Комбинированные окна

Современные окна должны хранить тепло помещения, пропускать в него необходимое количество света, защищать жильцов от назойливого уличного шума. А еще - радовать своей надежностью, долговечностью, неприхотливостью и красотой. В поисках оптимальных конструкций окна производители комбинируют различные материалы. Появление комбинированных оконных систем можно считать естественным и закономерным. Ему предшествовали многочисленные попытки создать максимально удобное, прочное, технологичное и красивое окно. Долгое время главным направлением поиска было улучшение эксплуатационных характеристик традиционных материалов.

Тем не менее материалы, применяемые для оконных переплетов, сохранили некоторые недостатки. Производители решили попробовать соединить в одном изделии различные материалы, чтобы максимально использовать достоинства каждого из них и свести к минимуму недостатки. Это привело к созданию так называемых комбинированных окон.

Характеристики исходных материалов
На сегодняшний день для изготовления оконных профилей используют древесину, ПВХ, алюминий и некоторые другие металлы. Рассмотрим их основные достоинства и недостатки. Деревянный профиль относится к традиционным строительным материалам. Он обладает прекрасными эстетическими и высокими эксплуатационными характеристиками. Основными его достоинствами являются:
- высокая прочность при небольшой объемной массе;
- низкая тепло- и звукопроводность (такие окна не надо утеплять на зиму);
- высокая морозоустойчивость;
- легкость в изготовлении;
- экологичность;
- привлекательный внешний вид натурального материала;
- ремонтопригодность (нормальный срок службы для такого профиля составляет 20-30 лет, после чего его можно просто отремонтировать на месте).

Недостатки окон из древесины:
- пороки древесины (трещины, сучки, смоляные карманы и пр.);
- подверженность гниению и поражению микроорганизмами при повышенной влажности;
- высокая зависимость эксплуатационных характеристик материала от влажности;
- горючесть;
- потребность в периодическом уходе (окраске и т.п.);
- высокие требования к квалификации и технологиям производителей и установщиков окон.

Алюминиевый профиль. Алюминий технологичнее и легче дерева, а рамы из него более долговечны. Однако он является слишком хорошим проводником тепла, следовательно, обладает низкими теплозащитными свойствами. Наиболее целесообразно использовать алюминиевые рамы для оконных проемов больших размеров, витражей, остекления балконов - там, где важна прочность материала. С другой стороны, следует помнить о том, что непосредственный или косвенный контакт алюминия с другими металлами может вызвать электролитические реакции, приводящие к сильной электрокоррозии алюминия (вплоть до его разрушения).

Преимущества алюминиевых окон:
- практически неограниченная долговечность;
- высокая прочность при низком удельном весе;
- высокая устойчивость к коррозии, деформации и другим вредным воздействиям окружающей среды;
- отсутствие необходимости в специальном уходе;
- возможность изготавливать окна очень больших размеров и любых форм;
- лучшая ремонтопригодность среди окон всех типов.

Недостатки алюминиевых окон:
- высокая теплопроводность;
- возможность протекания электрохимических реакций.

Профили из поливинилхлорида. ПВХ - прочный, долговечный, красивый и недорогой материал, обладающий высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками. Пластик позволяет осуществлять тончайшую подгонку рам до долей миллиметра, не набухает от влаги и не рассыхается, не коробится на солнце. ПВХ химически нейтрален, экологичен и безопасен. Технология изготовления ПВХ-профилей подобна конструктору - из множества унифицированных элементов можно собрать практически любое окно. Пластиковые окна могут быть любых форм, размеров, расцветок и с разными вариантами открывания.

Преимущества пластиковых окон:
- долговечность;
- устойчивость ко всем видам метеорологических воздействий (в том числе в условиях повышенной влажности);
- высокие показатели тепло- и звукоизоляции;
- герметичность всех швов и стыков;
- не требуют дополнительной отделки (сохраняют первоначальную окраску на протяжении всего срока эксплуатации);
- не требуют специального ухода.

Недостатки пластиковых окон:
- высокие требования к квалификации и технологиям производителей и установщиков окон;
- высокие требования к условиям эксплуатации.

