Устройство пластиковых окон и элементов оконной системы

Уже ставшие привычными металлопластиковые окна кажутся на первый взгляд простейшей конструкцией, не способной поразить воображение. Но при более пристальном рассмотрении перед вами появляется сложная инженерная система, состоящая из нескольких десятков деталей, каждая из которых играет свою роль.

Как и в любой сложной системе, детали не отличаются универсальностью — отсутствие или некачественная работа одной из них приводит к ухудшению состояния всей конструкции. Так из чего же состоит обычное металлопластиковое окно?

Общее устройство оконной ПВХ системы

Рассматривать и изучать устройство пластиковых окон необходимо с главных элементов. Одним из них, несомненно, является рама, служащая базой всей конструкции.

Общее устройство ПВХ окна

Устройство ПВХ окна в разрезе

Рама окна ПВХ

При первом взгляде на раму мы видим пластиковое покрытие белого или иного цвета и кажется, что это обычный брусок, как, например, у деревянного окна. Но устройство профиля, из которого сделана рама более сложное — внутри вставлен металлический каркас из прямоугольного профиля, выполняющий функции усилителя жесткости, а пластиковое основание разделено на несколько герметичных полостей (камер), опоясывающих раму по периметру.

Рама ПВХ окна.

Полости изолированы друг от друга и внешней атмосферы, связана с окружающей средой только внешняя камера — в ней предусмотрено несколько отверстий, которые служат для отвода конденсата.

1. Отверстие для отвода конденсата, вид со стороны створки открытого окна. 2. Декоративная заглушка отверстия отвода конденсата, расположенная с внешней стороны окна.

Камер в профиле рамы обычно бывает от трех до пяти. Воздушные камеры служат надежным барьером от потерь тепла, металлический профиль обеспечивает надлежащую жесткость, а пластиковое покрытие — отличный дизайн.

Сама же рама служит несущей конструкцией — она закреплена в оконном проеме, а на нее, в свою очередь, навешиваются все остальные части окна.

Створка

Очень редко можно встретить окно, оснащенное одним сплошным стеклом. В большинстве случаев окно состоит из нескольких частей — створок. По конструкции они напоминают раму и сделаны из похожего по конструкции профиля. Створки бывают подвижными и стационарными; в одном окне, как правило, сочетаются оба вида.

Створка окна.

Можно рассматривать створку и как внутреннюю раму, служащую для закрепления стеклопакета и обеспечивающую плотное его соединение с основной рамой.

Фурнитура

Все, что позволяет соединять части окна между собой, обеспечивает возможность открывания окна, стабилизирует положение створок, обеспечивает работоспособность системы называют общим термином — фурнитура.

Сюда входят вполне конкретные детали разной сложности:

• петли;
• ручки;
• замки;
• запорные и поворотные механизмы;
• декоративные элементы.

Фурнитура пластикового окна.

Створка окна работает в различных режимах, что определяется довольно высокой сложностью фурнитуры. Как правило, качественная фурнитура сделана из хорошего металла и в общей стоимости окна составляет немалый процент.

Устройство механизма пластиковых окон достаточно сложное и требует немалого мастерства и определенных знаний при монтаже. Хотя механизм окна редко выходит из строя, но при неполадках браться самому за ремонт и наладку не рекомендуется — дешевле вызвать мастера.

Стеклопакет

Вторая после рамы по важности часть окна. Стеклопакет формируется из нескольких параллельных листов стела, разделенных металлическими полосами (дистанционными рамками) таким образом, что между ними образуются воздушные полости, как и в раме, называемые камерами. По периметру стеклопакет герметизируется и воздух из объема камеры не контактирует с атмосферным ни при каких обстоятельствах.

Стеклопакеты для пластиковых окон.

Стеклопакеты несут тройную нагрузку:

• пропускание света;
• звукоизоляция;
• теплоизоляция.

Последние два качества напрямую зависят от количества камер — оптимальное количество 2 – 3. Однокамерные окна сравнительно мало защищают от посторонних шумов, а четырехкамерные слишком тяжелые. Светопропускная способность от количества стекол практически не зависит.

Штапик

Небольшая пластиковая деталь в виде профильной рамки, идущая по периметру створки и удерживающая стеклопакет. При всей своей незаметности выполняет очень важную функцию. Если штапик некачественный или плохо держится в раме, то стеклопакету угрожает немалая опасность — в раме его ничего больше не держит.

Штапик ПВХ окна.

Уплотнители

Тоже одна из малозаметных деталей, без которых самая сложная конструкция пластикового окна не сможет выполнять самых простых функций — сквозь щели в комнату будет проникать холодный воздух и влага, а по шумоизоляционным свойствам окно ПВХ сразу опустится на несколько позиций и встанет наравне с деревянным, знакомым по панельным многоэтажкам.

