Проектирование монтажных швов современных окон из ПВХ. Часть вторая.

Изоляция монтажных швов.

Под монтажным швом понимается участок наружной оболочки здания в месте соединения окна со стеной. Он представляет собой систему изоляции и крепежных элементов, предназначенных для обеспечения защиты помещения от воздействий окружающей среды и передачи нагрузок с окна на стену.

В процессе эксплуатации монтажный шов подвергается интенсивному воздействию атмосферных факторов, а также испытывает значительные нагрузки, обусловленные как температурными деформациями оконной конструкции, так и подвижками, вызванными осадкой здания. Чтобы противостоять этим воздействиям, изоляционный шов должен удовлетворять требованиям теплоизоляции, водо не проницаемости, воздухонепроницаемости, пароизоляции, звукоизоляции, обладать достаточной химической стойкостью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, а также обеспечивать конструктивную подвижность без разрушения системы изоляции.

Конструктивное решение монтажного шва выбирают в зависимости от материала стены, рамы, технологии отделки откосов, толщины шва, но, в любом случае, он представляет собой комплекс материалов, в совокупности образующих систему изоляции.

Система изоляции включает в себя внутренний изоляционный слой, заполнитель монтажного шва и наружный изоляционный слой. Каждый из этих компонентов выполняет определенную функцию.

Наружный изоляционный слой обеспечивает защиту от атмосферных осадков, солнечной радиации и ветра; при этом он должен обладать высокими показателями звуко- и теплоизоляции.

Заполнение монтажного шва обеспечивает необходимые теплозащитные качества (термическое сопротивление), достаточные для того, чтобы исключить локальное промерзание ограждающей конструкции по монтажному шву.

Рис.1 Примеры устройства изоляции монтажного шва.
Рис.1
Примеры устройства изоляции монтажного шва.

Внутренний изоляционный слой обеспечивает необходимый уровень звукоизоляции и предотвращает диффузию влаги через монтажный шов (из помещения — наружу).

Даже при качественно запроектированной изоляции, за счет существенной разницы парциальных давлений водяного пара, содержащегося во внутреннем и наружном воздухе, некоторая доля парообразной влаги все равно будет проникать в шов. Мигрируя в толщу шва, теплый водонасыщенный воздух попадает в зону низких температур (ниже точки росы), что влечет за собой образование конденсата, наличие которого, в свою очередь, приводит к деструкции утеплителя и потере теплоизоляционных свойств.

В качестве примера рассмотрим два варианта устройства изоляции соединительного шва стандартного примыкания оконной рамы к однослойной стене при условии расположения окна в зоне положительных температур (исключается опасность образования конденсата на поверхности откоса и профиля) (рис.1). Граничные климатические условия одинаковые.

В первом случае из всей системы изоляции присутствует только теплоизолирующее заполнение шва. При открытом доступе воздуха из помещения в шве неизбежно накапливается влага и образуется конденсат, который превращается в лед после прохождения через нулевую изотерму. К этому еще добавляется влага, проникающая с улицы в виде атмосферных осадков, и прямое воздействие солнечной радиации.

Во втором случае обеспечена защита от дождя и снега, выполнена теплоизоляция, но не закрыта поверхность изоляции со стороны помещения, что приводит к образованию конденсата, который, в результате отсутствия прямого выхода наружу, обильно скапливается вблизи внешней границы шва.

Поэтому при проектировании систем изоляции монтажных швов необходимо придерживаться принципа: «внутри плотнее, чем снаружи». Устройство внутренней и наружной изоляции одинаковой плотности допускается только при условии примыкания оконной конструкции к стенам из материалов с низким коэффициентом паропроницае-мости (бетон, сталь, натуральный камень и т.п.).

При формировании швов необходимо различать одноступенчатую и двухступенчатую конструкции наружной изоляции. В одноступенчатой конструкции защита от дождя и ветра происходит в одной плоскости (рис. 26), а в двухступенчатой — в раздельных плоскостях (рис. 2а).

Надежность последней конструкции выше, т.к. она исключает прямое воздействие ливневой влаги, УФ-излучения, пыли и взвешенных частиц на материал наружной изоляции. При этом атмосферная влага, попавшая за плоскость защиты, образованную дополнительным профилем из ПВХ или экраном навесного вентилируемого фасада, выводится наружу.

