Fibrex i Fiberglass - kompozytowa przyszłość drzwi i okien?

Fibrex w stolarce budowlanej - kompozyt przyszłości
Fibrex jest opatentowanym, tworzywem drewnopochodnym o nowatorskich rozwiązaniach konstrukcyjnych, amerykańskiego producenta okien i drzwi - firmy Andersen. Jest kompozytem, który powstaje z połączenia, naturalnego włókna drzewnego (40%) i termoplastycznego polimeru Perma-Sheld (60%). Włókna drzewne do produkcji tego tworzywa, pochodzą z rozdrobnionego drewna odpadowego lub zdrowego, pochodzącego ze stolarki otworowej, przeznaczonej do likwidacji.

Poszczególne elementy konstrukcyjne okna czy drzwi są wykonane z profili (fot. 2 i 3), wytłaczanych z tego tworzywa. Profile wielokomorowe na ramiaki, mogą posiadać różne kształty i wystarczy, że zostaną odpowiednio przycięte i połączone w podzespoły konstrukcyjne, by stanowić ramę ościeżnicy czy skrzydła okna.

Z danych dotyczących własności technicznych tego tworzywa, wynika, że profile z Fibreksu są stabilne i dostatecznie sztywne, ponieważ ich moduły sprężystości podłużnej są tylko nieco niższe od modułu drewna litego sosny czy świerka (120000 kG/m2), gatunków powszechnie stosowanych w produkcji stolarki otworowej. Profile te nie wymagają wzmocnień usztywniających, jak np. elementy z PVC, które posiada moduł sprężystości dwa razy mniejszy i dlatego jego profile muszą być wzmacniane kształtownikami stalowymi.

Tworzywo Fibrex jest również odporne na odkształcenia termiczne. Własność ta na ogół decyduje o wielkości odkształceń, jakie powstają w elementach konstrukcyjnych, na skutek ich nagrzania się pod wpływem ciepła słonecznego. Badania techniczne wykazują, że letnią porą elementy zewnętrzne okien czy drzwi zewnętrznych, wykonanych z PVC mogą nagrzewać się nawet do temperatury 80 st.C. Z odpornością termiczną wiąże się również zagadnienie rozszerzalności termicznej. Współczynnik rozszerzalności Fibrexu wynosi "2" i jest wprawdzie nieco wyższy od drewna-sosny (0,6), ale jest to podyktowane tym, że w jego strukturze znajdują się polimery winylowe, których współczynnik jest o wiele wyższy i wynosi "3,42". Poza tym Fibrex posiada również niski współczynnik przewodnictwa cieplnego. Jego wartość podobna jest do drewna sosnowego o wilgotności powietrzno-suchej, (wzdłuż włókien) i wynosi "0,16". Dlatego też ramy okienne z niego wykonane, posiadają doskonałe własności izolacyjne.

Profile z Fibrexu nie wymagają szlifowania, barwienia i malowania. Dodatkowo mogą być powlekane poliwinylem, o dowolnych kolorach i naturalnym fornirem, dowolnego gatunku drewna. Taka kompozycja wykończenia okna czy drzwi zewnętrznych, ma poważne zalety, ponieważ daje duże możliwości dowolnego komponowania koloru okien z wystrojem wnętrz mieszkania, np. boazerią, meblami czy podłogą. Na bazie profili wykonanych z Fibrexu można również formować okna (fot. 4) czy drzwi o różnej wielkości, a nawet wykonywać parapety wewnętrzne.

Okna z Fibrexu nie wymagają konserwacji oraz okresowych renowacji. Spowodowane jest, to tym, że każde włókno drzewne tego tworzywa jest pokryte polimerem winylu. Poza tym ramy tych okien nie pękają i nie zmieniają zabarwienia. Stąd zapewniają w eksploatacji wysoką odporność na zniszczenia mechaniczne i wszelkiego rodzaju odkształcenia.

Fiberglass - tworzywo z charakterem

Fiberglass jako tworzywo składające się z włókien szklanych i żywicy poliestrowej jest kompozytem wyjątkowo wytrzymałym na warunki atmosferyczne. Nie paczy się i nie odkształca, nie reaguje na promienie UV. W niskich temperaturach (do -40 st.C) nie sztywnieje, nie kurczy się i nie pęka. A w wysokich temperaturach plusowych (nawet powyżej 100 st.C) zachowuje całkowitą stabilność kształtów i nie ulega uplastycznieniu. Posiada także wysokie parametry techniczne, na zginanie ( 0x wyższe niż PCW), na uderzenia (3x wyższe), natomiast na rozciąganie aż 25x wyższe od PCW. Ramiaki wykonane z tego kompozytu nie wymagają dodatkowego usztywnienia i wzmocnienia, w postaci kształtowników stalowych. Pozytywne zalety tego kompozytu powodują, że profile ramiaków okien mogą być węższe o 3 cm, od ramiaków z PCW, co umożliwia zwiększenie powierzchni oszklenia okien i ich większe doświetlenie - tak ważne, szczególnie w oknach domów pasywnych.

