От качества пластиковых окон зависит многое: эксплуатационный срок, теплосбережение, функциональность фурнитуры, звукоизоляция, дизайн. Чтобы понять какие окна нужны именно вам, давайте разберемся какими качествами обладает алюминиевый профиль и пластиковый, их сходство и различие.

Алюминиевые окна

Нельзя сказать, что алюминиевые окна хуже или лучше пластикового профиля. Скорее эта конструкция обладает качествами, которые используют для определенного вида строительства, но могут быть и исключения. “Холодные алюминиевые окна” (без термо вставки) служат для торговых центров, перегородок, спортивных учреждений и пр. “Теплый алюминий” может устанавливаться и в жилые помещения.

Чем характеризуются алюминиевые окна

1. Конструкция таких окон надежна и срок их эксплуатации не менее 80 лет.
2. Они органично используются для постройки современных зданий, украшая внешний вид, поддаваясь любым дизайнерским решениям.
3. Надежность конструкции делает эти окна доступными к большим размерам. Это качество позволяет устанавливать их в бизнес-центры, современные здания искусства и творчества и многие другие строения.
4. Они прекрасно выдерживают перепады температур.
5. Имея надежный алюминиевый профиль, створки не провисают со временем и не поддаются ультрафиолетовому излучению.
6. Не имея вредных средств в своем составе, они отвечают высоким стандартам экологичности, поэтому их можно смело использовать в построении больниц, детских и здравоохранительных учреждений и прочее.
7. Алюминий - прочный материал, поэтому они не подвергаются повреждению. И требуют к себе минимального ухода.
8. Поддаются любому дизайнерскому решению: глубокие изгибы, постройка витражей и зимних садов.
9. Огнестойкость.

Пластиковые окна

Пластиковые окна пользуются широкой популярностью среди населения. Их привычно видеть в каждой квартире многоэтажного дома. Они идеально подойдут для частных домов. Обладают характеристиками, которые прекрасно сохраняют энергоносители, поэтому и стало актуально монтировать их в жилые квартирные и частные помещения.

Основные характеристики:

• По сравнению со своим алюминиевым “собратом“, пластиковый профиль боится прямых солнечных лучей. И хотя в настоящее время современные технологи уверяют, что они добились идеальной формулы, срок эксплуатации у такого профиля ниже, чем у алюминиевых - 35-50 лет.
• При всем своем желании поставить пластиковое окно, например, в здание, где оконный проем больше стандартного окна и равен выше 3200 мм одной стороны, не удастся — этот профиль боится изгибов.
• Благодаря нескольким камерам стеклопакета, а также широкому профилю, пластиковые окна способны прекрасно сохранять тепло в холодный период, и прохладу в летний.
• Многофункциональная фурнитура.

Учитывая все параметры пластиковых окон, можно смело сказать, что приобретать такой профиль следует только при наличии сертификата. В любом другом случае он может состоять из токсичных металлов.

Чем отличаются алюминиевые окна от пластиковых

1. Возможности используемого материала в алюминиевых конструкциях позволяет создавать самый неожиданный дизайнерский креатив. Пластиковый же профиль имеет свои ограничения в размерах.
2. Срок службы в алюминиевых конструкциях больше (более 80 лет ), чем в пластиковых (30-50 лет ).
3. Ультрафиолетовые лучи могут пагубно сказаться на профиле из пластика. Со временем он может потемнеть или, в худшем случае, деформироваться. В отличие от него, алюминиевая конструкция лишена этих недостатков.
4. Хоть к алюминиевому профилю применяют вставку (терморазрыв) из не проводящего тепло материала, эту конструкцию используют в основном для офисов и нежилых помещений. В отличие от первого, пластиковые окна все же устанавливают в квартирах и домов для проживания граждан. Благодаря широкому профилю, он идеально сохраняет свойства энергосбережения.
5. Состав пластиковых окон - это ПВХ - поливинилхлорид. Это вещество является химическим продуктом. Но доказано, что при нормативных стандартах (что подтверждает сертификат качества) он абсолютно безвреден. Алюминиевый профиль экологически чистый продукт и не содержит вредных и токсичных примесей тяжелых металлов.
6. Что касается огнестойкости, то тут пластиковые окна значительно уступают алюминиевым. Алюминий не горит. Пластик, в принципе тоже, но при контакте с огнем выделяет едкий запах и начинает плавиться.
7. Цена . Алюминиевый профиль почти в два раза дороже пластикового.