Изоляционные материалы.


Рис.2 Примеры конструктивных решений изоляции шва: а) двухступенчатая конструкция шва; б) одноступенчатая конструкция шва.
Рис.2
Примеры конструктивных решений изоляции шва:
а) двухступенчатая конструкция шва;
б) одноступенчатая конструкция шва.

Шов между окном и каркасом здания является подвижным соединением, что во многом определяет выбор изоляционных материалов. Подвижность шва обусловлена температурными деформациями профиля оконной конструкции, уровень которых определяет минимальную толщину шва. По данным немецких производителей, температурные изменения геометрических размеров окон из ПВХ составляют: 1,6 мм/м для твердого белого ПВХ и 2,4 мм/м для твердого цветного ПВХ.

На основании этих данных построены таблицы 1 и 2, отражающие зависимость ширины монтажного шва от длины элементов оконной рамы. При пользовании таблицами следует помнить, что испытание немецких профилей на нагревание-охлаждение проводится при температуре внутреннего воздуха +65°С и -15°С. В российских условиях значения, приведенные в таблицах 1 и 2, нужно умножать на коэффициент 1.5.

Материалы для внутренней пароизоляции:

  • аэрозольные герметики совместно с формообразующим материалом;
  • изоляционные ленты.

Аэрозольные герметики (на основе силикона, полиэфира (SMP), полиуретана, полисульфида, дисперсионного акрила) можно использовать только совместно сформообразующим материалом, обладающим малой теплопроводностью, минимальным водопоглощением, низким модулем упругости и гладкой поверхностью (уплотнитель на основе вспененного полиэтилена — «Вилатерм»). Заполняющий материал формирует оптимальные габариты аэрозольного герметика, который должен сцепляться только с двумя поверхностями (для наилучшей работы под нагрузкой). При этом должно соблюдаться соотношение ширины и глубины t = 1/2b»6 мм, где t -глубина изоляционного материала, b — ширина изоляционного материала (рис. 3).

Аэрозольные герметики, имеющие достаточно большое относительное удлинение (до 100-250%), способны воспринимать существенные амплитуды сжатия-растяжения. При этом качественной характеристикой является, прежде всего, высокая адгезия герметика к соединяемым материалам. Также следует учитывать совместимость герметиков с этими материалами. Например, силиконовый герметик, у которого побочным продуктом вулканизации является уксусная кислота, не может быть использован на оцинкованной стали, натуральном облицовочном камне или аналогичном материале, а также ПВХ без специальной обработки поверхностей.

К отечественным материалам этой группы относятся:

ГЕРМАБУТИЛ-С — мягкая бутилкаучуковая мастика (раствор бутилкаучука со специальными наполнителями и модифицирующими добавками) холодного отверждения. Однородная масса темного цвета, плотность 800-1100 кг/м3, условная прочность в момент разрыва не менее 0,15 МПа, относительное удлинение в момент разрыва не менее 70%.

«САЗИ» АКСА — акрилатный строительный герметик (мастика). Используется для герметизации конструкций с амплитудой деформации швов и стыков до 20%. Выдерживает температурный интервал эксплуатации от -40 до +80°С, температурный интервал нанесения от -15 до +35°С. Глубина изоляции t должна быть больше либо равна 3 мм. Изоляционные ленты на основе бутилового и изобутилово-го материала, а также эласто-мерные шовные ленты на основе полисульфида, силикона или полиуретана предназначены преимущественно для применения в области швов с шириной от 20 мм и многослойных строительных конструкций. Ленты имеют достаточно большую подвижность в монтажном шве, преимущественно за счет особенностей пространственного расположения (т.н. «деформационная петля»), которое обеспечивает работу материала без внутренних напряжений и нарушения целостности изоляционной плоскости (рис. 4).

Наиболее известный производитель — компания Illbruck (Германия) выпускает комплекс материалов, среди которых есть и уплотнительные ленты:


Рис.3 Устройство изоляции монтажного шва. 1 - аэрозольный герметик; 2 - формообразующий материал.
Рис.3
Устройство изоляции монтажного шва.
1 — аэрозольный герметик;
2 — формообразующий материал.