Уплотнители изготовляются из различных материалов, чаще всего, из специальной резины. На качественных дорогих окнах можно встретить силиконовые, EPDM, TPE и ПВХ-уплотнители. Объединяет их одно — значительный срок службы, превышающий 20 лет, морозостойкость, термостойкость и химическая инертность.

Основные виды уплотнителей

Импост

Часть конструкции рамы. Представляет собой вертикальную или горизонтальную перекладину и обеспечивает возможность створкам открываться в любом положении. Как правило, изготовлен из того же профиля, что и рама и не уступает ей по жесткости. Но в перпендикулярном сечении импост обязательно «Т»- образный. Боковые выступы обеспечивают плотное примыкание створок. В них проделаны пазы под уплотнитель.

Импост ПВХ окна.

Обычно армируется прямоугольным металлическим профилем, благодаря чему может выдерживать значительные механические нагрузки. Если рама прикреплена к стене, то импост «работает» самостоятельно, поэтому требования к его прочности несколько выше.

Штульп

Относительно новое конструктивное решение, призванное обеспечить такую же подвижность створок, как и в окнах с импостом, но без вертикальной стойки. По своей сути штульп — это система примыкания створок и их фиксации в закрытом положении.

Одна из контактных створок оборудуется ручкой и может открываться в тех же положениях, что и в обычном окне. Вторая может только распахиваться наружу. Если открыть обе створки, то получится чистый проем, без каких либо стоек и перекладин.

Окно со штульпом

Штульпированные окна медленно вытесняют с рынка обычные конструкции, но популярны более в многоэтажных домах. Хотя по безопасности они не уступают рамам с импостами, пока что на первых этажах они устанавливаются относительно реже.

Базовый подставочный профиль

Рассматривая подробно, из чего состоит пластиковое окно, нельзя упустить из виду такую важную деталь, как базовый профиль, который еще называют подставочным. Это пластиковая деталь во всю длину нижней части рамы, закрепленная к ее профилю. Служит он для облегчения транспортировки и установки по уровню, одновременно предохраняя раму от повреждений. Высота профиля не превышает 35 мм.

Подстановочный профиль ПВХ окна.

При всей своей сложности конструкции и видимой массивности, незакрепленная в проеме рама довольно уязвима. Без установленных створок и стеклопакетов ее достаточно просто повредить. Но это только одна из функций базового профиля — после монтажа рамы он не удаляется, а выполняет роль элемента крепления подоконника и отлива, избавляя монтажников от необходимости сверлить саму раму, что, кстати, не разрешается.

Подстановочный профиль.

Следующая функция подставочного профиля — увеличение теплоизоляции монтажного шва. Он представляет собой полую прямоугольную трубу, заполненную воздухом. Проходя вдоль всей нижней части проема профиль изолирует объем комнаты от внешнего воздуха, в сочетании с монтажной пеной получается достаточно надежный теплошумоизоляционный сэндвич.

Установленное ПВХ окно в разрезе

Подоконник

Внутренняя деталь окна, служащая одновременно и частью интерьера. Представляет собой горизонтальную плоскую панель, незначительно выступающую за плоскость стены. Стандартный подоконник сделан из того же материала, что и окно — ПВХ. Но можно установить и подоконник из искусственного камня или иного материала.

Монтаж подоконника производится таким образом, чтобы внутренняя часть заходила под раму и перекрывала монтажный шов. Ширина подоконника выбирается такой, чтобы он не перекрывал полностью конвекционных потоков тепла, идущих от подоконного радиатора. Если же радиатора в месте установки окна нет, то ширина подоконника может быть любой, в пределах разумного, конечно.

 

Отлив

С противоположной стороны окна, снаружи в нижней части рамы устанавливается отлив. Он крепится к базовому профилю и защищает монтажный шов от намокания при дожде. Одновременно он отводит стекающую по стеклу воду от стены и предотвращает появление пятен и потеков на фасадах.

Ширина отлива выбирается в зависимости от погодных условий в месте установки окна, учитывается и то, на какую сторону света окно ориентировано. На южных окнах отливы могут быть уже, на северных и западных — шире.

Отлив пластикового окна.

Откосные планки

Откосные планки — стандартная деталь, которая закрывает шов между рамой и стеной, сверху и с боковых сторон. Изготовляется из пластика и очень быстро монтируется. Но при широких откосах отделка производится при помощи штукатурки или гипсокартонных вставок. Они выполняют то же значение, что и откосные планки — маскируют монтажный шов и защищают герметик от влаги, ультрафиолета и случайных повреждений.

Откосная планка.

