PVC ÉS ACÉL
- a műanyagok fontos tulajdonsága a "kúszás", ami azt jelenti, hogy dinamikus terhelés hatására deformálódnak;
- a „kúszási tulajdonság” szempontjából kritikus minden reteszelési célból nem acélba, hanem PVC-be rögzített vasalatalkatrész – a biztonsági zárfogadók például kizárólag acélba rögzíthetők;
- egy becsukott ablakszárnyra különböző erők hatnak (vízszintes, illetve függőleges irányú szélterhelés, szerkezet önsúlyából származó terhelés, stb.);
- az ablakszárnyra ható erők eloszlanak a záróelemeken, s nem csupán a pántokat terhelik;
- ezek a terhelések hosszú távon – a szorító hatásuk miatt - állandó nyomást gyakorolnak a műanyagra, amely a vasalatrögzítő nútok deformálódásához és ezáltal a záródarabok fellazulásához vezethet, amelyek szélsőséges esetben ki is eshetnek a helyükről;
- egy 90°-ban kinyitott ablakszárny esetében az ollócsapágy csak a vízszintes irányban ható húzóerőket tudja felvenni (FZ-vel jelölve – 1 sz.ábra);
- ez az erőhatás adekvát az alsó sarokcsapágyra ható vízszintes irányú nyomóerővel (FD-vel jelölve – 1 sz.ábra);
- a sarokcsapágyra ható függőleges nyíróerő (FS) a szárny súlyából (G) származó teherrel egyenlő – 1 sz.ábra;
- az ablakokra működtetés közben - beleértve a „helytelen” működtetést is - folyamatosan dinamikus terhelés hat;
- a sarok-és ollócsapágy csavarozási tartományát a profilgyártók – a PVC-be csavarozott vasalatalkatrészek terhelhetősége végett - a tok-és szárnyperem esetében is megvastagított PVC bütykökkel erősítik meg;
- ezek a megerősített PVC felületek gondoskodnak arról, hogy a csavarmenetek – acélerősítések hiányában is - nagyobb tömegbe rögzüljenek;
- attól függően, hogy a sarok-illetve ollócsapágyak PVC-be, vagy merevítővasba kerülnek becsavarozásra, változó mértékű kihúzóerőt igényelnek; ( 1 KN = 1000 N = 100 kg) ;
- az 1.sz.ábra informatív módon mutatja meg a különböző rögzítési módokhoz társuló kihúzóerőt a csak PVC-be, illetve PVC-be és merevítővasba történő csavarozás esetén;
- a kihúzóerő mértékegysége (KN) => 1 KN = 1000 N = 100 kg;
- a RAL-RG 607/3-02 szabvány szerint a vasalatelemek teherbírása szempontjából a szakító terhelés 5-szörösét kell figyelembe venni, amely egyenlő a szárny saját tömegének 5-szörösével;
- a 2.sz.ábra a fent meghatározott 5-szörös kihúzóerő mértékét jeleníti meg az adott szárnyméretekhez tartozó súlyterhelésekhez igazítva;
- a PVC ablakokra ható terhelések ellensúlyozása jelentősen függ az anyag termikus tulajdonságától, illetve az alkalmazott acélerősítések típusától;
- a terhelés hatására minden anyag elhajlik;
- az elhajlás mértéke függ szabad szál (két rögzítési pont közötti távolság) hosszától, illetve az alapanyag (PVC, alu, fa, stb.) hajlítószilárdságától;
- HAJLÍTÓSZILÁRDSÁG = RUGALMASSÁGI MODULUS * TEHETETLENSÉGI NYOMATÉK – 2.sz.ábra;
- a hajlítószilárdság megmutatja, hogy adott mechanikai terhelés hatására (szélterhelés; szélnyomás; saját súlyból származó terhelés, stb.) mekkora lesz az adott anyag által elszenvedett elhajlás;
- minél nagyobb egy anyag hajlítószilárdsága, annál kisebb annak elhajlása ugyanakkora erő hatására;
- a különböző anyagok ( fa, acél, alumínium, PVC) eltérő hajlítószilárdsággal rendelkeznek, ezért ugyanazon „F” erő hatására eltérő az elhajlásuk mértéke (pl.acél 1 mm -- PVC 84 mm) -- 1.sz.ábra;
- az anyagok rugalmassági modulusa (E) segítségével meghatározható az anyag elhajlásának azon mértéke, amely esetében még nem szenved el maradandó alakváltozást;
