Není to tak dávno, kdy byly známy pouze tři druhy materiálů, ze kterých se vyráběly okenní profily - dřevo, plast a hliník. Dnes máme ale čtyři, protože přibyl kompozit (RAU-FIPRO X).
Definice a vlastnosti kompozitních materiálů
Kompozitem je každý materiál, který se skládá z minimálně dvou hlavních komponent s výrazně se lišícími fyzikálními vlastnostmi. PREFA KOMPOZITY, a.s. vyrábí kompozitní prvky z materiálu o složení pojivo / vláknová výztuha. Nejčastěji se jedná o kompozit z organické polymerní pryskyřice a skleněných vláken. Do pryskyřice se při výrobě přidávají i různé přísady na zlepšení materiálových vlastností.
GRP, zkratka pro sklolaminát, je kompozitní materiál složený z plastové matrice a vložených skleněných vláken. Díky této kombinaci má GRP vysokou pevnost a odolnost v kombinaci s nízkou hmotností a velmi dobrou odolností proti korozi. Plast, často polyesterová, epoxidová nebo vinylová pryskyřice, váže skleněná vlákna, která zvyšují mechanickou pevnost. GRP profily jsou komponenty vyrobené z plastu vyztuženého skleněnými vlákny, což je kompozitní materiál známý svou vysokou pevností a nízkou hmotností. Tyto profily se vyrábějí kombinací syntetické pryskyřice a skleněných vláken, což jim dodává vynikající odolnost vůči korozi, povětrnostním vlivům a chemickým látkám. Plastové profily vyztužené skleněnými vlákny (GRP) mají řadu výhod, které je činí obzvláště atraktivními pro různé průmyslové a komerční aplikace.
Materiálovou životnost kompozitů ovlivňuje řada faktorů. Největší nepříznivý vliv na kompozity mají agresivní chemikálie, povětrnostní podmínky (mráz, teplota, vlhko), UV záření, vysoká pracovní teplota. Kompozity se dobře opracovávají. Jejich řezný odpor je podobný jako při zpracování tvrdého dřeva.
Technologie výroby kompozitních profilů
Technologie výroby kompozitu byla známá již dávno v automobilovém či leteckém průmyslu.
Čtěte také: Vlastnosti kompozitní výztuže
Pultruze
Slovo „pultruze“ vzniklo z anglického názvu „pultrusion“ a v této české podobě se již mezi odbornou veřejností zažilo. Pultruze je proces kontinuální výroby vyztužených pryskyřic různých tvarů a délky tažením. Vstupní materiál je směs tekuté pryskyřice a vláknové výztuže. Vyztužující materiál, převážně skelné vlákno, je ve formě rovingu a plošných rohoží. Všechny profily PREFEN kromě plných tyčí mají na povrchu tenkou netkanou povrchovou polyesterovou roušku. Tato rouška obaluje skleněnou výztuž a navíc, nasycena pryskyřicí, tvoří obal, který zvyšuje jednak odolnost proti vniknutí chemikálií, UV záření a vylepšuje i estetický vzhled kompozitu. V dalším zařízení se vlákna, rohože a rouška smáčí ve směsi pryskyřice, plniva, barviva, katalyzátoru, popř. Po výstupu z lázně má polotovar už podobný tvar jako výsledný profil. V předtvarovací formě se vytlačuje přebytečné pojivo, profil se postupně tvaruje a vstupuje do vytvrzovací formy. Používaná technologie pultruze - tažení umožňuje dosažení více než 70% podílu vláken v objemu (u ručního laminování je to kolem 20%, u lisování 40%). Materiál prochází výrobní linkou rychlostí 30 až 150 cm za minutu. Rozměr polotovaru je omezen při určité tloušťce stěny, délka není omezena. Linka je navíc schopna ovíjení. Tvary a rozměry kompozitních profilů vyrobených pultruzní technologií jsou závislé na stroji a jeho příslušenství. Souvisí to s jeho mohutností, tj. velikosti tažné síly a na možnostech jeho ovládání, tj. měnění rychlosti tažení, regulace teploty, atd. Tzv. laboratorní stroje umožní vyrobit profil do šířky asi 300 mm, na standardních strojích se dosáhne šířky od 500 do 1000 mm. Výška profilu bývá obyčejně kolem maximálně 500 mm. Rozhodně to však neznamená, že by maximální průřez výrobku odpovídal těmto rozměrům. Nelze jednoduše vyrobit profil o rozměrech 1000×500 mm.
