Az anyagok a hőmérsékletváltozás hatására kitágulnak vagy összehúzódnak, azaz a felületük hossza folyamatosan változik. A hőmérséklet emelkedésével az anyag kitágul, a hőmérséklet csökkenés hatására pedig összehúzódik, vagyis ez a folyamat reverzibilis, visszafordítható.
A hőtágulás jelensége – műanyag ablakok
A változó hőmérsékletnek megfelelően folyamatosan változhat a műanyag nyílászárók szélessége és magassága is. Mivel a különböző anyagok eltérő lineáris hőtágulási együtthatóval rendelkeznek, ezért azok eltérő módon befolyásolják az adott anyag hosszának, alakjának változását. A hőtágulás, ha annak kompenzálása a gyártáskor, tervezéskor nem lett megfelelő módon figyelembe véve, gyakran görbülethez, elhajláshoz, szélsőséges esetben saroktöréshez vezethet.
Egy + 25°C hőmérséklet emelkedés hatására egy fehér PVC profil 3 méter hosszúságban közel 4 mm-t tágul, – 25°C hőmérséklet csökkenésére ugyanennyit veszít el a hosszúságából.
Amíg a fehér PVC profilok felületi hőmérséklete a nyári melegben elérheti a 45 ° C-ot, addig a színes profilok felülete könnyen felmelegedhet akár 75 ° C-ra is.
Természetesen, a műanyag nyílászárók acélmerevítéssel történő ellátása, s az acélszelvények előírásszerinti becsavarozása jelentősen csökkenti azok hőmérsékletváltozás hatására kialakuló alakváltozását.
Egy megfelelő erősítéssel ellátott, 1500 mm-es, fehér PVC profil hosszváltozása 35 ° C felületi hőmérséklet változásának hatására 2,2 mm, ugyanezen feltételek esetén az alumínium hosszúsága 1,25 mm-t, az acélé 0,65 mm-t, az üvegé pedig 0,3 mm-t változik.
Hogyan érdemes a műanyag ablakokat és bejárati ajtókat rögzíteni – csavarozás
Gyártói leírástól el lehet térni, de megmutatjuk, hogy milyen lehetőségei vannak egy műanyag szerkezet csavarozásának. A terhelésátadó pontok elhagyása, helytelen alkalmazása, ill. a rögzítési pontok nem megfelelő módon történő elhelyezése a nyílászárók garanciájának elvesztését jelenti. A rögzítő csavarok acélkamrába történő teljes süllyesztése nem javasolt. Nagyobb méretű, nagy önsúlyú szerkezetek (bejárati ajtók, toló szerkezetek, kétszárnyú ablakok, erkélyajtók stb.) rögzítőfüllel történő beépítését, lehetőség szerint kerüljük.
A hőtágulás hatására kialakuló görbületek, elhajlások előfordulásának esetei műanyag ablakoknál
azonos hőmérsékletváltozás különböző anyagok esetében: pl. Alu/PVC nyílászáró kombinációja
eltérő hőmérsékletváltozás egy anyagon belül: hőszigetelt üveg félig történő leárnyékolása (adott üvegfelületen eltérő hőmérsékletek)
eltérő hőmérsékletváltozás eltérő anyagok esetében: külső oldali alupárkány és PVC nyílászáró eltérő beépítési szögéből eredő eltérő mértékű felmelegedés.
Zsugorodás jelensége – műanyag ablakoknál
A hőmérséklet emelkedése a PVC profilok esetében „egy trükkös jelenséget” válthat ki, ez pedig a zsugorodás. Amint az előzményekből ismeretes, minden szilárd anyag, így a PVC is, a hőmérsékletváltozás hatására változtatja hosszúságát, azaz melegre kitágul, hidegre összehúzódik. Ez egy természetes folyamat, amelyet az anyagok hőtágulási együtthatója, a felületi hőmérsékletük nagysága, illetve kiindulási hosszúságuk szorzata határoz meg. A hőtágulásból eredő hosszváltozás egy visszafordítható folyamat, A zsugorodás jelensége viszont – ellentétben a hőtágulással – nem visszafordítható. Dehát, akkor ez mit is jelent valójában?
Mi váltja ki és hogyan hat egy beépített nyílászáróra és annak PVC elemeire? A PVC profilok előállításakor – extrudálást követően – hirtelen visszahűtésre kerülnek. Ekkor a profilokban lévő húzófeszültségek, s a hosszú molekulaláncok „megfagynak”. A PVC profil felületi hőmérsékletének emelkedésével, amikor a PVC hőmérséklete a kritikus szintet eléri (45-50 °C), a molekulák ismét „felolvadnak”, fellazulnak és megpróbálják a régi állapotukat felvenni, elindul egy „emlékező” folyamat. Ennek következtében a profil zsugorodni kezd, rövidebb lesz, s az eredeti hőmérséklet elérését követően sem nyeri vissza már korábbi alakját, vagyis a folyamat irreverzibilis.
