На чем нельзя экономить производителю окон из ПВХ

Объем продаж окон из ПВХ в Украине неуклонно растет, на эти изделия сформировался устойчивый спрос. Иными словами, сложился и стабилизировался потребительский рынок, отлажена технология изготовления и монтажа, отработаны основные схемы действия менеджеров и замерщиков. Казалось бы, при изготовлении стандартных окон из ПВХ уже ни у кого не должно возникать никаких проблем, ведь история "оконного бизнеса" в Украине насчитывает более чем десятилетие. Тогда почему же из года в год вместе с ростом объема продаж окон стабильно возрастает и количество рекламаций, связанных со спорными ситуациями, а порой даже и судебными разбирательствами? Как правило, ежегодно одни и те же проблемы возникают с окончанием очередного строительного сезона и наступлением зимы.

На страницах специализированных журналов и в докладах на многочисленных конференциях сотни раз поднимались вопросы, связанные с проблемами монтажа, избыточной влажности и выпадения конденсата, ошибками при замерах и т.д. Однако, на наш взгляд, до сих пор так и не существует объективного и систематизированного анализа причин "болезней" окон из ПВХ, характерных для отечественных климатических условий и архитектурно-строительной специфики наших зданий, хотя на сегодняшний день украинские специалисты вполне в состоянии это сделать, опираясь, к примеру, на опыт российских коллег.

Просуммировав десятилетний опыт экспертиз, проводившихся российскими специалистами, можно увидеть, что немецкие оконные технологии, отработанные и применяемые в настоящее время у нашего северного соседа, в целом демонстрируют неплохие эксплутационные показатели, как собственно, и в Украине. Подавляющее большинство рекламаций имеет в своей основе все-таки не технические причины, а знаменитый "человеческий фактор". Он многолик и может трансформироваться в самые непредсказуемые комбинации, причем с обеих сторон – слишком уж прочно вошли в нашу жизнь недоверие и неуверенность.

В этой статье мы целенаправленно не будем затрагивать все то, что связано с монтажом окон (публикаций на эту тему более чем достаточно) и российским ГОСТ 30971-2002, особенно в части строительной физики. Гораздо важнее, на наш взгляд, рассказать о тех случаях, когда экспертиза российских коллег выносит заключение о необходимости замены оконных конструкций, связанной с наступлением стадии ремонтонепригодности. Такие случаи, когда уже не может быть компромиссов, крайне редки, однако именно из них и может быть сложена реальная картина, отражающая опасные крайности для производителя. Парадокс заключается именно в том, что самые серьезные "болевые точки" окон из ПВХ, связанные с особенностями их эксплуатации в условиях климата средней полосы России (а значит, и аналогичного ей украинского І температурной зоны), как раз и выпали из сферы внимания и даже минимального научного интереса как российских, так и украинских коллег.

Для иллюстрации этого тезиса имеет смысл рассмотреть несколько конкретных примеров.


Пример 1

На рис. 1 показан нижний угол окна из ПВХ профиля, установленного в одной из квартир жилого многоэтажного дома российского города (климат которого идентичен киевскому, т.е. І температурной зоне Украины) в конце августа – начале сентября прошлого года. В декабре (т.е. в первую же зиму после установки окон) заказчиком была направлена претензия изготовителю по поводу выпадения конденсата грязно-коричневого цвета на внутренней поверхности окна по всей площади, а также на оконных откосах.

В результате обследования было установлено, что коричневый налет, появлявшийся на внутренней поверхности профилей и оконных откосов, представлял собой оседающие испарения ржавой воды из основной камеры ПВХ профилей с установленным металлическим армированием.

Таким образом, было выявлено, что при изготовлении окон применен некачественный стальной усилитель (армирующий профиль), не имеющий цинкового покрытия надлежащего качества. В результате фактически в первую же осень эксплуатации окна усиливающий профиль подвергся коррозии, и началось его необратимое разрушение. На рис. 1 зафиксировано вытекание ржавой воды из-под нижней петлевой группы.

Здесь необходимо отметить, что до сих пор в вопросах, связанных с армирующим вкладышем, акцент неизменно смещался в сторону повышения теплозащитных свойств профиля. Практически никогда в процессе расчета и построения температурных полей не анализировались вопросы формирования влажностного режима в основной камере ПВХ профиля и, соответственно, вопросы возможной коррозии армирования.

Вместе с тем, при непосредственном рассмотрении становится понятным, что армирование, закрепленное во внутренней камере оконного профиля, находится в гораздо более жестких эксплуатационных температурно-влажностных условиях, чем периметральная фурнитура. И если у производителей фурнитуры вопрос структуры и состояния покрытия – один из ключевых, то у производителей оконных профильных систем из ПВХ он фактически обойден стороной, отодвинут на самый дальний план. Хотя, казалось бы, имеет смысл проанализировать явления с физической точки зрения вполне объяснимые.

Коррозия армирующего вкладыша ПВХ профилей может возникнуть при некотором неблагоприятном сочетании температуры, влажности и химического состава воздуха вследствие попадания внутрь основной камеры парообразной влаги, мигрирующей изнутри помещения в зимнее время. Проникновение водяного пара происходит по контуру отверстий в месте установки саморезов, за счет которых осуществляется крепление к профилю элементов фурнитуры и непосредственно армирующего вкладыша. За счет перепадов температуры и относительной влажности в околооконном пространстве, а также непосредственно в элементах окна на армирующем вкладыше выпадает конденсат, после чего влага испаряется и мигрирует внутрь помещения, выпадая, опять же, в виде конденсата на поверхности профилей, стекла, оконных откосов, температура которых ощутимо ниже температуры воздуха в центре помещения.

