ОСОБЕННОСТИ ДЕРЕВЯННЫХ ОКОН

Дерево - традиционный строительный материал, как нельзя лучше подходящий для изготовления окон. Его волокнистая структура обеспечивает высокую прочность переплета, а воздух в капиллярах - низкую теплопроводность. Эстетические качества дерева по-прежнему вне конкуренции, несмотря на очевидные успехи в попытках копировать его текстуру.

Если в Центральной Европе пластиковые окна серьезно потеснили деревянные, то в Скандинавских странах с их многовековыми традициями деревообработки, к тому же располагающих солидными лесными запасами, деревянные окна остаются безусловным лидером (более 90%). Казалось бы, обладая огромными запасами сырья и тысячелетним опытом строительства из этого материала, наша страна тоже могла бы быть крупнейшим поставщиком на мировой рынок не только окон, но и оборудования, и технологии их производства. Однако семьдесят лет мы не обращали внимания на такие «мелочи».

Между тем каждый квадратный метр современного окна экономит около 20 л условного топлива в год. Если хотя бы половина окон (а это около миллиарда единиц) соответствовала современным требованиям, то проблемы энергосбережения решались бы гораздо проще.
На украинском рынке современных окон (со стеклопакетами) сегодня идет довольно ожесточенная борьба между производителями деревянных и пластиковых окон. И пластик, как и деревообрабатывающие станки, пришедший к нам из Германии, серьезно теснит традиционное дерево. Причина в стоимости: пластиковые окна дешевле деревянных. И это несмотря на то, что многие отечественные предприятия наладили собственное производство современных окон, а природного сырья у нас по-прежнему хватает, и оно еще достаточно дешево. Тогда почему традиционный продукт так дорог? Ответ на этот вопрос можно получить, познакомившись с современной технологией производства деревянного профиля для окон. Итак, за что же платит потребитель?

Материал

Оконные переплеты изготавливают из различных пород дерева: сосны, дуба, бука, ели, лиственницы, кедра, пихты, красного дерева. Трудно сказать, что предпочтительнее. Так, сосна — сравнительно мягкое дерево и легко повреждается, но обладает низкой теплопроводностью, сочетающейся с низкой стоимостью. Дуб - существенно дороже, но более прочен и долговечен, а по своей теплопроводности намного уступает сосне.

Лиственница занимает промежуточное положение между ними, красное дерево из тропиков имеет более однородную структуру и почти не содержит сучков, поэтому неплохо противостоит колебаниям влажности. Впрочем, многие специалисты советуют использовать традиционные породы. Вероятно, и отечественный потребитель придерживается того же мнения, т.к. большинство явно отдает предпочтение окнам из сосны.
Но, несмотря на все достоинства дерева, как природный материал он обладает и существенными недостатками. Во-первых, это — прекрасная питательная среда: для насекомых, грибков, плесени и других микроорганизмов. Во-вторых, пористая структура дерева способна впитывать влагу из окружающего воздуха, что влияет не только на поведение его волокон (готовое изделие может «повести»), но и на его теплоизоляци - онные свойства. Так, при повышении влажности переплета всего на 5%, его теплопроводнос т ь возрастает почти на 20% (а значит, уменьшаются теплоизоляционные свойства). Помимо этого, сырье неоднородно - в пиломатериале имеются сучки, трещины, смоленые карманы. Современные технологии обработки позволяют устранить некоторые недостатки этого материала, сохраняя его положительные свойства. Однако технологическая цепочка значительно удлинятся, что, естественно, увеличивает стоимость готового изделия.