járatos anyagok jellemző rugalmassági modulusa:
- acél: 210 000 (N/mm2)
- alumínium: 70 000 (N/mm2)
- fa: 10 000 (N/mm2)
- PVC: 2 500 (N/mm2)
- a fenti anyagok esetében egyértelműen látható, hogy a PVC rugalmassági modulusa a legalacsonyabb;
- a fenti anyagok közül ugyanakkora mértékű alakváltozást a legkisebb erő hatására a PVC szenvedi el;
- az alacsony rugalmassági modulus miatt a műanyag ablakprofilokat acélszelvényekkel kell megerősíteni;
- mivel a PVC rugalmassági modulusa rendkívül alacsony, így statikai méretezések esetén csupán az acélszelvények rugalmassági modulusával számolnak, s abból vezetik el az elvárt inerciát;
- az acélszelvényekkel megerősített PVC viszont ideális anyagkombináció a statikával, illetve hő-és hangszigeteléssel szemben támasztott követelmények egyidejű teljesüléséhez;
- alulméretezett merevítőprofilok esetében - jelentős hőmérséklet változás hatására – a PVC profilok el fognak hajolni, ez csupán csak idő kérdése;
- különösen sötét színű profilok esetén nagy a jelentősége a PVC profilok hőelnyelő képességének a szerkezet szilárdsága szempontjából;
- a színes profilok felületén – magas légköri hőmérsékletnél - a nagy meleg hatására könnyen kialakulhat akár 60 °C-ot is meghaladó felületi hőmérséklet, amely az adott napszakban elérheti a reggeli időszakhoz viszonyított akár 30°C-os különbséget is – 1.sz.ábra;
- 30°C-os felületi hőmérsékletkülönbség esetén a PVC profil hosszváltozása akár 1,5 mm is lehet méterenként, amely egy 2 méter magas színes erkélyajtószárny esetében már 3 mm-t tesz ki;
- a szerkezet gyártását és beépítését követően a PVC profilok tartós és jelentős mértékű hőmérsékletváltozásnak vannak kitéve;
- minél nagyobb a PVC profilok felületén kialakuló hőmérsékletek különbsége, annál nagyobb mértékű a PVC profilok hosszváltozása;
- hőmérséklet változásának hatására - a nyílászárókra ható terhelések következtében - az alulméretezett PVC profilok el fognak hajolni;
- az extrém hőfelvétel következtében kialakuló deformációk és nem kívánt jelenségek(kihajlás, feszültség, törés) elkerülése érdekében gondoskodni kell a szükséges inerciával rendelkező acélszelvények alkalmazásáról, illetve a merevítőidomok előírás szerinti rögzítéséről;
- a többkamrás profilrendszerek esetében a főkamra hőmérséklete – az erős felmelegedés következtében – sem emelkedik a szobahőmérséklet fölé, viszont a PVC profilok külső kamráiban túlnyomás alakulhat ki;
- a külső kamrákban megrekedt forró levegő – a kamrák kiszellőztetése nélkül - alakvesztéshez, elhajláshoz, deformációhoz, szélsőséges esetben töréshez vezethet;
- az alulméretezett merevítőprofilok alkalmazása esetén az elvárt terhelésátvitel nem biztosított;
- extrém külső erők (szélnyomás, önsúlyból adódó terhelés) fellépése esetén számolni kell azzal, hogy az alulméretezett PVC profilok el fognak hajolni;
- a nyílászárókra ható erős szélnyomás deformációkhoz és nem kívánt jelenségek (kihajlás, feszültség, törés) kialakulásához vezethet, ha a PVC profilok nem kerülnek megerősítésre a szükséges inerciával rendelkező acélszelvények által;
- a szélterhelésből származó erők hatását – színes szerkezetek esetében – jelentősen növelheti az erős felmelegedésből származó hőmérsékletváltozás, így a megfelelő tehetetlenségi értékkel (inercia) rendelkező acélszelvény használatán túl, elengedhetetlen a színes profilok külső kamráinak kiszellőztetése is a túlnyomás kialakulásának elkerülése érdekében;