Сходство конструкций.

Выйдя из пещеры, наш далекий предок построил дом. Затем, когда ему надоело сидеть в темноте, он прорубил в стене отверстие, для того чтобы в его новом жилище было светло и уютно. Возможно, именно таким образом в человеческой истории появилось первое окно. С тех пор оно стало не только обязательным строительным элементом, но и понятием нарицательным. «Окно в Европу, свет в оконце…». Но оставим лирику и перейдем к более приземленным вещам, а именно: какие бывают окна, из чего сделаны и чем друг от друга отличаются.

Сегодняшний рынок стройматериалов просто переполнен различными типами оконных рам. Дерево, пластик, алюминий, металлопластик… Все эти материалы широко применяются при производстве оконных конструкций. Однако в современных жилых и офисных помещениях все большее распространение получают окна из ПВХ (пластик) и металла (обычно это алюминий). Цель нашей статьи – разобраться, чем отличаются пластиковые окна от алюминиевых. Задачи перед ними стоят одинаковые – беречь тепло, быть удобными и практичными. Но какая конструкция наиболее эффективно их решает? Попробуем это выяснить.

Пластик – чудо XX века

Одно из величайших достижений человечества – это создание полимерных материалов и их широкое применение.

Примечание. О самих полимерах известно давно. Сведения о первых синтетических полимерах появились еще в начале XIX века. Но настоящее, массовое распространение они получили в 50-х годах прошлого столетия.

Продукция из полимеров очень быстро заполнила промышленные, строительные и бытовые рынки. Появившиеся во второй половине 20-го столетия окна на их основе стремительно и масштабно потеснили все остальные виды оконных профилей. В принципе, это и понятно – пластиковые окна имеют ряд преимуществ по сравнению, например, с классическими деревянными рамами. Давайте рассмотрим их поближе.

Достоинства

• Высокая климатическая приспособленность – перепады температур, повышенная влажность не влияют на качество профиля.
• При правильной установке имеют максимальную герметичность благодаря физическим свойствам пластика (расширяемость, упругость).
• Не боятся морозов.
• Хорошая сопротивляемость ультрафиолету. Годами могут находиться под воздействием прямых солнечных лучей, не теряя при этом своего первоначального цвета.
• Отличная химическая стойкость. Щелочи, кислоты, минеральные добавки – в общем, все, что есть в нынешних дождях и снеге, для пластика малоопасно.
• Звукоизоляция у данного вида окон считается одной из лучших.
• Долгий срок службы. Качественные окна из ПВХ могут эксплуатироваться свыше 20 лет. Более дорогие аналоги, имеющие в своем составе оксид титана и различные добавки, позволяют увеличить этот срок до 40 лет.
• Самая низкая себестоимость. Деревянные и металлические переплеты стоят дороже.

Естественно, что и у этих чудо-окон есть свои минусы, иначе они бы выглядели подозрительно.

Недостатки

• Требуют крайне аккуратного обращения. Царапины, сколы – одна из главных бед пластиковых профилей. Появляются они легко и просто, а вот избавиться от них очень проблематично.
• Достаточно сложны в монтаже. Все должно выставляться точно по уровню. Малейший перекос вызовет неплотное закрытие и, соответственно, значительное снижение эффективности работы окна в достижении главных целей – сохранения тепла и борьбы со сквозняками.
• Иногда, даже после качественно проведенной установки, на окнах образуется конденсат. Решается эта проблема неоднократным проветриванием, что не совсем хорошо.
• Пластик есть пластик, и в определенных ситуациях он может представлять собой источник повышенной опасности. Например, при пожаре горение оконного переплета из ПВХ вполне может привести к отравлению.

Как видим, некоторые недостатки имеют место, но по большому счету они теряются на фоне множества достоинств. Из всего вышеперечисленного становится ясно, что основное применение для окон из ПВХ – это жилой сектор, небольшие офисные конторы и маленькие общественные заведения: домашние кафе, мини-магазинчики и т. д.