Комбинация древесины и алюминия
Сочетание древесины с алюминием получило наибольшее распространение в комбинированных оконных системах. Дерево - природный материал с низкой тепло- и звукопроводностью, экологичный, хорошо вписывающийся в любой интерьер. Но даже самую качественную деревянную раму желательно защитить от внешних воздействий. Для этих целей используется легкий, прочный и некорродирующий алюминий, обладающий высокой устойчивостью к влиянию окружающей среды и практически не требующий ремонта в течение всего срока эксплуатации. В такой конструкции алюминиевые элементы защищают деревянную часть комбинированной рамы от разрушительных воздействий окружающей среды, а обращенная в помещение деревянная часть окна работает в комфортных условиях - подвержена минимальным механическим нагрузкам, не контактирует с атмосферными осадками и уличной грязью и не подвергается действию низких температур и ультрафиолетового облучения. Со стороны помещения описанная конструкция выглядит как деревянная, алюминиевый профиль не заметен. Благодаря этому окна не только служат украшением любого интерьера, но и выдерживают испытание временем.

Поскольку деревянные окна требуют периодического ухода и окраски, установка деревянно-алюминиевых конструкций часто становится оптимальным решением для сложных сооружений, в которых доступ к оконным проемам снаружи затруднен. Кроме того, поскольку деревянно-алюминиевое окно не требует дальнейшей окраски, отпадают дополнительные затраты, неизбежные при уходе за обычными деревянными окнами. В настоящее время существуют три основных типа конструкций дерево-алюминиевых рам. Конструкция первого типа включает в себя одну раму из двух-трехкамерного утепленного алюминиевого профиля, внутренняя сторона которой облицована декоративными деревянными накладками. Поскольку алюминий является наиболее прочным, долговечным и климатически стойким материалом, профилю из него отведена роль несущего элемента, воспринимающего эксплуатационные нагрузки. Для того чтобы такие окна работали в холодной климатической зоне, в алюминиевый профиль вводят специальные термоизолирующие вкладыши из армированного стекловолокном полиамида (термомосты или термовставки), утепляющие такой профиль. Термомосты соединяют наружную и внутреннюю оболочки этих сборных профилей и прерывают поток тепла, улучшая таким образом теплоизолирующие свойства конструкции. Ширина термоизолирующей вставки колеблется у разных производителей от 15 до 34 мм. Еще один термомост устанавливается между алюминиевой рамой и деревянной накладкой, поскольку они отличаются по степени теплового расширения.

Деревянные накладки могут изготавливаться из разных сортов древесины. Для предотвращения гниения и улучшения эксплуатационных характеристик их пропитывают специальными защитными составами. Толщина накладок обычно составляет от 20 до 24 мм. Разнообразный цвет деревянных накладок позволяет подбирать их к любому интерьеру. К достоинствам конструкций первого типа можно отнести высокую пожаробезопасность. Кроме того, алюминиевый профиль позволяет создавать окна любых форм и размеров, с любым способом открывания и деления световых проемов. Загрязняется алюминий медленнее, чем пластик. Еще одно преимущество алюминиевой рамы - легкий уход, ей не страшны никакие моющие средства, в отличие от рам из дерева и ПВХ. Конструкция второго типа состоит из двух полноценных оконных рам, одна из которых (наружная) изготовлена из алюминия, а другая - из древесины. Подобная конструкция, в свою очередь, подразделяется на два типа, получивших название в соответствии с происхождением: финский и шведский.

Финский тип предполагает использование в оконном блоке двух раздельных створок. При этом внешняя выполнена из алюминия, а внутренняя - из дерева. Створки соединены между собой подвижно, благодаря чему могут открываться одновременно либо поочередно. Механизм, соединяющий створки, представляет собой металлический стержень, один конец которого закреплен на наружной створке, а второй движется по металлической гребенке, расположенной на внутренней раме. Стержень снабжен фиксаторами, позволяющими закрепить створку в желаемом положении. Во внешнюю раму вставлено одинарное стекло, которое может быть как простым, так и тонированным, солнцезащитным, зеркальным либо противоударным. Во внутреннюю раму монтируют стеклопакет. Толщина оконной коробки может составлять от 95 до 210 мм. Чем больше расстояние между створками, тем более высокие показатели тепло- и звукоизоляции имеет окно. Разновидностью финского типа можно считать оконную раму, состоящую из внешней алюминиевой створки с одинарным стеклом и двух внутренних деревянных створок с одинарными стеклами, соединенных между собой. К недостаткам окон с раздельными рамами можно отнести только довольно большой вес и возможность открывания створок лишь в одной плоскости. к достоинствам - очень высокие показатели теплоизоляции, а также возможность встроить между рамами солнцезащитные жалюзи.

