Porovnání plastových okenních profilů třídy A a B

Uživatel dnes od moderních plastových oken očekává životnost a dokonalou funkčnost na desítky let. Vysoká schopnost izolovat teplo a hluk, odolnost větru a dešti či odolnost proti násilnému vniknutí a malé nároky na ošetřování jsou samozřejmé. Současně lze pozorovat trend ke zvětšování rozměrů elementů, stále častěji se prosazují zasklení s vyšší hmotností (izolační trojskla, speciální zvukově-izolační nebo bezpečnostní zasklení). Ovládání oken musí přitom být pro uživatele snadné. Trvale vzrůstá také poptávka po barevných plastových oknech a dveřích. Tyto vývojové trendy přinášejí stále vyšší požadavky na pevnost a stabilitu rámových konstrukcí.

Díky vývoji vyspělých konstrukcí, kvalitních materiálů a výrobních metod v posledních desetiletích se tyto požadavky dosud dařilo plnit. Konkurenční boj a pokračující tlak na snižování cen oken vedou v poslední době ke snahám o snižování výrobních nákladů a v konečném důsledku bohužel často také k „optimalizaci“ použitých materiálů. Soustředíme-li se na možnosti úspor u rámových plastových konstrukcí – rámových a křídlových profilů – setkáváme se stále častěji s otázkou:

Je opravdu nutné používat profily s dosud obvyklou tloušťkou stěn (cca. 3 mm u pohledových stěn)? Nelze zde ušetřit použitím tenkostěnných profilů?

Při hledání odpovědi začneme pohledem do minulosti. Původní tloušťka stěn 3,5 - 4 mm u prvních plastových okenních systémů se později (díky pokroku extruzní techniky) snížila na 3 mm. Na konci 80. let minulého století probíhala v Německu na toto téma dost velká diskuse. Odborná veřejnost se v rámci standardu kvality RAL sjednotila na minimální tloušťce pohledových stěn hlavních profilů 3 mm s tolerancí + – 0,2 mm (a odpovídajících hodnotách pro ostatní stěny profilů). Tím byla zajištěna kvalita a funkčnost konečných výrobků. Podle tohoto standardu se řídí i náš trh, který tradičně využívá materiály a technologie převážně z německy mluvících zemí. Požadavky na vlastnosti a provedení oken jsou tedy velmi podobné.

Evropská norma EN 12608 z roku 2003 zavedla klasifikaci tloušťky stěn hlavních profilů tříd A, B a C, přičemž třída A s tloušťkou stěn pro pohledové plochy > 2,8 mm se prakticky shoduje s německým požadavkem RAL. Třída B pak přísluší hodnotě > 2,5 mm a třída C je bez požadavku, zahrnuje tedy profily s tl. stěn menší než 2,5 mm. Uvedená norma prakticky umožnila používat okenní profily s různou tloušťkou stěn v celé Evropě. Tím se znovu otevřel prostor k úvahám o možných úsporách materiálu a snížení nákladů.

Také firma VEKA provedla kromě ekonomického a marketingového zhodnocení i posouzení technické. S výsledky vás nyní blíže seznámíme. Technici firmy VEKA porovnávali některé – pro kvalitu konečného výrobku – důležité vlastnosti profilů s tloušťkou stěn 2,8 až 3,0 mm (třida A, resp. RAL) a 2,5 mm (třída B) a dospěli k následujícím poznatkům:

Pevnost svařených rohů

Řada měření ukázala v porovnání profily třídy A pokles pevnosti rohů u profilů tř. B o 15 až 25 %. Pevnost rohového spoje u svařených rámů a křídel je jednou z nejdůležitějších vlastností pro stabilitu a životnost plastových oken. Kromě vlastního zmenšení svarových ploch může být u tenkostěnných profilů pevnost a provedení spojů dále negativně ovlivněna možnými deformacemi při upínání ve svařovacích strojích, nevhodnou geometrií svařovacích příložek, atd. Svařování tenkostěnných profilů proto vyžaduje vyšší nároky na technický stav a seřízení strojů.