А как обстоят дела у их металлических соперников в борьбе за кошелек покупателя и насколько велико отличие пластиковых окон от алюминиевых, читаем дальше.

Алюминий – металл будущего?

Несмотря на то что алюминиевые оконные перекрытия известны уже достаточно давно, многие считают, что за ними будущее. Во всяком случае, европейский рынок они завоевывают пусть и медленно, но уверенно. По статистике, алюминиевые окна уже обогнали своих деревянных «родственников» по объемам продаж, хотя и отстают от пластиковых в данном вопросе. Посмотрим, чем металл сможет нас удивить.

Достоинства

• Просты в обслуживании и не нуждаются в особом уходе, легкий монтаж из-за небольшого веса и малой чувствительности к механическим повреждениям.
• Высокопрочный металл позволяет эксплуатировать оконный профиль от 30 до 50 лет без излишних ухищрений по уходу за ним.
• Жесткость материала гарантирует защиту от всевозможных усадок, утрясок и усушек.
• Хорошая экологичность. Алюминий является естественным, природным материалом, не имеющим в своем составе каких-либо вредных химических добавок, поэтому он полностью безопасен для здоровья при любых условиях.
• Высокая климатическая приспособленность.

Недостатки

Алюминий – это металл, и, к сожалению, из достоинства этот факт плавно перетекает в недостаток:

• Окна из любого металла обладают очень низкой теплоизоляцией или, по-другому, высокой теплопроводностью.
• Невозможно добиться максимальной герметизации и, как следствие, имеем слабую звукоизоляцию и некоторые другие мелкие неприятности.
• Металл значительно дороже пластика.

При всех своих неоспоримых плюсах алюминиевые окна, как видим, имеют ряд минусов, из которых наиболее существенны два – это низкая теплоизоляция и высокая цена. Однако один из них (теплоизоляция) уже решен. Сегодня созданы так называемые теплые окна, которые в борьбе за удержание тепла мало в чем уступают профилям из ПВХ. Но с другой стороны, увеличился второй минус – эти окна еще дороже, чем обычные «холодные» модели.

Стандартная сфера применения данного типа оконных профилей в области бытовых нужд невелика – это неотапливаемые помещения, лоджии и балконы, летние кухни, веранды. Однако в промышленности, в социально-общественных зданиях и в различных офисных и торговых центрах алюминиевые оконные перекрытия – несомненный лидер. Огромная прочность конструкции играет решающую роль в подобных сооружениях.

Сравнение

Если объективно оценить полученную информацию, то можно сказать, что она достаточно разноречива и контрастна. Здесь присутствуют и положительные, и отрицательные характеристики. Для того чтобы все это выглядело стройно и упорядоченно, сгруппируем выше изложенные факты в сравнительной таблице. В ней будут показаны только отличия между двумя типами окон. Предупредим, что мы даем анализ типовых вариантов, которые наиболее востребованы на потребительском рынке.

Таблица
Пластиковые окна	Алюминиевые окна
Отличные звуко- и теплоизоляционные качества	Обе характеристики оставляют желать лучшего
Высокая герметизация	Герметизация на среднем уровне
Есть определенные сложности при монтаже. Достаточно тяжелы и очень требовательны к выставлению по горизонту	Просты в установке благодаря своему небольшому весу и высокой прочности
Плохо приспособлены к мелкому ремонту. При уходе за окном следует быть крайне аккуратным, чтобы его не поцарапать	Легко ремонтируются и не требуют особого ухода. Нанести какой-то физический вред непросто – металл есть металл
Средний срок службы – чуть больше 20 лет	Этот показатель у алюминиевого профиля выше почти в 2 раза – в среднем 40 лет
Образование конденсата	Такое явление отсутствует
В некоторых ситуациях экологически опасны	Экологически безопасны в любых ситуациях
Область применения: жилые дома, маленькие офисы, магазинчики, а также небольшие и нежилые, но отапливаемые помещения.	Основная сфера использования: производственные здания и крупные сооружения общественного пользования. В жилом секторе применяются в холодных помещениях, не имеющих отопления, и для остекления балконов, лоджий
Самый дешевый вариант на рынке	Дороже, чем пластик, и значительно

Заключение

Из таблицы мы четко видим, в чем разница между пластиковыми и алюминиевыми окнами. Можно сказать, что и тот и другой вид окон имеет свои плюсы и минусы. Выбирать следует исходя из конкретных условий, возможностей и потребностей. И, самое главное, установку оконного профиля должны делать только квалифицированные специалисты. Иначе даже самые дорогие и ультрасовременные окна могут превратиться в постоянный источник раздражения из-за проблем с холодом и сквозняками.

