Profile okienne z PCW (nieplastyfikowanego polichlorku winylu) od prawie siedmiu dekad są stosowane w oknach i drzwiach. Przyjrzeliśmy się, jakie normy powinny spełniać, aby zapewnić trwałość, bezpieczeństwo użytkowania, a także dobre właściwości termiczne oraz akustyczne stolarki okienno-drzwiowej.
Pierwsze okna tworzywowe powstały w Niemczech pod koniec lat 50. XX w. W Polsce pierwsza fabryka zaczęła działać w 1974 r. w Czeladzi (ERG Profile). Od tego czasu stolarka z PCW zaczęła podbijać nasz rynek. Prawdziwy boom na takie okna i drzwi rozpoczął się w latach 90. XX w., kiedy konsumenci zrozumieli, jakie są ich przewagi tego nad dominującym w Polsce drewnem. Okna nie wymagały tak częstych konserwacji, doszczelniania na zimę czy malowania. W opinii wielu ekspertów trend na stolarkę okienno-drzwiową z PCW pozostanie niezmienny.
Sprzyja temu konkurencyjna cena (w stosunku do rozwiązań z metali czy drewna), trwałość, niezawodność, prosta konserwacja oraz ekologiczność. Tak, profile okienne z PCW należą do rozwiązań ekologicznych, ponieważ materiał ten świetnie nadaje się do wtórnego przetworzenia i wykorzystania. Pozwala to zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska odpadami, ograniczyć zużycie pierwotnych surowców, co więcej – wtórne przetworzenie PCW generuje ponad 15 razy mniej gazów cieplarnianych do atmosfery niż jego wytworzenie.
Profile okienne z PCW – normy i wymagania
Profile okienne z PCW mają istotny wpływ na trwałość, bezpieczeństwo użytkowania, właściwości termiczne i akustyczne stolarki. Dlatego rozpoczęcie jej produkcji wymaga znajomości właściwości technicznych w świetle aktualnych norm.
Zastosowanie mają dwie z nich:
- PN-EN 12608-1+A1:2021-02 Profile z nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu) (PVC-U) do produkcji okien i drzwi. Klasyfikacja, wymagania i metody badań. Część 1: Niepowlekane profile z PVC-U o powierzchniach w jasnych barwach;
- PN-EN 12608-2:2024-03 Profile z nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu)
(PVC-U) do produkcji okien i drzwi. Klasyfikacja, wymagania i metody badań. Część 2: Profile z PVC-U pokryte foliami sklejonymi klejami.
W stolarce okienno-drzwiowej (zgodnie z normami) stosowane są dwa podstawowe typy kształtowników z PVC-U:
- główne – pełniące w oknie i drzwiach funkcję nośną (przenoszą obciążenia związane z masą szyby, parcia i ssania wiatru, w przypadku okien połaciowych – obciążenia śniegiem);
- pomocnicze – nie pełnią funkcji nośnych (np. może to być listwa dociskowa).
Profile okienne z PCW mogą być w postaci surowej (zazwyczaj jako jasne tworzywo o gładkiej powierzchni), oklejone folią imitującą tekstury materiałów budowlanych (zwykle drewno) albo nadającej zewnętrznej powierzchni kształtownika kolory. Minimalna grubość folii w miejscach widocznych powinna wynosić 0,5 mm. W niewidocznych może być mniejsza: 0,2 mm. Przyczepność folii określona według normy PN-EN 17271 nie powinna być mniejsza niż 2,5 N/mm. Przyczepność po badaniach starzeniowych nie może
być mniejsza niż 1,5 N/mm.
Właściwości mechaniczne profili okiennych z PCW
Z punktu widzenia właściwości mechanicznych stolarki okienno-drzwiowej użytkowanej w obniżonej temperaturze bardzo istotną cechą jest odporność kształtowników na uderzenie stalową kulką (o masie 1000 g) w temperaturze -10°C. Badanie jest wykonywane ze względu na wzrost kruchości PCW. Profile okienne z PCW I klasy powinny bez uszkodzeń przenieść uderzenie spadającą kulką z wysokości 1000 mm, II klasy – z wysokości 1500 mm. Kształtownikom klasy 0 nie postawiono żadnych wymagań. Po uderzeniu nie może dojść do pęknięcia ścianek kształtownika ani uszkodzenia folii.