Технология производства

Начинается все с сушки, которая длится больше года и проходит несколько этапов. Сначала материал подсыхает под навесом естественным образом около года, затем в штабелях его отправляют в вакуумную сушку, где удаляется влага, содержащаяся в порах и клетках. После этой операции остаточная влажность древесины должна быть не более 12 ± 2%. Это количество считается оптимальным. Однако после сушки остаточная влага в пиломатериале распределена неравномерно, и сырье снова выдерживают около недели для достижения баланса влажности по всему объему. Понятно, что после такой длительной подготовки его стоимость возрастает. Тем более что необходимо удалить еще и естественные дефекты (сучки, смоляные карманы), все, что может повлиять на будущее качество готовой продукции. Поэтому наиболее рациональным считается изготовление профиля из т.н. наборного бруса, склеенного из планок (ламелей) толщиной 20- 30 мм на гладкую фугу или шип.
Причем направление волокон у соседних ламелей не должно совпадать. В таком многослойном соединении, обладающем, кстати, большей однородностью и прочностью, чем массив, можно использовать даже короткие планки. Обычно сращенные ламели размещают только в середине наборного бруса. (Изделия, где подобное соединение допускается и на лицевой стороне, дешевле на 10 - 20%). Клеевая технология сборки заготовок позволяет также облицовывать поверхности относительно недорогого профиля из сосны тонкими ламелями (4 - 15 мм ) из твердых пород дерева, сочетая, таким образом, в одном деревянном профиле положительные свойства разных пород, например низкую теплопроводность сосны и высокую прочность и текстуру дуба, как это делает шведская фирма SSC-JOINEX.
После того как будет собрана заготовка, из нее с помощью фрезерования получают профили нужной формы и сечения, с пазами для установки фурнитуры и уплотнителей. Эта технологическая операция также существенно влияет на качество оконного блока, поскольку от точности фрезерования профиля, который во многом определяется классом оборудования и инструмента, зависит и прочность углового соединения окна, и работа фурнитуры, а главное - герметичность оконного блока.
Угловое соединение деревянного профиля в оконном блоке традиционно выполнятся в виде шипового соединения. Но ряд фирм выпускают окна, в которых профиль соединяется под 45°. Прочность соединения обеспечивается за счет вклеиваемых штифтов оригинальной формы в виде двойного «ласточки-ногохвоста» или склеиванием на «микрошип» и стягиванием стальным потайным болтом. Торцы профиля, таким образом, скрыты внутри конструкции, и, следовательно, влага имеет меньше возможности попасть внутрь.

Краски

Деревянные детали окна нужно защитить от грибков, паразитов, а главное - от влаги. Функции эти сегодня выполняют т.н. пропитки, в составе которых есть антисептики. Проникая в глубину материала, они, сохраняя клеточную структуру дерева, делают его поверхностные слои водоотталкивающими. Затем изделие тонируют (или грунтуют) и окрашивают. После каждой операции его подвергают шлифовке, чтобы убрать «поднимающиеся» волокна.
Слой краски или тонирующего состава толщиной 150-200 мкм должен не только придавать окну нужный цвет или оттенок, подчеркивающий структуру дерева, но и защищать раму и створку от дождя, снега и солнечного света. Оттого, насколько успешно это покрытие будет противостоять воздействию окружающей среды, в конечном итоге и зависит, сколько прослужит новое окно. Среди отечественных производителей деревянных окон наибольшей популярностью пользуется разработанный немецкой фирмой ZOBEL целый комплекс различных грунтов, пропиток, красок и лессирующих покрытий ZOWOSAN, а также финские составы TIKKURILA. Однако даже самое стойкое покрытие не может служить вечно. Как показывает практика, больше всего страдают от дождя и снега нижние части створок и коробок, а от ультрафиолетового излучения солнца - окна на западном и южном фасадах здания. Поэтому раз в 3 - 4 года рекомендуется проводить профилактическую подкраску деревянных переплетов.

Производители

Итак, производство деревянного профиля для оконных рам и створок - дело хлопотное и многотрудное. Необходимы не только высокоточные станки, но и автоматизированные линии, обеспечивающие сквозной контроль на всех этапах производства. Требуются многомиллионных затраты, часть которых «замораживаются» на весьма длительный период. А серьезная прибыль у предприятия появляется только тогда, когда производство доведено до своего логического конца - сборки и продажи готового блока. Поэтому и отечественных производителей, способных выпускать деревянные окна на современном уровне, сравнительно немного.
Большинство фирм, предлагающих деревянные окна, собирают их из покупного профиля (отечественного или импортного) или сами изготавливают профиль из закупаемой многослойной заготовки. Такая организация производства по «отверточному принципу», который с успехом применяется при производстве пластиковых окон, существенно дешевле. Поэтому и стоимость этих оконных блоков несколько ниже. Но и качество таких изделий определяется не только качеством сборки, но и качеством закупаемого полуфабриката. Производители же пластикового профиля считают не лишним гарантировать своим фирмам-переработчикам весьма длительные гарантийные сроки на свой профиль. Кроме того, стараются подчеркнуть свою связь с поставщиком, размещая в собственной рекламе его логотип на самом видном месте.