ILLTAPE Vlies Duo — пароизоля-ционная уплотнительная лента из бутилового каучука высокой степени клейкости (серого цвета), с одной стороны обработана искусственным волокном и имеет само-клеющуяся крепежную полосу, посредством которой монтируется в скрытые места. Ленту применяют для пароизоляции в монтажных швах при «мокрых» способах отделки откоса. На сторону, обработанную волокном, можно наносить штукатурные растворы, шпаклевку, краску. Этот материал, совместимый с акрилами, поликарбонатами и различными штукатурками, имеет высокую степень паронепроницаемости T и прекрасную адгезию крепежной полосы к различным материалам и поверхностям.

Температура приклеивания от +5 до +40°С, температура эксплуатации от -40 до +80°С, сопротивление паропроницанию 1,5 м2·г·Па/мг. Выпускаются в виде лент с размерами: 75/2.0, 100/2.0,150/2.0 (ширина и толщина в миллиметрах). Ширина ленты должна быть на 40 мм больше ширины монтажного шва.

ILLDIF I — пароизоляционная уплотнительная лента из алюминиевой фольги, армированной высокопрочной нитью. С одной стороны имеет самоклеящийся слой, с другой — монтажную полосу из бутилкаучука. Применяется для пароизоляции монтажных швов с дальнейшей отделкой откосов «сухим» способом. Обладает высокой степенью пароизоляции и повышенной адге-зией монтажной полосы к различным строительным и конструкционным материалам; позволяет выполнять любые виды «сухой» отделки поверх ленты.

Материалы для наружной изоляции:

  • ленты из вспененных материалов с пропиткой;
  • гидроизоляционные паропроницаемые ленты.

К первой группе материалов относится так называемая предварительно сжатая уплотнительная лента — ПСУЛ. Этот материал характеризуется небольшим сопротивлением диффузии водяных паров, что и определяет область его применения в плоскости наружной изоляции (напомним: «внутри герметичнее, чем снаружи»).

Ленты изготавливаются из мягкого пенополиуретана с открытыми порами и пропитываются специальными водоотталкивающими составами. Принцип работы ПСУЛ основан на саморасширении ленты в шве, обеспечивающем постоянное давление на прилегающей поверхности. Таким образом, даже при знакопеременных термических деформациях рамы шов всегда остается заполненным и защищенным от атмосферных осадков и ветра, что особенно важно именно для наружной стороны профиля, воспринимающей самые большие перепады температур. Применение саморасширяющейся ленты не только позволяет выполнить основной принцип изоляции, но и обеспечивает максимальную долговечность конструкции, т.к. ПСУЛ совместима практически со всеми материалами. Отметим, что для надежной работы ленты шов должен быть по возможности ровным, без резких перепадов поверхности. ПСУЛ выпускаются различной толщины, что позволяет применять этот материал уплотнения для швов шириной от 3 до 20 мм. Минимальная ширина шва указана в таблице 2.

Таблица.2

Уплотнительные ленты такого типа выпускают фирмы Illbruck («illmod 2D», «illmod eco», «illmod 600»), XAHO (лента «Голтогум»), СОУДАЛ (лента «Соудал»), ЕК-САДАН (лента «Фенфаст»). Размерный ряд этих лент, как правило, включает в себя следующие типоразмеры: 15/20, 15/40 или 20/40 (ширина ленты / ее полное расширение).

Например: ILLMOD 2D — предварительно сжатая саморасширяющаяся уплотнительная лента (ПСУЛ). Характеризуется устойчивостью к воздействию природных факторов, пригодна для уплотнения стыков с неровными поверхностями, совместима со всеми материалами и профилями. Обладает устойчивостью к дождю и ветру с давлением до 600 Па, при этом шов, выполненный из ленты, обеспечивает фильтрацию паров воды (коэффициент паропроницаемости 0,1 мг/м·ч·Па). Монтаж производится при температуре воздуха от -20 до +35°С, температура эксплуатации от -50 до +90°С, коэффициент теплопроводности 0,050-0,055 Вт/м °С. Товарные марки лент: 13/(3-8), 15/(5-12), 20/(8-20), где число над дробью — ширина ленты (мм), а числа под дробью — оптимальные размеры зазора между уплотняемыми поверхностями (мм).