Okenní profil VEKA Softline 82

Průhyb profilů

V kolmém směru (zatížení větrem) klesá ohybová tuhost profilů tř. B o cca 10 %. Při zatížení ve svislém směru (vlastní hmotnost zasklení) byly naměřeny rozdíly až 25 %. Zatížení zasklením se v zasklívací polodrážce bodově přenáší pomocí podložek. Pokud je v této části profil nedostatečně dimenzován, může v důsledku nadměrných deformací (průhyb, kroucení) docházet k problémům s netěsností nebo s ovládáním oken. Použitím zesílených výztuží profilů je možné částečně eliminovat sníženou tuhost tenkostěnných plastových profilů. To však zpětně omezuje možnosti materiálových úspor.

Pevnost šroubových spojů

U šroubových spojů, ve kterých jsou šrouby upevněny pouze v PVC profilu (díly kování, rámová ložiska), klesá síla pro vytržení spoje u profilů tř. B o cca. 15 až 20 %. Přitom důležitým faktorem bezpečnosti a spolehlivosti oken je právě pevnost šroubových spojů. Riziko stržení šroubů je u tenkostěnných profilů podstatně vyšší, proto je při výrobě nezbytné dokonalé seřizování utahovacích momentů. Toto nebezpečí lze samozřejmě omezit precizní výrobou. Maximum šroubových spojů se provádí přes výztužné profily, což opět zvyšuje nároky na pracnost a přesnost ve výrobě. Nesprávné provedení šroubových spojů může způsobit nežádoucí deformace tvaru nebo povrchu plastových tenkostěnných profilů. Existují i další technická hlediska, že kterých je třeba použití plastových profilů se sníženými tloušťkami stěn pro výrobu oken posuzovat:

Zpracování profilů ve výrobě

Moderní výkonné výrobní linky, které zpracovávají profily v krátkých výrobních časech, vyžadují profily, které budou odolné vůči deformacím. Rychlé a bezpečné upínaní a transport v pilách, nářezových a obráběcích centrech, svařovacích a začišťovacích automatech, nebo kovacích centrech je důležité pro kvalitní provedení všech operací a tím i pro zajištění bezpečné kvality výsledných výrobků.

Na druhé straně zpracování tenkostěnných profilů klade zvýšené nároky na přesnost provedení všech výrobních operací, technický stav a seřízení strojů. Každý nedostatek např. při nářezu profilů, upínání, svařování atd., se na kvalitě výrobku negativně projeví mnohem výrazněji než při zpracování robustnějších profilů třídy A.

Působení teploty

Plastové okno s profilem VEKA

Působením slunečního záření a rozdílných teplot se okenní profil prohřívá do hloubky. Při běžném tepelném zatížení dochází k částečnému zahřátí vnějších stěn. Čím menší je tloušťka stěny, tím vyšší je teplota uvnitř průřezu profilu. Zvětšuje se tak náchylnost profilu ke změně mechanických vlastností, což může vést k deformacím a poruchám funkčnosti okna.

Výše uvedená fakta i praktické zkušenosti ukazují, že je technicky možné vyrábět z profilů třídy B okna s určitým omezením rozměrů a v různém provedení. Použit tenkostěnné profily pro celou škálu rozměrů, provedení a požadavků by však technicky přinášelo příliš velká rizika a problémy. V praxi se pak těžko realizuje taková výroba oken, při které by se paralelně zpracovávaly profily se stejnou konstrukcí a různou tloušťkou stěn – pode velikost, provedení a požadovaných vlastností oken.

Zvážíme-li všechny uvedené poznatky, můžeme závěrem vyslovit jednoznačné stanovisko firmy VEKA:

V historii technického vývoje plastových oken byly rámové profily neustále optimalizovány. Hlavním cílem bylo nejen zlepšit jejich vlastnosti, ale i dosáhnout materiálových úspor. Tento vývoj však nemůže nadále pokračovat. Jsme přesvědčeni, že současné snahy dosáhnout dalších úspor materiálu již nepříznivě ovlivňují kvalitu a vlastnosti profilů, z nichž jsou okna vyráběna.

Při výrobě profilů s menší tloušťkou stěn (tř. B podle EN 12608) se používá až o 10 % méně materiálu. Zátěžové testy poukázaly na to, že chybějící materiál způsobuje významné rozdíly vlastností profilů. V praxi to přináší mnohá rizika: pokud jsou profily zpracovávány bez určité bezpečnostní rezervy, může snadno dojít k tomu, že takto vyrobená okna nesplní dané požadavky. Důsledkem jsou pak reklamace a regresní požadavky. Tak může relativně malá úspora materiálových nákladů přijít velmi draho.