Окно шведского типа состоит из двух рам со спаренными переплетами: внешнего (из алюминиевого профиля с одинарным стеклом) и внутреннего (деревянного, с двухкамерным стекпопакетом). Толщина коробки составляет от 90 до 105 мм. К достоинствам такого окна относятся возможность открывания в двух плоскостях, узкая оконная коробка и высокие показатели теплоизоляции. Конструкция третьего типа (немецкого) представляет собой деревянную раму, защищенную алюминиевой накладкой, расположенной по всему периметру окна снаружи.

Рама. Для изготовления деревянной рамы используют различные породы дерева: сосну, пихту, ель, лиственницу, кедр, дуб, бук, красное дерево. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Дуб, бук и лиственница прочнее и долговечнее сосны
и ели, но из-за более плотной структуры имеют и более высокую теплопроводность (хуже сохраняет тепло). Тропическое красное дерево хорошо противостоит перепадам атмосферной влажности. На сегодняшний день в производстве оконных переплетов наиболее популярны два материала: сосна (как самая дешевая) и дуб (прочный, долговечный и высокоэстетичный). Рама может быть изготовлена как из массива дерева, так и из клееного бруса. Однако при производстве деталей оконного переплета из цельного куска древесины остается достаточно много отходов. И как следствие, такие детали стоят дороже. Кроме того, при работе с массивом дерева намного тяжелее добиться однородности эксплуатационных характеристик на всех участках оконной рамы.

Наиболее рациональным считается производство рам из наборного бруса. Такой материал - многослойный клееный брус - обладает большей однородностью свойств и более высокой прочностью, чем массив дерева. При такой технологии возможно использование даже коротких планок, которые получаются после удаления из исходной заготовки всех сучков и дефектных частей. Однако отметим, что у высококачественного наборного бруса короткие планки располагаются только во внутренней части. Те изделия, у которых соединение планок допускается на лицевой стороне, стоят на 10-20 % дешевле. Чтобы рамы из наборного бруса не коробились, его составные части подбирают так, чтобы годовые кольца соседних планок пересекались примерно под прямым углом. При этом сердцевину массива дерева (ее легко опознать по концентрическим кольцам), как наиболее рыхлую и неоднородную часть кругляка, в качественном изделии никогда не используют. Из полученного наборного бруса изготавливают оконные профили, а уже из них собирают рамы и переплеты.

Однако на этом процесс изготовления деревянной оконной рамы не заканчивается. Ее необходимо защитить от всевозможных грибков, паразитов, а самое главное - от влаги. Это очень важно, поскольку количество водяного пара внутри помещения в зимнее время в 20 раз превышает его содержание в наружном воздухе. Соответственно, защита окна должна быть надежной не только с внешней, но и с внутренней стороны. Для защиты сегодня используют специальные пропитки, содержащие, в частности, антисептик. Проникая вглубь дерева и сохраняя его клеточную структуру, пропитки делают его поверхностные слои водооиалкивающими и непривлекательными для насекомых и микроорганизмов. Некоторые производители используют при производстве деревянных рам собственные защитные технологии. Некоторые пропитывают деревянные детали окна в вакууме составом, не изменяющим естественный цвет древесины (что позволяет в дальнейшем как угодно колеровать поверхность). Другие применяют технологии, предотвращающие появление на поверхности деревянной рамы темных пятен (обычно эти пятна возникают из-за смолы, содержащейся в древесине). Такой эффект достигается за счет нанесения на внутреннюю часть коробки специального защитного слоя. 

Накладки. Применение алюминиевых накладок дает целый ряд преимуществ по сравнению с незащищенной рамой из дерева:
- увеличиваются тепло- и звукоизоляция,так как появляется дополнительная изоляционная камера;
- дерево приобретает дополнительную защиту от неблагоприятных атмосферных воздействий и предохраняется от гниения;
- не требуется специальный уход за наружной поверхностью, а также периодическая окраска, неизбежная для деревянных окон.

Существуют разные способы крепления алюминиевой накладки к деревянной раме: она может фиксироваться специальными клипсами или вставляться в специальные пазы на раме (накладки рельсового типа). Крепление на клипсах позволяет оставить между алюминием и деревом пространство, обеспечивающее вентиляцию поверхности рамы (это важно, так как металл намного чувствительнее к температурным колебаниям, чем дерево, и с внутренней стороны на металле может скапливаться конденсат). Кроме того, алюминиевую накладку при необходимости несложно снять и затем опять поставить на место.