Пример: максимальное отклонение откоса от внутренней вертикали составляет 15 мм. Выбираем типоразмер 20/(8-20), (15 мм попадают в диапазон 8-20 мм).

Областью применения гидроизоляционной паропроницаемой ленты является зона примыкания нижней горизонтальной части рамы к стене и оконному отливу, а также по всему внешнему периметру окна при последующей штукатурке фасада и полном закрытии ленты.

illdif A — гидроизоляционная паропроницаемая лента из прочной полиэстеровой ткани мембранного типа с двумя полосами из бутилкаучука высокой клейкости шириной 10 и 15 мм, нанесенными с одной или с обеих сторон.


Рис.4 Конструкция устройства деформационной петли. 1 - пароизоляционная лента с основанием под штукатурку; 2- подвижная петля; 3 - деформационный разрез с заполнением герметиком.
Рис.4
Конструкция устройства деформационной петли.
1 — пароизоляционная лента с основанием под штукатурку;
2 — подвижная петля;
3 — деформационный разрез с заполнением герметиком.
1) аэрозольный герметик;
2) формообразующий материал.

Материалом для заполнения монтажного шва является монтажная пена — аэрозольный однокомпонентный полиуретановый герметик. По своей структуре пена является ячеистой полиуретановой пластмассой, которая, после выхода из баллона, вулканизируется в результате химической реакции с влагой, содержащейся в воздухе или на обрабатываемых поверхностях, в 20-30 раз увеличиваясь в объеме. Затвердевание пены происходит за счет химической реакции с влагой, содержащейся в воздухе или на обрабатываемых поверхностях. После затвердевания пена представляет собой однородную ячеистую пластмассу, в ячейках которой находится воздух.

Работы с пеной следует производить при температурах от +5 до +35°С. В холодную погоду (ниже 0°С) в воздухе содержится недостаточно влаги, в результате чего лишь небольшая часть молекул вещества, образующего пену, оказывается способной вступить в химическую реакцию с молекулами воды, и значительный объем пены укладывается в шов в «законсервированном» состоянии. Как только влажность воздуха повышается (весной или в период продолжительной оттепели), начинается химическая реакция. Пена, увеличиваясь в объеме, начинает давить на оконный блок, и, при ненадлежащем выполнении системы крепежа, окно может быть частично выдавлено из проема. Такое поведение характерно для пен, не предназначенных для монтажа оконных конструкций в зимнее время. Эксплуатация затвердевшего герметика возможна в интервале температур от — 40 до + 100°С.

Затвердевшая пена имеет небольшой объемный вес (20-25 кг/м2) и низкий коэффициент теплопроводности (0,036 Вт/м·К). Это хрупкий и малопластичный материал, обладающий малой (около 1.5 МПа) прочностью на растяжение-сжатие (для твердого ПВХ эта величина составляет 80-90 МПа). Она выдерживает лишь около 10% изменения толщины шва, после чего происходит разрушение ячеистой структуры. По существу, пена, заполняющая в процессе монтажа все пространство шва, на первом этапе повышает жесткость конструкции окно — шов — стена, но в дальнейшем, изменяя свои геометрические размеры под действием температурных подвижек рамы окна, она утрачивает свои несущие свойства, продолжая выполнять основную функцию теплоизоляции. Поэтому пена не может быть использована в качестве единственного и достаточного материала, применяемого для закрепления оконного блока.

Для качественной монтажной пены характерны:

  • широкий интервал температур, при которых возможно ее нанесение;
  • пористость, равномерно распределенная по объему в застывшем состоянии, что можно проконтролировать, сделав срез застывшей пены. При использовании так называемой «профессиональной» пены, наносимой при помощи монтажного пистолета, возможно регулирование объема пор;
  • стабильность свойств и объема при изменении температуры и влажности окружающей среды.

К числу наиболее известных производителей принадлежат такие компании, как UREPOL OY (Финляндия), ILLBRUCK (Германия) и (SOUDAL — Германия). Пена поставляется в баллонах емкостью 500, 650, 750 и 1000 мл.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх