Требования к монтажному шву
при установке окон ПВХ

Все требования предъявляемые к современному окну, в полной мере распространяются и на монтажный шов.

Его конструкция должна:

1. быть воздухонепроницаемой;
2. обеспечивать тепло- и звукоизолирующие функции в соответствие с требованиями нормативных документов;
3. обеспечить защиту от воздействия атмосферных осадков;
4. не разрушаться под воздействием солнечной радиации;
5. препятствовать диффундированию (проникновению) влаги из помещения вовнутрь монтажного шва;
6. препятствовать образованию мостиков холода и выподанию конденсата на поверхности шва и в прилегающих областях;
7. возникающие в оконной конструкции силовые напряжения (в следствие ветрового воздействия, температурных расширений и вибраций) должны равномерно передаваться на оконный проём и не вызывать значительного изменения монтажного шва. Тем более его разрушения.

Все эти свойства монтажного шва должны сохраняться на протяжение всего срока службы оконного блока.

Здесь на показаны нагрузки и воздействия воспринимаемые монтажным швом.

Основы строительной физики.
Физические процессы, происходящие в местах соединений окон
с ограждающей конструкцией.

Передача тепла

Тепло-один из видов энергии. Передача тепла в твёрдых материалах всегда происходит от более нагретой к менее нагретой .

Величина теплового потока зависит от свойств материала, через которые он проходит. Показателем теплоизоляционных свойств твёрдых материалов является коэффициент теплопроводности-λ (лямбда),размерность Вт/(m° ;C).

Коэффициент теплопроводности λ показывает, какое количество тепла проходит за 1 час через слой материала, толщиной в 1м (метр) при разнице температур между наружной и внутренней поверхностями в 1°C

Коэффициент теплопроводности зависит от плотности материала: чем плотнее материал, тем больше у него коэффициент теплопроводности и, тем хуже его теплоизоляционные свойства.

Специальные теплоизоляционные материалы имеют очень маленькие коэффициенты теплопроводности. Например, у минеральной ваты, в зависимости от плотности, λ = 0,052-0,090 Вт/(м°С). Это связано с тем, что вата, как и другие теплоизоляционные материалы, имеет поры, заполненые воздухом, у которого λ = 0,023 Вт/(м°С).

Вода обладает большим коэффициентом теплопроводности: λ = 0,58 Вт/(м°С), т.е. в 25 раз больше , чем у воздуха. Ещё больше коэфициент теплопроводности у льда: λ = 2,3 Вт/(м°С), т.е. в 100 раз больше, чем у воздуха. Именно поэтому нельзя допускать образования конденсата в теплоизоляционном материале шва, тем более его замерзание - это неизбежно приведёт к резкому ухудшению его теплоизоляционных свойств.

Количество тепла, переданное за 1 час через м² конструкции при разнице температур между поверхностями в 1 °С, называется коэффициентом теплопередачи К и имеет размерность Вт/м² °С.

Величина обратная коэффициенту теплопередачи R=1/K называется коэффициентом сопротивления теплопередаче R[м² °С/Вт]

Чем меньше значение К, тем лучше теплоизоляция.

Строительные материалы с различными теплоизоляционными свойствами, располагающимися рядом, приводят к образованию физических мостиков холода. Например, металлический швеллер в кирпичной стене .

Для конструкции монтажного шва важно низкое значение коэффициента теплопередачи и отсутствие мостиков холода.

По направлению теплового потока материал имеет различную температуру. Линия, проведённая через точки с одинаковой температурой, называется изотермой.

Передача и проникновение влаги.
Понятие влажности.

Воздух всегда содержит в себе некоторое количество влаги в виде водяного пара. При разной температуре и одинаковом давлении воздух может "вобрать в себя" разное количество влаги. Максимальное количество воды (влаги), которое может вобрать в себя воздух при определённой температуре, называется абсолютной влажностью. Чем выше температура воздуха, тем больше влаги он может вобрать.

Относительная влажность показывает соотношение количества влаги в воздухе к максимально возможному количеству, которое может вобрать в себя воздух при данной температуре.

Например: влажности 8,65 г/m³ при 20°С соответствует относительная влажность 50%. Это означает, что воздух с температурой 20°С и относительной 50% содержит 50% максимального количества влаги (17,3г/m³), которое он может вобрать.

Понятно, что конденсат выпадает тогда, когда охлаждённый воздух неможет удержать содержащееся в нём количество влаги. Температура при которой наступает такой эффект, называется температурой точки росы. Конденсат выпадает так же на всех поверхностях, температура которых ниже или равна температуре точки росы.

В приведены значения температуры точки росы воздуха для различных значений температуры и относительной влажности.

Пример: помещение площадью 15м² и высотой 2,5м имеет объём 38м³. При температуре воздуха 23°С такой объём (при 100% влажности) содержит почти 1л воды в форме невидимого пара. Как только такой "заряженный водой воздух" попадает на холодную поверхность стеклопакета или откоса, водяной пар тут же конденсируется и стекает в форме видимого конденсата по стеклу вниз. Конденсат на окне образуется лишь тогда, когда в помещение повышиная влажность, а температура поверхности ниже температуры точки росы.

Влага, обычно, может попадать в шов двумя путями: летом-снаружи, вовремя дождя и тумана, зимой-изнутри помещения, в результате:

1. диффузии водяного пара и его конденсации;
2. малярного переноса влаги с воздухом, через неплотности, щели и отверстия;
3. копелярного перемещения влаги, обусловленного наличием влаги в жидком виде;

Причём чаще всего проникновение изнутри помещения происходит в результате молярного переноса, а также диффузии водяного пара, его конденсации и, как следствие, появление капелярного перемещения .

Физика этих процессов достаточно проста. Давление водяного пара, содержащегося в воздухе, называется парциональным давлением водяного пара. Чем больше влажность и температура воздуха, тем больше прциональное давление. Прциональное давление водяного пара, а, значит, и количество влаги, содержащейся в воздухе, резко уменьшается с падением температуры. Зимой, когда температура воздуха в помещение намного выше, чем на улице, внутри помещения парциональное давление будит значительно выше, чем снаружи. Поэтому водяной пар будит стремится диффундировать (пройти) через ограждение со стороны помещения наружу. При этом, по мере приближения к внешней поверхности его температура будет уменьшатся с образованием конденсата.

При молярном переносе влаги с воздухом через неплотности этот процесс становится наиболее интенсивным.

Для исключения подобных процессов конструкция монтажного шва, как и сопрягаемые между собой элементы не должна иметь отверстий, щелей и неплотностей. Используемые для герметизации материалы должны иметь хорошую паронепроницаемость, эластичность и высокую степень адгезии к сопрягаемым поверхностям. Паронепроницаемыми из строительных материалов считаются стекло и металлы. Хорошими пароизоляционными свойствами обладают полиэтиленовые и полимерные плёнки а также пластмассы. Большинство пеноутеплителей (за исключением экструдированого пенополистерола) характеризуются малым сопротивлением паропроницанию.

Интенсивность перемещения влаги в следствие капелярного переноса зависит, главным образом, от следующих факторов: особенностей структуры материала, связи частиц друг с другом и материалом сопрягаемых конструкций, её влагосодержание, распределения температур и др. Эта величина характеризуется коэффициентом влагопроводности-β,мг/(м²чПа).По характеру взаимодействия различаются гидрофильные(смачиваемые) и гидрофобные (несмачиваемые) материалы. К первым относятся гипс, цементно-песочные растворы, силикатный кирпич, большинство бетонов. Ко вторым-биумы, масляные покраски, различные герметики и полимерные материалы, стекло и др.

При попадание влаги на гидрофильные материалы влага впитывается поверхностным слоем и по порам (капиллярам) передаются в глубь. При определенных условиях эта влага может самопроизвольно удалятся. И на оборот, если влага попадает на поверхность гидрофобных материалов, она собирается в виде капелек и практически не проникает вовнутрь конструкции.

Основным конструктивным конструктивным решением для обеспечения паро-и гидроизоляции монтажного шва из нутри помещения и возможности удаления повышенной влаги вовнутрь является рациональное расположение слоёв различных материалов.