Правильно подобранные и профессионально установленные алюминиевые конструкции имеют стильный внешний вид, отличаются надежностью и долговечностью, практичностью и простотой эксплуатации. Такие окна сегодня популярны у частных потребителей, собственников городских квартир и загородных коттеджей. Их заказывают для обустройства своих объектов владельцы крупных торговых и развлекательных комплексов, ресторанов и бизнес-центров. Профессиональные архитекторы и дизайнеры ценят светопрозрачные системы из алюминия за широкий спектр конструктивных и декоративных решений.

Основные преимущества алюминиевых окон

• Устойчивость к сложным климатическим условиям, к значительным перепадам температурного режима и влажности.
• Легкость. Конструкция алюминиевых окон имеет небольшой вес и не создает дополнительную нагрузку на базовые элементы зданий и сооружений. Поэтому для их установки требуется минимальная подготовка.
• Широкий ассортимент моделей по толщине, типу открывания, размерам, показателям энергосбережения, ценовой категории и цветовой гамме.
• Соответствие самым строгим экологическим и пожарно-техническим стандартам.
• Высокий уровень герметичности.
• Современный внешний вид. Кроме этого, существуют специальные технологии отделки поверхностей рам, в результате которых можно придать им различную структуру и использовать разные виды цветовых комбинаций.

Подбор конструкций по уровню энергосбережения

Современные виды алюминиевых окон производятся с учетом назначения помещений, базовых требований к их эксплуатационным свойствам. Для их изготовления используются разные виды профиля, обладающего необходимыми изоляционными и техническими характеристиками. Прогрессивные технологии производства и комбинации разных материалов позволяют в настоящее время выпускать конструкции нужных размеров и конструкций с учетом исходных параметров объекта и индивидуальных предпочтений потребителей.

Окна из алюминиевого профиля бывают:

1. «Теплые».

Они оснащаются специальными термостойкими вставками, изготавливаемых из высокопрочных материалов: нейлона, капрона, пропилена, этилена и других типов изоляторов. Их состав, плотность и другие свойства подбираются для определенного типа конструкции с учетом требований Заказчика и условий эксплуатации помещения. Современные светопрозрачные системы из алюминия могут комплектоваться двух- или трехкамерными стеклопакетами, снижающими уровень теплопотерь. Такие окна востребованы при оснащении жилых объектов, офисных центров, банков, ресторанов, салонов красоты и других эксплуатируемых объектов.

2. «Холодные».

Такое алюминиевое остекление характеризуется незначительным весом, повышенной прочностью, длительным сроком службы и вполне доступной ценой. Для обустройства данных моделей, как правило, используются однокамерные стеклопакеты, пустотелый, облегченный профиль без термовставок. При установке на балконах и лоджиях вместо стекол применяются сэндвич-панели или пластиковые непрозрачные элементы.

Выбор алюминиевого профиля производится после изучения особенностей объекта, личных пожеланий клиента, требований к энергосбережению и эстетическим характеристикам конструкции. Профессиональные специалисты помогают произвести необходимые расчеты еще на предварительном этапе проектирования, подобрать оптимальные системы управления и функциональные комплектующие элементы.

Дополнительные опции

При подборе конструкции окон большое внимание уделяется системе открывания/закрытия, которая может выполняться в следующих вариантах:

• Поворотные
• Откидные
• Поворотно-откидные
• Раздвижные
• Комбинированные, в которых сочетаются несколько вариантов открывания/закрытия и могут использоваться глухие элементы.

Важно также сразу определиться с уровнем нагрузки на оконные конструкции в процессе их эксплуатации. От этих данных будет зависеть тип используемой фурнитуры, запорной арматуры и базовых механизмов. Большая площадь остекления, панорамные и витражные светопрозрачные системы должны оснащаться комплектующими деталями повышенной надежности и прочности.

Перед тем как выбрать алюминиевые окна необходимо также определиться с их цветовой гаммой, которую можно подобрать по специальному каталогу. Современная окраска металлических элементов дополнительно защищает их от негативного воздействия влажной среды и возможных механических повреждений. В зависимости от стилистических и архитектурных особенностей объекта можно заказать декорирование алюминиевых поверхностей под различные виды натурального камня (мрамор, малахит, гранит) или под структуру природной древесины. Доступно окрашивание оконного профиля в любой цвет по линейке RAL – от светло-бежевых до глубоких коричневых оттенков, составляющих идеальную комбинацию внешней и внутренней отделке квартиры или частного дома.

→ Сравнение алюминиевых и ПВХ конструкций

Сравнительный анализ конструкций из алюминия и ПВХ

Преимущества ПВХ

В таких системах изначально плохую термостабильность полимера поднимают до нужного уровня, добавляя в исходный материал неорганические и органические добавочные стабилизаторы. Эти добавочные стабилизаторы более дорогостоящие по сравнению с традиционными соединениями свинца. Поэтому рецептура ПВХ профилей на базе кальция и цинка на сегодняшний день дороже традиционной рецептуры на базе свинца. Выпускаемые в настоящее время профили, стабилизированные кальцием-цинком, обладают безупречными качественными характеристиками. Их стойкость к атмосферным воздействиям исключительна, и в повседневной эксплуатации они безупречны, проблем, связанных с утилизацией, так же, как и у профилей, стабилизированных свинцом, не существует вообще. В процессе вторичной переработки их можно смешивать с составами других рецептур.
Ниже приведена сравнительная таблица технических характеристик получаемого материала ПВХ с различной стабилизацией.

Характеристика (наименование )	Единица измерения	Стабилизация свинец	Стабилизация кальций-цинк
Объёмный вес (плотность)
Модуль упругости
Предел прочности при растяжении
Предел текучести
Температура размягчения

На основании изложенного можно выделить следующие достоинства ПВХ для изготовления оконных профилей :
- низкая стоимость сырья;
- высокие теплофизические и звукоизолирующие характеристики;
- атмосферостойкость;
- возможность нанесения декоративного покрытия (окрашивание в массе – методом коэкструзии, поверхностное покрытие или покраска);
- экологическая безопасность;
- возможность вторичной переработки;
- долговечность, срок службы до 50 лет.

Недостатки ПВХ

В тоже время ПВХ профили имеют и недостатки.
1. Низкий модуль упругости.
Среди применяемых в строительстве материалов модуль упругости у ПВХ самый низкий Е =2,47-2,98 Н/мм 2 , тогда как у дерева поперёк волокон он равен Е =50 Н/мм 2 , а у алюминиевых сплавов Е =71 Н/мм 2 . Поэтому для повышения прочностных параметров ПВХ профилей требуется их армирование.

2. Зависимость механических свойств от температуры.
При понижении температуры модуль упругости ПВХ повышается, но при этом увеличивается его хрупкость. Не случайно оконные фирмы приостанавливают монтаж окон из ПВХ в зимнее время при температуре ниже -10 -15 °С, когда риск хрупкого разрушения ПВХ профиля при механическом воздействии велик.
С повышением температуры ПВХ постепенно размягчается и при температуре выше +40°С начинается резкое падение его прочностных характеристик.

3. Высокий коэффициент линейного расширения.
ПВХ имеет коэффициент температурного расширения α =80х10-6 1/ºС гораздо больший, чем у применяемых смежных строительных материалов таких, как бетон (10 х10-6 1/ ºС) и стекло (8,5х10-6 1/ ºС. Такое соотношение величин приводит к тому, что температурные деформации ПВХ изделий могут оказывать воздействие на сопрягаемые конструкции.