Lisování a ruční laminování
Technologie lisování: v této technologii jsou používány materiály SMC (z anglického Sheet Moulding Compound), BMC (z anglického Bulk Moulding Compound) a prepregy. Manipulace s tímto materiálem je mnohem snazší a bezpečnější.
SMC (z anglického Sheet Moulding Compound) je kompozitní materiál složený převážně z termosetické pryskyřice (obvykle polyesterové) a sekaných skelných vláken, který je vyráběn ve formě plátů. Z těchto plátů lze vyřezat díly potřebných velikostí, které se na sebe navrství a za tepla a tlaku se v lisu zformují do požadovaného tvaru a vytvrdí. Výroba SMC je kontinuální proces, při kterém se pryskyřice v tenké vrstvě roztírá zařízením označovaným „Doctor box“ na plastovou fólii. Ta prochází pod zařízením sekající skelná vlákna, která jsou rovnoměrně nanášena na vrstvu pryskyřice. Následně je vrstva vláken překryta z horní strany druhou vrstvou pryskyřice, která je také nanesena na plastové fólii. Tento plát pak prochází systémem válců a tlakem dochází ke zhutnění a prosycení vláken. Po zhutnění lze materiál navíjet na cívky nebo skládat do bloku. Technologie SMC dovoluje používat materiály s obsahem vláken od 15% do 65%. Délka vláken je zpravidla 25 nebo 50 mm, ale je možné vyrábět SMC i s tkaninami nebo kontinuálními vlákny.
Kompozitní rošty PREFAGRID se vyrábí litím do forem. Rošty jsou vyztužené pouze vlákny, které se křížovitě protahují stojinami roštu a postupně impregnují příslušnou pryskyřicí. Lité rošty se vyrábí ve velkých deskách, které se pak dělí podle požadavků zákazníka. Desky mají různé maximální rozměry. Největší rozměr je 1220 x 4660 mm.
Kompozitní prvky vyrobené technologií ručního laminování: ruční laminací vyrábíme např. všechny plochy a hrany poklopů, mohou to však být i tvarově složité prvky.
Čtěte také: Kompozitní výztuž do betonu
Kompozitní okenní profily REHAU GENEO a ARTEVO
Firma REHAU využila svých zkušeností právě z automobilového či leteckého průmyslu a začala kompozitní profily vyrábět pod značkou GENEO. Využití unikátních vlastností kompozitního materiálu znamenalo ve výrobě oken revoluci, srovnatelnou s nasazením „turba“ v automobilových motorech.
Kompozitní profily, ze kterých se vyrábí okenní systémy, jsou z pohledu materiálové platformy kombinací tradičního PVC a skelných vláken. Okenní profily vyráběné z kompozitního materiálu RAU-FIPRO X jsou ve srovnání s klasickým plastovým profilem násobně stabilnější a pevnější. Významným benefitem je poloviční tepelná roztažnost, což se projevuje nižšími rozměrovými odchylkami i při extrémních teplotách. Zcela zásadní vlastností kompozitních profilů je jejich tvarová stabilita ve velmi širokém rozsahu tepelného namáhání. To znamená, že jsou stabilní jak při vysokých mrazech, tak v horkých letních dnech. Architekt proto může investorovi navrhnout bílá okna s označením GENEO do výšky 2,8 m a šířky 1,6 m (v případě lepeného skla a plného ocelového armování, tj. až do rohů), respektive do výšky 2,7 m a šířky 1,5 m s barevným profilem.
Dalším důsledkem bylo, že okna z kompozitního materiálu nemusí mít do určitých rozměrů (v závislosti na barevném provedení) v profilu vloženou ocelovou armovací výztuhu, což jednak zlepšuje tepelně-izolační vlastnosti profilu, snižuje se hmotnost okna (snadnější ovládání) a umožní to využít komoru profilu k jiným účelům. Tyto skutečnosti jim otevřely cestu ke konstrukcím velkých rozměrů a subtilnějších profilů bez potřeby armovacích výztuh (to platí pro okna běžných rozměrů). Kompozitní okna jsou proto lehčí a také spolehlivější z pohledu funkčnosti. Hlavním cílem vývoje byly extrémně velké rozměry, které se přiblíží hliníkovým profilům, ale za mnohem přijatelnější cenu. Výrobní a rozměrové možnosti se přiblížily hliníkovým profilům při zachování všech preferencí plastových oken.
Kompozitní okna, stejně jako plastová, se snadno udržují, k čemuž přispívá speciálně upravený povrch profilu technologií HDF s vysokým leskem, který odpuzuje nečistoty. Nesmíme však přitom zapomenout na další atributy, jakými je vysoká bezpečnost proti vloupání (třída až RC3) a design, který lze přizpůsobit individuálním přáním každého investora podle vzorníku barev KALEIDO (více než 400 odstínů a designů včetně moderních antracitových barev a dřevodekorů).