Mivel a profilokban lévő PVC tömege nem változik, s a feloldott molekuláknak a korábbi alakjuktól eltérő formában kell „elhelyezkedniük”, a jelenség elkerülhetetlen tekeredéshez, deformációhoz, alakváltozáshoz vezet. A profilok ezt követően is reagálnak a hőmérsékletváltozásra, tehát, a hőre tágulnak, hidegre összehúzódnak, viszont a kiindulási pont ebben az esetben már a „zsugorodott hosszméret” lesz, vagyis a két hatás egymásra épül.
Általánosságban elmondható, hogy hogy minél nagyobb hőmérsékletre melegszik fel egy adott PVC profil, annál nagyobb lesz az elszenvedett zsugorodás mértéke. Az irányelvek általában 100 0C felületi hőmérséklet esetében határozzák meg a zsugorodás elszenvedhető” maximális mértékét, amely a főprofilok esetében (tok, szárny, osztók,stb.) max. 2% , a mellékprofilok esetében ( takarók, üvegezőléc, stb.) max. 3% .
Viszont fontos tudni, hogy már egy kisebb mértékű zsugorodás is vezethet adott esetben deformációhoz, tekeredéshez, szélsőséges esetben saroktöréshez.
A merevítővas- és sarokkötések nélküli mellékprofilok (üvegezőlécek, külső oldali vízvetők, PVC takarók, üvegfelületre ragasztott PVC osztók, stb.) esetében a zsugorodás gyorsan és látványosan jelentkezik. A tartós felmelegedésnek kitett PVC kiegészítők (külső oldalon elhelyezett műanyag vízvetők, ragasztott osztók, takaróelemek, stb.), illetve hirtelen „hősokk” hatást elszenvedett PVC mellékprofilok (napon felejtett, becsomagolt szerkezetek üvegezőlécei) esetében az irreverzibilis zsugorodási folyamat látványosan és gyorsan bekövetkezik.
A sarokhegesztéssel összeerősített, valamint merevítő acélszelvényekkel ellátott főprofilok (pl. szárny) zsugorodás általi deformációja lassabban megy végbe. A többkamrás főprofilok esetében ugyanis az erősebb felmelegedést jobbára csak a külső oldali kamrák szenvedik el. A merevítővassal erősített főkamra hőmérséklete általában megegyezik a PVC profil belső felületének hőmérsékletével, ezért a főprofilok esetében a zsugorodás egyenletlen mértékű – nem minden felületen azonos mértékű és azonos alakváltozásban megnyilvánuló – deformációval jár.
Műanyag ablakok és bejárati ajtók – ékelése
A nyílászárók beépítésekor fontos szempont, hogy az ablakok és az ajtók nem tölthetnek be semmilyen statikai funkciót. A nyílászárók rögzítését mechanikusan kell elvégezni. Habok, ragasztóanyagok vagy hasonlók nem tartoznak a megengedett rögzítőeszközök közé. Rögzítéskor figyelembe kell venni a profilok hőtágulását. A rögzítő csavarokat egyenletesen, a keret irányába nem túlfeszítve húzzuk meg. Az ékek és a rögzítőelemek kombinációjára törekedjünk. Szegek használata speciális kivitelezés esetén sem megengedett.
Az alsó vízszintes keretprofil felcsavarozásakor a csavar tengelyt lehetőleg minél beljebb tegyük. A beépített rögzítőelemek elsősorban a szélnyomást és a használati terhelést terhelik át. PUR-habok, szórható tömítőanyagok, vagy egyéb szigetelő-, ill. tömítőanyagok a technika jelenlegi állása szerint nem rögzítő anyagok. A rögzítőcsavarok az acélkamrába süllyesztése nem megengedett. Rögzítőfüllel történő beépítés esetén a fülek és a falazat között éktámasztás szükséges.
Terhelés átadó pontok alkalmazása
A nyílászárók beépítésekor a beépített kereteket ékekkel ki kell támasztani, úgynevezett terhelés átadó pontokon. Az ékek alkalmas anyagból legyenek, pl.: PVC. Az ékek elhelyezése nem befolyásolhatja negatívan az elem forgatását. Az ékeknek a fugában kell maradni a tartós teherátvitel érdekében. Az olyan elemek esetében, melyek a fal előtt helyezkednek el, megfelelően stabil acélderékszöget, ill. konzolokat kell alkalmazni. Az ékek nem hátráltathatják a soron következő munkálatokat.