4. Избирательность к чистящим средствам
Хотя ПВХ как материал и обладает химической стойкостью, агрессивная окружающая среда, особенно в крупных городах, способна загрязнять поверхности конструкции. При выборе подходящих чистящих средств нужно избегать средства с содержанием растворителей. Поверхность ПВХ профиля, обработанная растворителем, обладает более слабой атмосферостойкостью, и при дальнейшей эксплуатации возможно проявление пятен или изменение цвета профиля.

Особенности технологии производства ПВХ профилей

Благодаря высокой температуроустойчивости, малой склонности к усадке и короблению, широкому диапазону размягчения ПВХ идеально подходит для изготовления профилей методом экструзии.
Серийное производство оконных профилей из пластифицированного ударовязкого ПВХ было начато в 1954 году фирмой «Trocal » (Германия).
Линия экструзии для производства оконных профилей состоит из экструдера, фильеры, калибровочного охладительного элемента, калибровочного стола, приёмных тянущих валков, пилы, профилеукладчика и устройства для упаковки готовой продукции.
Процесс производства состоит из отдельных технологических этапов:
- подача порошка или гранулята ПВХ в воронку экструдера;
- пластификация формовочной массы в экструдере до температуры 80-120ºС;
- формовка и охлаждение в фильере и калибровочно-охладительном элементе;
- проход через приемные валки;

Кроме того, оконные профили из ПВХ пригодны для вторичной переработки. Например, в Германии действует система сбора и утилизации ПВХ, и уже можно встретить сертифицированные оконные профили, полученные из вторичного материала. Они по своему качеству ничуть не хуже профилей, полученных из первичного материала.
Все развитые оконные системы ПВХ состоят из конструктивно увязанных между собой элементов, которые включают в себя основные и вспомогательные профили. Основными профилями считаются профили рам, створок и импостов. К вспомогательным профилям относятся: стекольные штапики, накладки, соединительные элементы, направляющие, короба для свертывающихся жалюзи и подоконники.

Доля рынка ПВХ конструкций

Для изделий из ПВХ идеально подходит остекление небольших оконных проемов жилых и общественных зданий (как вновь возводимых, так и реконструируемых), то есть там, где остекление выполняет только ограждающую функцию, а несущая способность профильной системы практически не учитывается. В данной группе конструкций системы из ПВХ достигли такого качественно высокого технического уровня, что с ними уже трудно соперничать конструкциям из других материалов.
Ко второй группе конструкций из ПВХ можно отнести конструкции зимних садов, небольшие торговые павильоны, балконы, веранды, небольшие участки стен. В этих случаях профиль также не воспринимает больших статических нагрузок.
Что касается изготовления указанных объемных конструкций, особенно, зимних садов, то в настоящее время у различных производителей профильных систем из ПВХ можно проследить два принципиальных подхода к решению этой задачи.
Первый базируется на их сборке из элементов простой оконной системы, дополненной набором различных усилительных и соединительных профилей, а также стропильными конструкциями кровли. Второй более дорогой вариант, предусматривает применение фасадной системы. Потому и позиция производителей профилей ПВХ по отношению к зимним садам носит сложный и неоднозначный характер. Многие крупные производители (например, VEKA) считают, что применение ПВХ в конструкции является неоправданным и уступают эту сферу производителям алюминиевых систем. Концерны «Rehau» и «Thissen» имеют специально разработанные системы зимних садов с проработанными конструктивными элементами кровли.

С учётом особенностей поливинилхлорида, профильные системы из ПВХ имеют ограниченные возможности для применения в фасадных системах, здесь они уступают алюминиевым системам почти по всем показателям за исключением теплофизических характеристик.
Одним из серьезных препятствий для применения ПВХ в фасадных конструкциях является подверженность профильной системы значительным температурным деформациям.
Если для стойки из алюминиевого сплава длиной 3300 мм изменение длины при перепаде температур от -28 ºС до +22 ºС составит 3,84 мм, то для аналогичной стойки из профиля ПВХ изменение длины уже будет равно 13,4 мм. Такое изменение длины элементов фасада на больших участках приведёт к значительным деформациям конструкции в целом, вследствие чего возможно нарушение гидроизоляции или разрушение стеклопакетов.
Следующее ограничения для применения ПВХ профилей - остекление ячеек большой площади. Длинный ригель из ПВХ будет также испытывать деформацию при перепаде температур и потребует серьезного армирования от нагрузки большим стеклопакетом.
Поэтому, остекление фасадов зданий, куполов, фонарей большой площади принято изготавливать из алюминиевых профилей, разнообразие которых представляет широкий набор возможностей для архитектора.