Należy zaznaczyć, że ustawodawca sformułował również wymagania co do samego PCW stosowanego do produkcji profili. Objęto nimi materiały z recyklingu oraz nowego tworzywa. Szczególną uwagę poświęcono odporności widocznych elementów kształtowników na UV. Te stosowane w oknach i drzwiach powinny być sprawdzone w zakresie starzenia (długotrwałego
oddziaływania UV). Miarą odporności nie jest powstawanie przebarwień (zmiana barwy profilu poddanego starzeniu w stosunku do próbki niestarzonej nie może być większa niż 5 jednostek według PN-EN 513) oraz udarności (zmiana odporności na uderzenie metodą Charpy’ego próbki poddanej starzeniu w stosunku do próbki niestarzonej nie może wynieść więcej niż 40 proc.).
Izolacyjność termiczna profili okiennych z PCW
Jeśli chodzi o osiągnięcie niezbędnej izolacyjności termicznej bardzo ważny jest współczynnik przenikania ciepła profili okiennych z PCW. Może być on określony w sposób analityczny oraz badawczo.
W normie PN-EN ISO 10077-2:2017-10 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 2: Metoda komputerowa dla ram określono metodę i podano wejściowe dane referencyjne do obliczania współczynnika przenikania ciepła profili ram i liniowego współczynnika przenikania ciepła ich połączeń z oszkleniem lub nieprzezroczystymi panelami. W normie PN-EN 12412-2:2005 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Określanie współczynnika przenikania ciepła metodą skrzynki grzejnej. Część 2: Ramy określono opartą na EN ISO 8990 oraz EN ISO 12567-1 metodę pomiaru współczynnika
przenikania ciepła komponentów ramy i skrzydła okien i drzwi, w tym słupków i ślemion przeprowadzanego w warunkach reprezentatywnych dla występujących w praktyce.
Na termoizolacyjność kształtowników duży wpływ ma liczba komór wewnętrznych. Zamknięte w nich powietrze służy jako izolator, a ścianki nie pozwalają mieszać się powietrzu o różnej temperaturze. Ścianki komór oprócz oddzielenia powietrza usztywniają też profile okienne z PCW, ograniczając ich deformacje podczas oddziaływania wiatru oraz wysokiej temperatury z zewnątrz. Grubsze komory zapewniają większą sztywność, mniejsze – niższą. W niektórych przypadkach w celu zmniejszenia deformacji kształtowników do ich środka wprowadzane są profile usztywniające.
Obecnie ze względu na wymaganą efektywność cieplną na krajowym rynku można spotkać okna i drzwi z kształtowników z PCW pięcio-, sześcio-, a nawet siedmiokomorowych.
Pod względem grubości ścianek ustawodawca ustanowił 3 klasy:
- klasa A (ścianki zewnętrzne ≥ 2,8 mm, wewnętrzne ≥ 2,5 mm, pocieniona ścianka w miejscu ułożenia uszczelki ≥ 2,0 mm);
- klasa B (ścianki zewn. ≥ 2,5 mm, wewn. > 2,0 mm, pocienione w miejscu ułożenia uszczelki ≥ 2,0 mm);
- klasa C (brak wymagań).
W wielu przypadkach, żeby podwyższyć parametry termoizolacyjne kształtowników, nie zwiększając liczby komór w ich środkowej części (prowadzi to do zwiększenia grubości profili, co nie zawsze jest mile widziane przez architektów), do wnętrza wprowadzane są materiały termoizolacyjne w postaci pianki lub aerożelu. Zastosowanie efektywnych wkładów pozwala producentom osiągnąć wymagane przez prawo parametry termoizolacyjne okien, nie zmieniając linii technologicznej kształtowników.