Это решение можно сформулировать следующим образом: у внутренней поверхности должны распологатся плотные, паронепроницаемые и герметичные материалы, а ближе к наружной поверхности наоборот, пористые, теплоизолирующие, более паропроницаемые материалы, позволяющие вентилировать монтажный шов.

Принцип: изнутри плотнее, чем с наружи.

Это правило справедливо как для монтажных швов, так и для откосов. При этом не следует забывать, что дождевая вода не должна проникать вовнутрь конструкции. В качестве гидробарьеров могут быть использованы ленты типа ПСУЛ (само-расширяющаяся лента), гидроизоляционные ленты для внешней гидроизоляции типа ILBRUK, герметики и мастики,предназначеные для внешних работ и обладающие хорошей адгезией к сопрягаемым материалам.

Передача воздуха.

Передача воздуха, как говорилось выше, происходит в основном через имеющиеся в стыках неплотности. Причём эта передача тем сильнее, чем больше разность давлений между внешним и внутренним помещением. На фильтрацию воздуха также сильно влияет ветер. Для городской застройки характерно значительное повышение ветрового даления в верхних этажах, а также в домах, фасады которых выходят на открытые пространства. Для устранения фильтрации воздуха следует избегать любых неплотностей в стыках конструкции.

Передача шума.

Проникновение уличного шума-один из факторов, который необходимо учитывать при выполнении изоляции стыков окон со стеной. Главном правилом при производстве монтажных работ является то, что все швы в готовом виде должны быть повсеместно уплотнены.Даже малейшая сквозная щель или неоднородность (крупные включения воздуха и твёрдых материалов) значительно снижают звукоизоляцию, так как они являются прямым проводником звука

Звуковая изоляция швов должна быть выше, чем общее достигнутое значение звукоизоляции окна.

Выполнение экологических
и противопожарных требований.

Материалы, применяемые при монтаже окон, не должны приносить вред окружающей среде и людям как вовремя монтажа, так и в процессе эксплуатации окон. Они также не должны выделять отравляющих веществ в случае пожара, а степень пожарной безопасности шва должна быть не хуже, чем у окна.

Для этого при монтаже окона ПВХ, следует применять только сертефецированные материалы.

Нагрузки и усилия воспринимаемые оконным блоком,
их передача и компенсация.

Все нагрузки, возникающие от собственного веса, воздействия ветрового давления, вибрации, а также функциональные нагрузки от открывания-закрывания створок должны быть восприняты конструкцией и равномерно переданы на стеновой проём . При этом воспринятые конструкцией нагрузки не должны привести к изменениям или деформациям, влекущим за собой нарушение функциональных свойств.

Для компенсации усилий, возникающих в результате линейных температурных расширений, должны быть предусмотрены компенсационные швы, а сам монтажный шов не должен препятствовать тепловым расширениям конструкции. При этом сам монтажный шов при восприятии нагрузок должен оставаться неизменно плотным.

Для обеспечения этих требований в местах стыка необходимо разграничить функции элементов: несущие, предъявляемые к конструкции (окну) и соеденительно-изоляционные, предъявляемые к монтажному шву.

Ширина компенсационного шва определяется длиной элемента и тем, насколько он подвержен температурным изменениям.

Собственный вес передаётся ограждающей конструкцией через опорные колодки, которые должны работать только на сдавливание и находиться в местах расположения несущих подкладок под стеклопакетом.

Усилия от сил, действующих под углом и перпендикулярно к плоскости окна, передаются на основную конструкцию стены при помощи крепежа-дюбелей, шурупов, анкеров и монтажных пластин.

При этом надо учитывать, что монтажные пластины очень хорошо воспринимают нагрузки, действующие перпендикулярно плоскости окна, не препятствуют линейным температурным расширениям, но плохо воспринимают нагрузки действующие в плоскости окна и под углом. При сильной деформации самой пластины, она начинает работать на изгиб и непередаёт нагрузку на проём.

Крепёжные средства и систему крепежа следует подбирать по следующим критериям:

1. особенности стен здания;
2. особенностей материала, из которого зделаны рамы окна;
3. предполагаемые нагрузки.

Закрепление оконного блока в проёме должно быть обеспечено механическими средствами. Применение пены, клеёв и подобных материалов для крепления окна недопустимо.