Характеристики алюминиевых сплавов для светопрозрачных конструкций

Алюминий – металл серебристого цвета, плотностью 2,699г/см 3 при 20°С, модуль упругости Е = 71 Н/мм 2 , температура плавления 660°С.
В земной коре содержится 8,8% алюминия. Это третий по распространённости в природе элемент после кислорода и кремния и первый среди металлов. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд. Известно несколько сотен минералов Al (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и другие). Важнейший минерал алюминия - боксит содержит 28-60% глинозёма - оксида алюминия Al 2 O 3 .
В чистом виде алюминий впервые был получен датским физиком Х. Эрстедом в 1825 году. В 1885 году, основываясь на технологии, предложенной русским учёным Н. Бекетовым, был построен завод по производству алюминия в немецком городе Гмелингеме. За пять лет на этом заводе было получено около 58 т алюминия - более четверти всего мирового производства на тот период.
Метод, изобретенный почти одновременно Ч. Холлом во Франции и П. Эру в США в 1886 году и основанный на получении алюминия электролизом глинозема, растворенного в расплавленном криолите, положил начало современному способу производства алюминия. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.
Технически чистый алюминий вследствие низкой прочности в строительстве применяется редко. Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки – магний, марганец, кремний, цинк, медь, хром и др. Поэтому алюминиевые сплавы имеют в 2-5 раз бо льшую прочность по сравнению с чистым алюминием.
Для производства оконных конструкций используются сплавы на основе Al-Mg-Si, которые по своему химическому составу относятся к деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой. В России используется сплав АД31, в Европе - сплавы 6060, 6063 (отличия по более жёстким требованиям на содержание примесей). Прочностные характеристики указанных сплавов принципиально не отличаются между собой – см. таблицу.

Характеристика	Единица измерения	Сплав 6063, состояние Т1	Сплав АД31, состояние Т1
Объёмный вес (плотность)
Предел прочности (временное сопротивление разрыву)
Предел текучести
Относительное удлинение при разрыве
Коэффициент температурного расширения

br>D0.B8.D0.BD.D0.B8.D0.B5.D0.B2.D1.8B.D1.85_.D1.81.D0.BF.D0.BB.D0.B0.D0.B2.D0.BE.D0.B2"> Преимущества алюминиевых сплавов

К достоинствам алюминиевых сплавов следует отнести:
- высокая механическая прочность при малой плотности (удельная прочность);
- сравнительно высокая коррозионная стойкость;
- высокая технологичность, хорошая обрабатываемость и свариваемость;
- высокая пластичность;
- сохранение прочностных характеристик при температурах от -80°С до +100°С;
- высокая отражательная способность;
- отсутствие искр при ударе;
- отсутствие токсичных продуктов горения;
- отсутствие примесей тяжелых металлов;
- отсутствие магнитных свойств;
- срок службы 80 лет.

Недостатки алюминиевых сплавов

К недостаткам относится:
- коэффициент линейного расширения в два раза больший, чем у стали;
- высокая теплопроводность;
- подверженность электрохимической коррозии во влажной среде;
- высокая стоимость полуфабрикатов.