Расширительные профили

Монтажные элементы, позволяющие увеличить ширину рамы. Пластиковые расширительные (доборные) профили выпускаются в стандартной ширине 20, 40, 100 мм и позволяют расширить раму на требуемую величину. К раме крепятся саморезами.

Расширительный профиль для пластикового окна.

Если возникла необходимость использовать сразу несколько доборных планок, то это не вызывает сложностей — между собой они соединяются замковыми соединениями. По всей длине боковой стороны идут специальные пазы, которыми профили попросту перещелкиваются друг к другу.

Соединительные профили

Специальные замковые соединения, которые позволяют быстро и надежно связать между собой детали металлопластиковой конструкции, например, при остеклении лоджий или установке обширных оконных конструкций. Производятся в различной конфигурации, позволяют выполнить параллельное, угловое (90, 130, 160 градусов) и другие виды соединений.

Соединительные профили для пластиковых окон.

Производятся профили соединения в обычном виде, наподобие пластиковых защелок, или в усиленном варианте, дополнительно армируя конструкцию. Как правило, соединительные профильные элементы предназначены для профессионального монтажа, работа с ними требует определенных навыков.

Устройство ПВХ профиля

Чтобы полностью познакомиться со всеми свойствами металлопластикового окна, необходимо рассмотреть устройство пластиковых окон в разрезе. Непосвященного человека здесь ждет немало интересного. Монолитная на вид конструкция, оказывается, имеет довольно сложную внутреннюю структуру, в которой практически нет лишних элементов — все детали несут ту или иную конструкционную нагрузку и очень плотно взаимодействуют с соседями.

Материалом рамы, импоста, подоконников и некоторых других деталей окна является синтетический полимер — поливинилхлорид. Это малогорючее вещество, достаточно безопасное в плане экологии, химически пассивное и легкое в обработке. Но ПВХ имеет недостаточную механическую прочность, чтобы самостоятельно выполнять несущие функции для довольно тяжелых оконных конструкций, поэтому все силовые части окна обязательно армируются металлом.

На практике для изготовления окон используется не монолитный брусок поливинилхлорида, а своеобразная система параллельных трубок различного сечения, спаянных между собой по длине в одну конструкцию.

Конфигурация трубок в поперечном сечении довольно сложная:

• прямоугольная,
• трапецеидальная,
• треугольная и т.д.

Но сама конструкция (профиль), как правило, прямоугольник, «Т» или «Г» образная конструкция, из которой очень удобно монтировать оконные рамы различной конфигурации.

Устройство ПВХ профиля

Камеры ПВХ профиля

Параллельные ходы абсолютно изолированы друг от друга и образуют закрытые полости, заполненные воздухом. В готовой раме они называются камерами. Чем больше камер, тем лучше для шумоизоляции и теплозащиты. Но количество камер имеет свой физический предел — больше семи, обычно, не используется.

Этому есть несколько причин:

• увеличивается расход материала на перегородки между камерами;
• эффект снижения теплопроводности за счет наличия воздуха внутри нивелируется мостами теплопроводности по массиву ПВХ;
• возрастает вес профиля при снижении прочности.

ПВХ профиль с 3 камерами.

ПВХ профиль с 5 камерами.

Оптимальное количество камер — пять.

Вдоль внутренней камеры, самой большой по площади сечения, по всей длине проходит металлическая вставка квадратного, прямоугольного или «П»-образного сечения. Она изготовлена из оцинкованной стали и предназначена для усиления конструкции. Незначительно влияя на вес профиля, армирующий элемент увеличивает прочностные его свойства почти на порядок.

Многокамерная структура профиля не только обеспечивает отличные теплофизические и шумоизоляционные свойства, но и обеспечивает высокую прочность — перегородки между камерами также являются и ребрами жесткости.

Устройство стеклопакета ПВХ окна

Стеклопакет в металлопластиковом окне представляет собой автономную структуру, которая просто вставлена в раму. Если заменить стеклопакет на такой же по размерам, но состоящий из других видов стекла, с иным количеством камер или заполненный инертным газом, то свойства окна сразу же изменятся. Порой отличия могут быть совершенно радикальными.

Устройство стеклопакета пластикового окна

Стеклопакеты состоят из 2, 3 или 4 стекол, соответственно, они называются одно, двух и трехкамерными (по числу воздушных промежутков).

Формулой они обозначаются так:

4 -16-4 или 4-6-4-6-4 и т.д.

Крайние цифры показывают толщину стекла в пакете, внутренние — ширину камеры, которая может находиться в диапазоне 10 – 20 мм (чаще всего — 16 мм).

Стекло используется обычное (флоат), энергосберегающее, тонированное, окрашенное толщиной 4, 6 или 8 мм. Три листа и две воздушные камеры — оптимальное соотношение конструктивных элементов, обеспечивающее наилучшие теплоизоляционные свойства и шумоизоляцию при относительно небольшом весе.