Okenní systémy GENEO
Kompozitní okna GENEO se šesti komorami mají stavební hloubku 86 mm, hlukový útlum Rw = 47 dB, ale co je důležité, že koeficient Uw, jenž charakterizuje tepelně-izolační vlastnosti okna, může dosahovat hodnoty až 0,60 W/m²K. Dodejme, že okenní profily z materiálu RAU-FIPRO X jsou certifikovány institutem pasivních domů v Darmstadtu.
Čtěte také: Použití kompozitních sítí v betonových konstrukcích
Okenní systémy GENEO z materiálu RAU-FIPRO X mají šestikomorové profily a stavební hloubku 86 mm. Jsou schopny utlumit hluk o síle až 47 dB, ale hlavně je charakterizují výborné tepelně-izolační vlastnosti, o čemž přesvědčuje koeficient prostupu tepla celého okna Uw = až 0,6 W/m2K. Proto jsou tato okna na seznamu komponentů doporučovaných pro nízkoenergetické a pasivní domy. Tato okna s vloženými termomoduly do profilu je možné použít u nízkoenergetických a pasivních domů a platí pro ně možnost získat výhodnou dotaci. GENEO okna se stavební hloubkou 86 mm se mohou pochlubit skutečně vzorovými hodnotami Uw až 0,60 W/m²K (platí pro případ trojitého zasklení).
GENEO se staly symbolem pro velkoformátové okenní i dveřní systémy, které moderní architektura vyžaduje, a přitom nejsou tak finančně náročné jako hliníkové systémy. Pro ilustraci - v bílém provedení lze vyrobit okenní prvek velikosti až 2,8 × 1,6 m (v × š). U oken GENEO v bílém provedení může být výška okenního prvku až 2,8 m a šířka 1,6 m (platí v případě lepeného skla a plného ocelového armování). U barevného profilu se tyto maximální hodnoty snižují o necelých 5 %.
Systém ARTEVO
Novodobým bratrem oken GENEO je systém ARTEVO, který byl oproti GENEO zásadním způsobem vylepšen. ARTEVO má novou konstrukci profilu, která přispěla k ještě větší tvarové stabilitě. Projevilo se to na stavební hloubce profilu, která je nyní jen 80 mm. ARTEVO tak působí ještě subtilnějším a elegantnějším dojmem, než předchozí GENEO. Ačkoliv se rozměrové limity u běžných oken a dveří téměř nezměnily, jsou linie ARTEVA geometricky mnohem jednodušší. Novinkou je pak plošně lícující křídlo a hlavně speciální folie Low-E, která nahrazuje dřívější termomoduly. Pokovená fólie z PVC se chová jako zrcadlo a odráží obousměrně teplo, čímž snižuje tepelné vyřazování.
Novodobým představitelem kompozitních profilů je systém ARTEVO®, který má sedmikomorový profil a stavební hloubku 80 mm. Používané sklo má v profilu tloušťku 56 mm. Jeho design i konstrukce byla zásadní způsobem přepracována, což se projevilo zeštíhleným designem na jedné straně, a na straně druhé mnohem jednodušší geometrií. Novinkou je například plošně lícující křídlo, které působí vysoce estetickým dojmem. Technické vlastnosti a rozměrové možnosti se oproti předchůdci (systém GENEO) výrazně nezměnily, přesto dokáží mnohé překvapit. Pro ilustraci: v bílém provedení lze vyrobit okenní prvek velikosti až 2,8 x 1,6 m (v x š). U barevného profilu jsou limity zhruba o 10 % menší. I tak se jedná o hodnoty, které se přibližují konstrukčním možnostem hliníkových profilů, které jsou ovšem výrazně dražší. Pokrok lze spatřovat také ve speciální fólii Low-E, která u profilu ARTEVO® nahrazuje dříve používaný termomodul. Jedná se o pokovenou fólii z PVC, která se chová jako zrcadlo jež odráží obousměrně teplo, čímž snižuje tepelné vyřazování.