Особенности технологии производства системных профилей из алюминия

В 1906 году архитектор Фрэнсис Plym, основатель компании «Kawneer » (США) изобрёл первое окно из металла. К 1920 году его компания стала первым производителем конструкций из алюминия для архитектуры. Производство алюминиевого профиля можно разделить на два основных этапа: изготовление непосредственно профиля и его последующее защитно-декоративное покрытие. Профили из алюминиевых сплавов получают методом прессования, а именно продавливания заготовки алюминия через матрицу с заданным сечением. По аналогии с ПВХ процесс прессования профилей также называется экструзией.
Линия экструзии профилей состоит из печи для разогрева заготовки, гидравлического пресса, контейнера с матрицей, блока охлаждающих вентиляторов, приемных столов, вытягивающей машины, пилы, печи для старения профиля. Производство алюминиевых профилей состоит из следующих технологических этапов:
- порезка алюминиевого столба на заготовки;
- подача заготовки в индукционную печь для нагрева до температуры 450–500 °С;
- проход заготовки через матрицу, формирование геометрии профиля;
- охлаждение профиля на выходе из матрицы – закалка;
- вытягивание заготовок профиля;
- резка профилей на мерные длины.
- упрочнение профиля в печи искусственного старения.
В качестве защитно-декоративного покрытия профилей наибольшее применение нашли электрохимическое оксидирование (анодирование) и окрашивание порошковыми красителями по шкале RAL.
В соответствии с функциональным назначением профили для алюминиевых окон имеют аналогичную ПВХ классификацию и подразделяются на основные (рамные, створочные, импостные и др.) и вспомогательные профили.
В связи с высокой теплопроводностью алюминия как материала существует деление профилей на две основные группы по теплотехническим характеристикам:
- «холодный» профиль для внутренних конструкций;
- «тёплый» профиль для наружных ограждающих конструкций.
Тёплый отличается от холодного наличием термоизолирующих вставок из полиамида, которые осуществляют разрыв теплового потока. Но несмотря на применение изолирующих вставок, термическое сопротивление профилей из алюминия остается более низким по сравнению с ПВХ профилями (0,35…0,66 м 2 °С/ Вт в среднем у алюминия против 0,5…0,75 м 2 °С/ Вт у ПВХ).
Для остекления больших поверхностей зданий, когда доля светопрозрачных ограждений приближается к 100%, были разработаны витражные, или фасадные системы, которые могут воспринимать значительные по величине ветровые нагрузки, нагрузки от веса заполнения, а также эксплуатационные нагрузки. Это преимущество предопределено самим материалом, а именно – металлом.

Доля рынка алюминиевых конструкций

В настоящее время все светопрозрачные конструкции для фасадов зданий и сооружений изготавливаются из алюминия, как и устанавливаемые в фасады элементы (окна и двери с различными типами открывания). Прочностные характеристики металла позволяют изготавливать оконно-дверные конструкции из алюминия не только большего формата, но и с большим сроком службы, чем из профилей ПВХ. Также благодаря этому появились изделия специального назначения: противовзломные, дымозащитные, огнестойкие (со специальными наполнителями) и другие.
Так как коэффициент температурного расширения алюминия близок к коэффициенту температурного расширения стекла (одинаковые температурные деформации) появились фасадные системы со структурным остеклением без риска разрушения стеклопакета.
Собирающийся по типу оконной рамы модуль предопределил появление технологии элемент-фасадов, предназначенной для навесных ограждающих стен. Данная технология изготовления и монтажа остекления больших площадей фасадов позволила значительно сократить общие сроки строительства исходя из следующих принципов:
- стандартизации изготовления (производство большого количества идентичных модулей);
- качественного изготовления модулей в контролируемой среде (сборка и герметизация в заводских условиях);
- снижение трудоёмкости работ по монтажу модулей;

Какой материал выбрать: ПВХ или алюминий?

На сегодняшний день доля пластиковых окон на Европейском рынке превышает 51%, тогда как деревянных – около 27% и алюминиевых 18%. Оставшаяся часть рынка приходится на различные комбинации материалов, самый распространенный из них - дерево-алюминий.
Популярность окон ПВХ в этом сегменте конструкций сохранится и в будущем. Однако в связи развитием технологий алюминиевые окна постепенно возвращают себе утерянные доли рынка, их всё чаще используют для жилых домов.
Но всё-таки главная ниша, в которой алюминий практически незаменим - это остекление лоджий, балконов, больших витражей и фасадов останется за ним. Тенденция развития современной архитектуры с максимальным остеклением фасадов, что делает здания более лёгкими, светлыми и комфортными, полностью способствует развитию алюминиевых систем.

Примечание

В статьи использованы материалы :

Борискина И.В., Плотников А.А. «Проектирование современных оконных систем гражданских зданий» 2004г.
Рерль Э. Доклад на международном конгрессе КБЕ 18.11.1997 г. «ПВХ как особый материал».