разный армированный профиль для пластиковых окон.
Основные правила выбора:
- Если нужна повышенная взломостойкость, обязательно выбирать максимально доступную толщину вкладыша. По форме он должен быть замкнутым или G-образным.
- На высоких этажах, при высокой ветровой нагрузке окна выбирайте профиль в форме «О» или «G» увеличенной толщины.
- Чем больше масса конструкции, тем надежнее должен быть вкладыш. Если есть толстые профили и/или стеклопакеты, нужно выбирать глубину стали от 1,5 мм.
- Чем больше площадь проема, тем лучше должно быть армирование. В очень маленьких окнах может быть облегченным, тогда как при большой площади стекол/стеклопакетов профиль должен обладать максимальной жесткостью, без толстых стальных планок не обойтись.
- Если не нужна высокая механическая прочность, или если стена, парапет или плита не могут выдержать большую массу, допустима минимальная толщина армирования по ГОСТ – 1,2 мм, а форма может быть Г- или П-образной.
- Не менее важна стоимость. Замкнутое армирование дороже простого Г-образного. Толщина стали пропорционально влияет на цену.
Рекомендуется заранее запросить у компании, где планируется заказ остекления, каталог разработчика, в котором будет описана конструкция каждой модели профильной системы. В каталоге должны быть приведены чертежи армирующего профиля для окон. Не будет лишним изучить информацию из сторонних источников, например, почитать блоги экспертов или ознакомиться с отзывами.
В ряде случаев необходимо использование максимально мощных вкладышей, чтобы конструкция получила необходимую прочность. Усиленным армирование считается при толщине 2 мм, но встречаются даже более толстые элементы.
Когда усиленные вкладыши необходимы:
- для остекления больших проемов;
- для панорамного и фасадного остекления;
- если окно имеет сложную форму;
- для улучшенной взломозащиты;
- при большой эксплуатационной нагрузке на створку;
- для эркеров;
- при остеклении балконов и лоджий;
- для дверей и входных групп.
Как правило, усиленный армированный профиль для ПВХ окон изготавливается замкнутым, но некоторые производители предлагают L-образные контуры сложного сечения с мелкими выступами.
Использование стальных планок – вечная классика. Но современные технологии предлагают отказ от металла и использование других материалов для придания профильной системе жесткости.
Основные материалы, которые заменяют сталь:
- Стеклокомпозитное армирование. Его постепенно внедряют многие изготовители, но наиболее распространено оно в компании Inline Fiberglass, основанной в Канаде.
- Другие композитные вставки из различных комбинаций, например, комбинация пластика с древесным волокном, используемая изготовителем Deceuninck.
- Комбинированный материал на основе полимеров и алюминия Pal system турецкого производителя Ersas.
- Фиброволокно по запатентованной технологии RAU-FIPRO, используемое немецким производителем окон Rehau для линейки Rehau Geneo. Армирование в массе позволяет полностью отказаться от металла без потери качества.
Окна, армированные таким способом, лишены мостиков холода, поэтому имеют теплопроводность даже ниже, чем у классического ПВХ окна со стальными вкладышами. Композиты и упрочнение в массе также значительно облегчают конструкцию, поэтому подходят даже для очень изношенных парапетов и плит. Пока основным ограничением в применении альтернативных материалов является высокая цена.
Что важно, некоторые профили могут не иметь армирования. Так, в ГОСТ 30674-99 указано, что для белых окон можно не использовать армированный профиль, кроме импостов, если длина детали составляет менее 70 мм. Однако установка больших систем остекления совсем без металлического вкладыша нерациональна – это равноценно строительству дома без фундамента.
Армирование придает профильной системе прочность, обеспечивает износостойкость, защищает от температурной деформации. Чаще всего используются стальные планки толщиной 1,2-2 мм и различных форм (П-образной, Г-образной, квадратной, G-образной). Но встречаются инновационные композитные материалы как альтернатива металлическим вкладышам. Все нормативы усиления и конструкции окна в целом закреплены в ГОСТ 30674-99. Чем большим нагрузкам может подвергаться конструкция, тем толще должны быть вкладыши. Лучше всего форму поддерживают замкнутые контуры, но они удорожают окно и увеличивают его массу. Каждый производитель предлагает модели с разной толщиной, формой армирования, поэтому перед выбором изделия важно ознакомиться с каталогом бренда-изготовителя.