Systém SLINOVA X
Zajímavou letošní novinkou je systém SLINOVA X. Jedná se o posuvný extrémně štíhlý systém, který se hodí například jako vstupní dveře do zimní zahrady, nebo jako spojující prvek mezi zimní zahradou a obývacím pokojem apod. Upozorňuje na sebe montážní hloubkou rámu 80-173 mm a křídla 46 až 52 mm! Co je rovněž zajímavé - posuvný systém funguje na obě strany a může mít až šest posuvných prvků na třech kolejnicích. SLINOVA X je vybavena pouze kartáčovým těsněním, takže Uf se rovná 1,6 W/m2K, respektive Uw = 1,4 W/m2K (při použití skla s hodnotou 1,1), ale to pro výše uvedené účely zcela postačuje. Hlukový útlum je až 37 dB, což je rovněž velmi zajímavá hodnota. Středové spojení dvou křídel má pohledovou šířku pouze 32 mm, v případě vícekřídlých prvků až 162 mm. Důležitý je především minimalistický s nejtenčím středovým dílem a prakticky nulový práh (výška pouze 17 mm).
Využití kompozitních profilů v moderní architektuře
Kompozitní okna svými vlastnostmi a konstrukčními možnostmi patří mezi největší favority moderní architektury, a navíc významně přispívají ke snížení energetické náročnosti domu, a současně i pozitivně ovlivňují naše životní prostředí. Nemluvě o komfortu uživatelů.
Okna zásadním způsobem ovlivňují celkový ráz stavby. Návrh oken pro novostavbu či rekonstrukci objektu vyžaduje značnou pozornost, protože okna významným způsobem promlouvají do komfortu bydlení z pohledu množství přirozeného světla, ale také tepelné bilance domu. Do hry se rovněž zapojují rozměrové limity a v neposlední řadě také ekologické hledisko. Při komplexním pohledu na zmíněné požadavky lze říci, že současnost i budoucnost okenních systémů lze spatřovat v kompozitním materiálu, který se již osvědčil například v leteckém průmyslu.
Kompozitní okna prostřednictvím svých unikátních vlastností patří mezi největší favority moderní architektury. Díky svému tvarosloví a designovým možnostem jsou ozdobou každého projektu. Proto se uměly prosadit také při rekonstrukcích historických objektů. Technicky přispívají ke zlepšení tepelné bilance domu a současně pozitivně ovlivňují životní prostředí, neboť jsou plně recyklovatelná a současně obsahují až 60 % recyklátu.
Díky těmto vlastnostem se profily z GRP hojně využívají v různých průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví, automobilový průmysl a elektrotechnika, kde běžné materiály, jako je ocel nebo hliník, nejsou ideální. Okenní systémy GENEO z materiálu RAU-FIPRO X jsou schopny utlumit hluk o síle až 47 dB. Koeficient prostupu tepla celého okna Uw = až 0,6 W/m2K, proto jsou tato okna na seznamu komponentů doporučovaných pro nízkoenergetické a pasivní domy.
Systémy GENEO a ARTEVO mají široké uplatnění jak z pohledu rozměrů, tak i tvarů. Jsou vhodné pro všechny posuvné systémy včetně HS portálů. Hlavní výhodou kompozitních materiálů je variabilita při zachování všech důležitých technických vlastností. Cílem výrobce REHAU bylo a je vždy maximálně využít potenciál, který tento materiál má. Systém ARTEVO® nachází v moderní architektuře široké uplatnění jak z pohledu rozměrů, tak i tvarů. Navíc nabízejí nejširší možné designové alternativy včetně hliníkových nebo dřevěných dekorů. Kompozitní okna ARTEVO® také pozitivně ovlivňují životní prostředí, neboť jsou plně recyklovatelná a současně obsahují až 60 % recyklátu.
Srovnání vlastností kompozitních oken REHAU GENEO a ARTEVO
| Vlastnost | REHAU GENEO | REHAU ARTEVO |
|---|---|---|
| Stavební hloubka | 86 mm | 80 mm |
| Počet komor | Šest komor | Sedm komor |
| Hlukový útlum (Rw) | 47 dB | Až 47 dB |
| Koeficient prostupu tepla (Uw) | Až 0,60 W/m²K | Až 0,60 W/m²K |
| Max. rozměr (bílé provedení) | 2,8 m (výška) × 1,6 m (šířka) | 2,8 m (výška) × 1,6 m (šířka) |
| Max. rozměr (barevný profil) | O necelých 5 % méně než bílé | O 10 % méně než bílé |
| Speciální technologie | Termomoduly | Fólie Low-E (nahrazuje termomoduly) |
| Design | Snadná údržba (HDF povrch) | Zeštíhlený, elegantnější dojem, plošně lícující křídlo |
| Recyklovatelnost | Ano (obsahuje až 60 % recyklátu) | Ano (obsahuje až 60 % recyklátu) |
tags: #co #jsou #kompozitni #izolacni #profily