Fiberglass posiada niską rozszerzalność termiczną, zbliżoną do rozszerzalności szkła, co stwarza możliwości poprawy szczelności okna. W oknie o konstrukcji szkieletowej, wykonanej z tego kompozytu, prawie nie występują naprężenia. Profile wykonane z tego kompozytu posiadają współczynniki przenikania ciepła mniejsze niż 1.7 W/(m,2K), co świadczy o dobrych ich własnościach termicznych. Poza tym okna i drzwi wykonane z Fiberglassu nie wymagają malowania i okresowych konserwacji. Są odporne na korozję, sole, zasady i kwasy (tzw. kwaśne deszcze).

Stolarka otworowa wykonana z tego tworzywa jest bezpieczna dla zdrowia, życia ludzi i zwierząt, nie wydzielają się żadne substancje toksyczne. Posiada wysoką odporność na wysokie temperatury. A podczas spalania wydzielają się tylko: dwutlenek węgla, para wodna i niewielkie ilości sadzy.

Okna, drzwi zewnętrzne, a ich kształty i kolory
Jak dotychczas, z Fiberglassu, wykonuje się okna jednoramowe (fot. 5). Poszczególne ramiaki ram okiennych czy drzwiowych w narożnikach, spajane są przy pomocy łączników poliamidowych tj. z bardzo twardego tworzywa polimerowego, sprawiającego, że wszystkie połączenia narożnikowe są bardzo stabilne. Sztywność takich ram jest bardzo wysoka, co daje pozytywne efekty w utrzymywaniu dobrej szczelności okna, nie tylko na połączeniach szyb zespolonych, ale również na przylgach jego ościeżnicy. Poza tym, ta wysoka ich sztywność, umożliwia projektowanie okien o dużych połaciach (fot. 6).

W oknach tych stosowane są również powszechnie znane okucia obwiedniowe. Co do funkcji, to produkowane z Fibreglassu okna mogą być stałe, rozwierane, uchylne, uchylno-rozwierne i rozsuwane. Szczególnie okna rozsuwane są powszechnie stosowane na zachodzie, ponieważ nie zajmują przestrzeni wewnętrznej przy ich otwarciu. Dotyczy to szczególnie okien i drzwi balkonowych, które pozwalają na swobodniejszą aranżację wnętrz pokoju, salonu mieszkania.

Okna z Fiberglassu mogą być wykonywane w dowolnych kolorach, np. pastelowych., jednak nie o intensywnym wybarwieniu. Mogą być wykonywane również w takiej wersji dwukolorowej, kiedy kolory na zewnątrz i wewnątrz okna są inne. Jest to bardzo ważna zaleta, ponieważ daje duże możliwości kształtowania kolorystyki elewacji domu oraz parapetów okiennych wewnętrznych i wnętrza mieszkania.

Z dotychczasowych doświadczeń, zdobytych w zakresie wykonywania okien i drzwi z kompozytów, szczególnie przez producentów zagranicznych, wynika, że jak na razie, nie udało się wyprodukować okien z łukami:, np. odcinkowymi, kołowymi, koszowymi czy gotyckimi. Należy jednak przypuszczać, że to tylko kwestia czasu, ponieważ prace badawcze w tym zakresie są prowadzone.
 
Uwzględniając przedstawione zalety kompozytów Fibrex i Fiberglass, w wykonawstwie okien i drzwi, można śmiało powiedzieć, że wszystko przemawia za tym, iż są to tworzywa, które  w produkcji stolarki otworowej, stają się atrakcyjne i konkurencyjne. Najważniejsze, że okna, np. z Fibrexu w mniejszym stopniu, ale z Fiberglassu całkowicie nie ulegają wpływom warunków pogodowych, są odporne na jego zmienne warunki klimatyczne, nie zmieniają swoich wymiarów i  kształtów, są stabilne i trwałe w użytkowaniu. Spełniają również wysokie wymagania w zakresie kolorystyki i estetyki wykonania.