Конструкции

Окна различают как по типу открывания, так и по количеству створок, отделяющих квартиру от улицы. Классической конструкцией окна считается поворотное открывающееся окно с двойными рамами (раздельными створками). Створки (внешняя и внутренняя) навешиваются на коробку независимо друг от друга. Окна этого типа хорошо сохраняют тепло благодаря солидному воздушному промежутку между стеклами. В тридцатые годы у нас появились т.н. шведские окна (со спаренными створками). Конструкция эта была несколько дешевле традиционной, поэтому и нашла широкое применение в массовом панельном строительстве. Замена одинарного стекла на герметичный стеклопакет с газовой изоляционной прослойкой между стеклами позволила отказаться от второй рамы и перейти к еще более дешевой одностворчатой схеме. В Центральной Европе этот тип окон наиболее распространен. Получает он все большее признание и в нашей стране. Большинство отечественных производителей, закупив немецкие или итальянские линии, выпускают именно одностворчатые окна.

Евроокна (одностворчатые)

Для окон этого типа используется та же фурнитура, что и для пластиковых, и выпускают ее те же фирмы - МАСО, WINKHAUS, ROTO и др. Небольшие различия есть только в способе крепления петель. Применение этой фурнитуры позволяет заменить в окне привычную для нас форточку на откидывающуюся створку. Это дает возможность увеличить площадь остекления, а значит, и освещенность комнаты. Все операции по открыванию створок, как в поворотном, так и в откидном положении, в немецкой и австрийской фурнитуре осуществляются всего одной ручкой. В этом ряду несколько выделяется норвежская фирма NOR-DAN, устанавливающая на свои окна не только этот тип фурнитуры, в которой все силовые элементы соединены между собой в единое целое, но и собственную, которую она с успехом использует уже более тридцати лет. Она значительно проще и дешевле немецкой, а также предусматривает возможность для створки открываться в двух плоскостях. Правда, окно снабжено не одной, а тремя ручками

Одностворчатые окна удобны в эксплуатации и обслуживании. Да и площадь поверхности деревянных деталей, которые тоже нуждаются в периодическом уходе, значительно меньше, чем у двухрамных конструкций.
Теплоизоляционные показатели профиля зависят от ширины профиля и породы дерева, из которой этот профиль изготовлен. В евроокнах для рамы и створок используется наборный брус шириной 54, 68 и 78 мм , реже 90 см
Профиль шириной 65 - 70 мм из хвойных пород (сосна или ель) сопоставим по своим теплоизоляционным показателям с трехкамерным профилем из пластика, в то время как показатели окна из твердых лиственных пород приближаются к этому ориентиру только при ширине профиля 75 - 80 мм . Значит, чтобы оконный блок из дуба соответствовал установленным нормам, в нем должен стоять стеклопакет с показателями R 0 = 0,54-0,56 (м 2о С/Вт).
Такие значения для оконного блока могут быть получены только с применением в стеклопакетах т.н. низкоэмиссионных стекол. Установка в одностворчатый блок даже однокамерного стеклопакета с этим стеклом позволяет увеличить показатель сопротивления теплопередаче R 0 пp евроокна до 0,64-0,66 м 2о С/Вт. Для сравнения, у такого же окна с довольно распространенным типом двухкамерного стеклопакета 4МГ10-4МГ10-4М1 из обычного флоат-стекла R 0 np составляет всего 0,52-0,53 м 2о С/Вт.