При этом наиболее уязвимыми элементами являются створки, просверливаемые с двух сторон по периметру для крепления армирования и установки периметральной фурнитуры, углы рам, где крепятся петли, и узлы присоединения импоста. На обследованных окнах именно в этих элементах негативные эффекты проявились максимально ярко.

Обратите внимание: окна были установлены в обычной квартире с сухими помещениями без всяких "страшилок", связанных с повышенной влажностью; агрессивная химическая среда во внутреннем воздухе помещения отсутствует, а гарантийный срок производителя – фактически в самом начале отсчета. Давайте взвесим цену ошибки и еще раз подумаем, можно ли экономить на армирующем вкладыше?



Пример 2

На рис. 2 показаны окна из ПВХ профиля, установленные осенью 2005 года в загородном коттедже (климатические условия соответствуют І температурной зоне Украины). Стрелки, проведенные на рисунке строго параллельно, показывают депланацию оконных створок, проявившуюся менее чем за годовой период эксплуатации: обследование конструкций проводилось в марте 2006 года.

Претензии хозяина коттеджа, по просьбе которого проводилось обследование, сводились к двум пунктам: а) сквозное продувание всех 30-ти окон; б) трудности закрывания – открывания створок приблизительно в 1/3 указанного количества окон.

В результате обследования были названы пять возможных причин, которые могли вызвать выгиб оконных створок из плоскости, что повлекло за собой разуплотнение окон и, как следствие, – все вышеперечисленные негативные явления. Это:
- некачественный оконный профиль (с нарушенной геометрией или химическим составом);
- недостаточная жесткость оконного профиля для выбранных размеров створок (предельные размеры по технологическим ограничениям);
- неверное закрепление стального армирующего вкладыша в профиле;
- неправильная комплектация фурнитурой (отсутствие необходимого количества точек запирания по контуру);
- неверное закрепление окон в стенах, что вызвало температурные деформации рамного профиля, передавшиеся на створки.

С точки зрения конечного результата, все пять причин в данном случае являются равноценными: на момент обследования окна были признаны ремонтонепригодными и рекомендованы к полной замене. Независимо от того, действовали ли все перечисленные факторы в совокупности или каждый из них по отдельности, конечным следствием явилось наступление необратимой стадии деформации ПВХ профиля.

В итоге мы видим ситуацию, аналогичную примеру 1. Критическое состояние окон зафиксировано в первую же зиму после их монтажа. А все перечисленные причины, вызвавшие аварийное состояние, имеют единую основу. Это недостаточная жесткость конструкции в сочетании с высоким коэффициентом температурного расширения поливинилхлорида (k=80x10-6 [1/оC], что в 10 раз больше аналогичной величины для стекла k=8,5x10-6 [1/оC]).

В данном случае было бы правильным обратиться к анализу пространственной работы оконного блока под действием знакопеременных температурных напряжений, описываемых законами строительной механики и сопромата. Но такой важнейший вопрос, как коррозия армирования, опять же оказался в "теневой зоне" отечественной оконной науки.

Кстати, неплохо бы обратить на него внимание и нашим европейским партнерам. Всем известно, что минимальная критическая температура наружного воздуха, исходя из которой проектируются все немецкие системы из ПВХ, составляет -15 оC. В этих условиях они эксплуатируются на протяжении многих лет в Германии.

В последнее время в технической документации производителей профильных систем можно встретить отчеты об испытаниях на действие наружных температур до -31 оC. Однако прогнозирование распределения температурных напряжений в такой сложной и неоднородной конструкции, как современное окно и, соответственно, ее поведение под действием этих напряжений – сложнейшая задача. Она не может быть решена исключительно на базе лабораторных испытаний, кроме того, необходимы длительные натурные наблюдения в эксплутационных условиях.

Так, опыт мониторинга оконных конструкций на ряде объектов загородного строительства в климатической зоне России, аналогичной І температурной зоне Украины, показывает, что депланация оконных створок из ПВХ в большей или меньшей степени характерна практически для всех окон, размеры которых близки к максимально возможным технологическим ограничениям, зафиксированным в документации немецких производителей.

В этой связи проблем, абсолютно характерных и для украинского рынка, невольно напрашивается мысль о том, что сегодня отечественный оконный рынок последовательно скатывается в область хождения "на грани фола". Жесткая конкуренция и неоправданное снижение цен на оконные конструкции толкают производителей к изготовлению оконных блоков без минимального запаса жизнеспособности. С другой стороны, все та же конкуренция заставляет оконные фирмы увеличивать гарантийные сроки. В перечне примера № 2 присутствуют фактически все позиции, в которых производители систем идут на заведомое ухудшение технических характеристик своей продукции, в конечном итоге влияющих на прочностные свойства оконного блока. Здесь и ПВХ профили с тонкими наружными стенками, и "облегченные" системы – уменьшенные сечения рамных и створочных профилей, и "упрощенные" системы фурнитуры. А уж об армирующих вкладышах разговор отдельный. Только ленивый не предлагает сегодня в Украине то, что можно продать подешевле.

Однажды один из менеджеров строительства крупного загородного поселка, долго вычисляя, на чем можно сэкономить, сказал примерно следующее: "Экономить нельзя ни на чем, кроме фундамента – его же не видно". Так и в окнах. Мы очень много уделяем внимания второстепенным вещам, лежащим на поверхности, а главного не видим или не хотим видеть.