Однокамерный стеклопакет.

Двухкамерный стеклопакет.

Трёхкамерный стеклопакет.

Дистанционная рамка — вкладка между стеклами, идущая по всему периметру. Изготовляется из металла или пластика и выполняет несколько функций. Основная — обеспечение параллельности листов стекла. В полость под рамкой засыпан силикагель или иной материал, поглощающий влагу из камеры. Внешний периметр стеклопакета обработан пластическим герметиком — при температурных подвижках стекол стыки не разгерметизируются даже при сильных морозах или жаре.

Под дистанционную рамку засыпано небольшое количество гигроскопического вещества, которое поглощает избыточную влагу из камеры, не допуская образования конденсата. Теоретически внутри пакета роса не должна образоваться при любой температуре наружного воздуха. В качественно сделанных пакетах так и происходит. Если в камере стеклопакета на стекле появилась роса — значит он бракованный. Даже в дешевых окнах такое встречается редко.

От использования различного вида стекол, закачки инертных газов в камеры, применения различного типа влагопоглотителей, принципиальное устройство стеклопакета пластикового окна не изменяется. Пока что конструкторам удается несколько усовершенствовать его, но не изменить кардинально.

Устройство фурнитуры ПВХ окна

Одна из самых сложных систем металлопластикового окна — фурнитура. На большинстве окон устанавливается поворотно-откидная фурнитура, обеспечивающая несколько положений створок и надежное их закрывание. Как и стеклопакеты, пока что системы разных производителей отличаются между собой только материалами изготовления и некоторыми незначительными нюансами. Принципиальное устройство практически идентично.

Устройство фурнитуры ПВХ окна

Две стальные пластины проходят по всему контуру створки, спрятанные в специальных пазах. Одна из них неподвижна, вторая может перемещаться относительно нее, передавая усилие от ручки управления.

На переднем краю створки расположен запорный механизм, на верхнем — ножницы, по правом (петлевом) — средний запор, который есть так же и на нижней перекладине. Все усилия передаются специальными шинами и угловыми передачами в виде стальных пружинных пластин.

Описание работы фурнитуры в различных положениях — предмет отдельного рассмотрения, достаточно сказать, что все поворотно-откидные створки могут открываться в таких основных положениях:

• поворотном, по вертикальной оси, на 90 и более градусов;
• откидном, по горизонтальной оси, на 10 – 20⁰ с фиксацией.

Есть виды фурнитуры, обеспечивающие другие типы открывания:

• сдвижное;
• вертикальное;
• параллельно-сдвижное;
• «гармошкой» и т.д.

Выбирая вид фурнитуры следует исходить из особенностей архитектуры здания и удобства пользования. Цена и сложность системы здесь выходят на второй план, никому не нужны окна, которые нельзя открыть.

Дополнительные элементы

Кроме стандартного фурнитурного набора, производителями окон созданы недорогие и несложные приспособления, которые, тем не менее, значительно увеличивают комфортность пользования металлопластиковым окном.

Ограничитель поворота створки

Одним из таких дополнительных элементов является ограничитель поворота створки. Он фиксирует угол, на который может повернуться створка и не допускает резкого распахивания (и, соответственно, захлопывания) под действием ветра. Очень удобное приспособление, особенно на верхних этажах, где ветровая нагрузка на окна довольно значительна.

Ограничитель поворота створки ПВХ окна.

Детский замок

Обязательное устройство в домах, где есть дети — детский замок. Он прост в установке и эксплуатации, но чрезвычайно эффективен. Блокируя ручку управления, замок не допускает возможности открыть створку в поворотное положение. Даже забравшись на подоконник, ребенок находится в полной безопасности.

Детский замок для ПВХ окна.

Москитная сетка

Москитная сетка — незаменимое приспособление для окон нижних этажей. Устанавливается в считанные минуты на наружной стороне окна и абсолютно не мешает работе фурнитуры. Тонкая сетка минимально снижает прозрачность окна, но обеспечивает полную защиту от проникновения в комнату насекомых, даже при полностью открытой створке.

Москитная стека ПВХ окна.

Приточный клапан

Ни для кого не секрет, что металлопластиковые окна герметизируют помещение. Если окна установлены в домах старой застройки, рассчитанных на деревянные окна, то циркуляция воздуха в квартире будет явно недостаточной, что приводит к некоторым неприятным явлениям.

Приточный клапан для пластикового окна.

Установив приточный вентиляционный клапан, устройство, которое монтируется в верхнюю часть рамы или рядом с окном, можно организовать постоянный приток внешнего воздуха в автоматическом режиме. Клапан не допускает проникновения внутрь холода и сырости, только свежий воздух.