Окна с раздельными и спаренными створками

В отличие от европейских и большинства украинских фирм-производителей скандинавские фирмы явно отдают предпочтение двухрамной конструкции. Хотя и она несколько изменилась по сравнению с классической. Внешняя рама стала более тонкой, поэтому ее нередко делают из цельного массива. А во внутреннюю раму вместо одинарного стекла вставляется стеклопакет.
Преимущество двухстворчатых конструкций в том, что только внешняя рама подвергается воздействию ветра, дождя и снега. На нее же попадает и основная часть ультрафиолетового излучения солнца. Для того чтобы на внутренней поверхности стекла у внешней створки в уплотнениях не образовывался конденсат, есть прорези для вентиляции. Таким образом, внутренняя(основная)створка, имеющая два контура уплотнения, находится почти в тепличных условиях - ни дождь, ни солнце не вредят ее покрытию, а воздушный промежуток между рамами несколько увеличивает тепло-и звукоизоляцию оконного блока. Поэтому в двухрамной конструкции достаточно однокамерного стекло-пакета во внутренней створке, чтобы R 0 пр такого окна превышало 0,60 м 2о С/Вт. Стеклопакет с низкоэмиссионным стеклом, заполненный инертным газом (аргон или криптон), позволяет увеличить показатели теплоизоляции окна до R 0 пр = 0,70-0,80 м 2о С/Вт. Увеличивая толщину стекол с 3 до 4- 6 мм и заменив инертный газ в стеклопекете на пары шестифтористой серы (SF 6 ), можно увеличить показаль снижения уровня шума с 30 - 32 Дб до 42 - 45 Дб.
В промежутке между рамами часто устанавливают жалюзи.
Поводок, управляющий ими, выводится на внутреннюю сторону, и таким образом, их можно открывать или закрывать, не открывая окна.
В окнах со спаренными створками («шведский» тип) внешняя створка закреплена на внутренней. Чтобы раскрыть их, достаточно всего лишь вытащить пару штифтов. Т.к. в этих окнах используется тот же тип фурнитуры, что и в одностворчатых, и возможен поворотно-откидной способ открывания створок, то их зачастую также называют евроокнами.
К «финским» окнам обычно относят конструкции с раздельными створками . Для них характерна широкая коробка (120- 170 мм ), на внешнюю и внутреннюю части которой навешиваются створки. Отсюда и название оконного блока - с раздельными створками. У таких окон возможен только классический - поворотный - способ открывания. Открывается «финское» окно тоже поворотом одной ручки, т.к. обе створки связаны между собой: на внутренней стороне наружной створки есть винт, шляпка которого входит в направляющие, имеющиеся на внутренней створке. Он может сочетаться с ограничителем открывания, препятствующим распахиванию окна, например, при сильном порыве ветра. Но возможно оснащение окна и более простым и, как кажется, более удобным ограничителем открывания с гребенкой, который надежно фиксирует створку в приоткрытом положении.

Самой теплой считается объединенная конструкция окна с тремя рамами - с раздельно-спаренными створками. Такое окно можно устанавливать в самых северных регионах нашей страны. Тройное остекление - 1+1+2 (два одинарных стекла во внешних створках и однокамерный стеклопакет на внутренней) - позволяет увеличить теплоизоляционные показатели окна до R0np = 1,0 м 2о С/Вт и более. Правда, стоить такое окно будет почти в два раза дороже.

Алюминий

В последнее время в производстве деревянных окон наметилась тенденции к применению в их конструкциях алюминия и пластика (ПВХ), более стойких к атмосферным воздействиям. Например, на нижнюю часть створки, как правило, устанавливается алюминиевый «противодождевой отлив» , защищающий этот наиболее ответственный участок рамы.
Кроме дождя и снега, определенную опасность для деревянного переплета представляет также солнечное излучение. В летний и даже зимний день оно может нагреть деревянную поверхность окна до 70-80 °С , особенно если она тонирована или окрашена в темный цвет. Такой нагрев может привести к выделению на поверхности смолистых веществ, следовательно, и к повреждению лакокрасочного покрытия.
Наиболее надежной защитой для деревянного переплета евроокон служат накладки из алюминия, закрывающие все деревянные детали окна с наружной стороны