Качество деревянно-алюминиевых окон.
При выборе комбинированных конструкций из дерева и алюминия необходимо помнить, что коэффициенты температурного расширения дерева и металла различаются. Поэтому производство и сборка подобных систем требуют тщательного соблюдения технологии. Древесина должна быть хорошо высушена и обработана антисептиками, в местах соединения алюминия и дерева должны быть "плавающие" (пазовые) крепления, пластиковые усики и пр. Качество комбинированных оконных рам из древесины и алюминия определяют также стабилизирующие пропитки деревянных частей рамы, отверстия для смазки оконных петель, уплотнители из каучука, защитная пленка, предохраняющая деревянные поверхности в процессе транспортировки и монтажа изделий. При выборе типа оконной рамы следует также иметь в виду, что усложнение конструкции ведет к ее удорожанию. Соответственно, окна с алюминиевой накладкой дороже деревянных, а с алюминиевой створкой стоят еще больше. При изготовлении деревянно-металлических окон вместо алюминия иногда используют медь или латунь. При обработке поверхности таких окон учитывают особенности каждого из используемых материалов: алюминий покрывают защитным слоем краски или оксидируют, а медь и латунь не требуют дальнейшей обработки.

Комбинация поливинилхлорида с деревом и алюминием. В наше время применяют комбинированные оконные рамы, сделанные из ПВХ, дерева и алюминия в разных комбинациях. Наиболее распространены две из них: дерево и ПВХ, ПВХ и алюминий. Существует и комбинация всех трех материалов, хотя она встречается пока крайне редко.

Комбинация дерева и поливинилхлорида. В этой конструкции деревянная рама с внешней стороны защищается накладками из поливинилхлорида. По сути это можно назвать разновидностью немецкого типа оконной рамы из дерева и алюминия. Пластик играет ту же роль, что и алюминий в деревянно-алюминиевых конструкциях. Полые профили из ПВХ и специальная система влагоотвода надежно защищают окно от атмосферных влияний и практически не требуют ухода. ПВХ-профиль крепится к дереву с помощью специальных держателей, которые снимают механическое напряжение, возникающее из-за различия в коэффициентах расширения древесины и ПВХ. Применяются такие окна в тех же случаях, что и дерево-алюминиевые.

Комбинация поливинилхлорида и алюминия. Такая конструкция представляет собой раму из ПВХ, покрытую снаружи алюминиевыми накладками. Основное назначение накладок - декоративное. Они выпускаются в широком цветовом диапазоне, что позволяет существенно расширить возможности архитекторов и дизайнеров. Существуют две основные технологии окраски алюминиевого профиля:
- анодирование - металл окисляют, чтобы на нем образовалась защитная оксидная пленка. Покрытие получается прочное, стойкое к атмосферному воздействию. Однако его недостатком является довольно ограниченная цветовая гамма;
- нанесение лакокрасочного покрытия способом порошкового напыления. Эта технология позволяет получать практически неограниченный набор цветов.

Помимо декоративного эффекта применение алюминиевых накладок позволяет несколько улучшить теплоизоляционные характеристики оконной системы за счет появления дополнительной изоляционной камеры. Кроме того, такая конструкция повышает механическую прочность оконной рамы (за счет дополнительной жесткости алюминиевой накладки и ее ребер жесткости). Алюминий предотвращает и взаимодействие ПВХ с окружающей средой (кислотными дождями, солнечными лучами, солнечной радиацией и т.д.). В силу дополнительного расхода материалов и рабочего времени на монтаж комбинированный профиль с алюминиевыми накладками дороже стандартного профиля из ПВХ в среднем на 10-15 %.

Тройная комбинация представляет собой слоеный пирог из трех материалов: алюминия поливинилхлорида и древесины. Основой конструкции является несущий профиль из ПВХ, который принимает на себя основную механическую нагрузку и обеспечивает тепло- и звукоизоляцию. Снаружи ПВХ-профиль закрыт декоративными алюминиевыми накладками, выполняющими те же функции, что и в алюминиево-пластиковых конструкциях. Изнутри ПВХ-профиль оформлен декоративными накладками из дорогих пород дерева. Снаружи такое окно выглядит как алюминиевое, изнутри - как деревянное и при этой, сочетает в себе все преимущества трех материалов.