На специальных клипсах они навешиваются на окно таким образом, чтобы между алюминием и деревом было вентилируемое пространство во избежание образования конденсата на поверхности дерева. В скандинавском варианте окна внешняя створка может целиком изготавливаться из алюминия, что, правда, несколько уменьшает теплоизоляционный показатель такого окна до 0,58 м 2о С/Вт из-за высокой теплопроводности этого материала, (кстати, разница может быть компенсирована применением в стеклопакете низкоэмиссионных стекол), но избавляет от необходимости периодически подкрашивать переплет и продлевает срок службы оконного блока благодаря высокой стойкости алюминия к внешним воздействиям.

Как «дышат» деревянные окна

Аналогичные процессы диффузии водяных паров в холодное время года происходят не только в шве, но и в наружных стенах и, естественно, в деревянных деталях оконного блока. Называется это явление паропроницаемостью.

Процесс этот весьма длительный, и количество влаги, диффундирующее (из-за разности парциальных давлений водяного пара, содержащегося во внутреннем и наружном воздухе) сквозь бетон или дерево, весьма незначительно. Так, коэффициент паропроницаемости , оценивающий плотность потока водяного пара, проходящегo через тот или иной материал, имеет размерность миллиграмм / метр х час х Паскаль. Кстати, согласно СНиП II-3-79*, у неокрашенной сосны в направлении «поперек волокон» (а именно так ориентированы волокна деревянных деталей в установленном окне = 0,06 мг/м ч Па (у неокрашенного дуба соответственно 0,05 мг/м ч Па). Сравните с паропроницаемостью керамзитобетона, равной 0,09 мг/ м ч Па. Но, несмотря на столь малые величины, если эти миллиграммы влаги не будут выходить наружу, то накапливание их в толще стены или деревянном профиле, как и в шве, на протяжении длительного времени приведет к снижению их теплоизоляционных свойств. Поэтому производители лакокрасочных покрытии потратили немало сил, чтобы создать покрытие, которое надежно защищало бы дерево от дождевой влаги, но при этом сохраняло ему возможность «дышать», т.е. медленно диффундирующие сквозь раму молекулы воды могли покидать ее. Правда, потребители, а вместе с ними и некоторые продавцы окон, нередко воспринимают это «дыхание» в буквальном смысле и, путая паропроницаемость деревянного профиля с воздухопроницаемостью оконного блока, считают, что тех миллиграммов влаги, которые проходят через толщу профиля, «достаточно для поддержания нормального влажностного режима внутри помещения». Но ведь количество влаги, выделяемой семьей из трех-четырех человек, только за несколько часов семейного вечера составит около 3-5 литров.

Естественно, что при таких объемах паропроницаемость деревянного профиля не принимается в расчет для решения задачи поддержания влажностного режима внутри помещения на комфортном уровне: относительная влажность 50-60%. Не говоря уже о том, что из внутреннего воздуха надо удалять не только влагу, но и углекислый газ, а также другие вещества, выделяемые, например, мебелью из ДСП или различной синтетикой, которой так «насыщены» наши квартиры.
Поэтому воздух в квартире должен постоянно обновляться. Однако оконные блоки современной конструкции (как пластиковые, так и деревянные), снабженные двумя, а то и тремя контурами уплотнений, при закрытых створках пропускают внутрь слишком мало воздуха -около 5-10 м 3 /ч. В то время как СНиП 2.04.05 - 91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» устанавливает норму воздухообмена для жилых помещений в размере 3 м 3 /ч на квадратный метр жилой площади. Так что, если после установки новых окон они, как и прежде, будут основным источником поступления в квартиру свежего воздуха, следует либо чаще открывать форточки для проветривания, либо устанавливать в оконные блоки специальные приточные клапаны, которые, сохраняя теплоизоляционные показатели окна, способны даже при закрытых створках обеспечить поступление в помещение свежего воздуха в объемах, достаточных для нормальной работы.