Технічні параметри матеріалів для панелей
Теплопровідність λ, U-значення, температурні межі, УФ та волога, а також як обробляється кожен матеріал — CNC, термоформування, лазер і водяний струмінь.
Довідник з таблицями: λ для XPS, дерева, PVC, HPL, скла та алюмінію, U-значення за EN 14351-1, температурні межі, поведінка при УФ та вологості, а також рідкісна опублікована матриця «матеріал × метод обробки» — CNC, термоформування, лазер, водяний струмінь і загартування.
Ця стаття задумана як довідник. Якщо ви займаєтесь дверима та вікнами, тут ви знайдете таблиці, які можна відкрити перед клієнтом або перед проектувальником, не гортаючи каталоги. Якщо ви кінцевий клієнт, над кожною таблицею є короткий абзац, який перекладає цифри людською мовою — бо «λ 0,033» саме собою нічого не означає, поки не сказано, що це дає вашим дверям у січні.
Усі значення нижче — типові, задекларовані за європейськими стандартами. Там, де джерела розходяться, ми публікуємо діапазон і кажемо про це відкрито — це чесніше, ніж одне впевнене округлене число. Для загального огляду видів панелей почніть з путівника по декоративних панелях, а тут ми розглядаємо лише фізику та обробку.
Як читати ці цифри: λ, R і U
Три величини описують різні речі, тому їх не порівнюють напряму.
- λ (лямбда), Вт/(м·К) — теплопровідність самого матеріалу, незалежно від товщини. Чим менше значення, тим краще ізолює. Це властивість речовини, а не виробу.
- R, м²·К/Вт — термічний опір конкретного шару: товщина, поділена на λ. Тут товщина вже має значення.
- U, Вт/(м²·К) — теплопередача через весь виріб, з усіма шарами, рамами й містками холоду. Чим менше значення, тим краще. Саме це число декларується і закладається в проект.
Практичний висновок: матеріал з чудовим λ може опинитися у дверях із посереднім U, якщо рама, кант або кріплення утворюють тепловий міст. Вірно і навпаки — грамотно спроєктований профіль рятує середню за якістю серцевину. Тому таблиця λ нижче — для вибору матеріалу, а таблиця U — для оцінки готових дверей.
Задекларовані проєктні значення визначаються за EN 12664 — вимірюванням приладом теплового потоку. Тому один і той самий матеріал може публікуватися з дещо різними λ у різних технічних листах: важливо, при якій температурі та вологості проводилося вимірювання.
Таблиця 1: теплопровідність λ за матеріалами
Читайте таблицю так: алюміній проводить тепло приблизно у 5000 разів легше, ніж XPS. Тому алюмінієва панель без ізоляційної серцевини — це, по суті, радіатор, повернутий назовні, а та сама панель з ядром XPS поводиться як частина стіни. Деревина приблизно у чотири рази більш теплопровідна за XPS, але значно краща за скло і взагалі не йде в порівняння з металом.
| Матеріал | λ, Вт/(м·К) | Стандарт / примітка | Що це означає для дверей |
|---|---|---|---|
| XPS (екструдований пінополістирол) | 0,033–0,035 | при 10 °C, EN 13164 | Найкращий ізолятор у списку; типова серцевина панелі |
| Хвойна деревина | ≈0,12–0,13 | виміряно методом HFM | Пристойна ізоляція, але чутлива до вологи |
| uPVC | ≈0,17 | твердий ПВХ-профіль | Матеріал профілю ізолює сам по собі |
| HPL (компакт-ламінат) | 0,3 | EN 12664; вогнестійкий CGF — 0,5 | Облицювання, не ізоляція; працює як лицьова панель, не як ядро |
| Поліамідна вставка PA66 GF | ≈0,30 | термовставка в алюмінієвому профілі | Розриває місток в алюмінії — тому Uf падає з понад 6,0 до менш ніж 2,0 |
| Флоат-скло | ≈0,9–1,0 | одинарне скло, сам матеріал | Склопакет ізолює завдяки газу та покриттю, а не самому склу |
| Алюміній | ≈170–200 | конструкційні сплави | Відмінний провідник — завжди потребує термовставки |
Зверніть увагу на HPL: λ 0,3 звучить скромно порівняно з XPS, але HPL не є ізоляційним матеріалом і обирається не заради цього. Це зносостійка лицьова поверхня товщиною кілька міліметрів — її роль механічна й кліматична, а ізоляцію забезпечує серцевина позаду неї. Детально про матеріал читайте у статті про HPL, а вибір між XPS та дерев'яною серцевиною розглянуто тут.
Таблиця 2: U-значення профілів і що вимагає EN 14351-1
U-значення показує, скільки ватів проходить через квадратний метр при різниці в один градус. Число не має сенсу без контексту, тож ось контекст: алюмінієвий профіль без термовставки — понад 6,0 Вт/(м²·К), а той самий профіль з поліамідною вставкою всередині падає нижче 2,0. Це не маркетингова різниця, а різниця між рамою, на якій взимку стікає конденсат, і рамою, яка залишається сухою.
| Елемент | Типове значення | Коментар |
|---|---|---|
| Uf — алюмінієвий профіль без термомосту | понад 6,0 Вт/(м²·К) | Весь профіль — суцільний тепловий міст |
| Uf — алюміній з розривом термомосту | менш ніж 2,0 Вт/(м²·К) | Поліамідна вставка PA66 GF, λ ≈0,30 |
| Uf — якісні алюмінієві системи | 1,2–1,8 Вт/(м²·К) | Сучасний рівень для якісних вхідних дверей |
| U_D — двері в цілому | обов'язково декларується | EN 14351-1:2006+A2:2016 для зовнішніх дверей |
EN 14351-1 — це гармонізований стандарт для вікон і зовнішніх дверей. Він вимагає, щоб виробник декларував U_D виробу — не профілю, не панелі, а дверей загалом як готового вузла. Тому коли хтось наводить вам лише λ серцевини, це лише половина інформації. Повна інформація — це U_D у декларації робочих характеристик.
Правило для розмови з клієнтом: λ описує матеріал, U описує двері. Якщо продавець змішує ці два поняття, попросіть задеклароване значення U_D — це єдине число, яке можна порівнювати між пропозиціями.
Таблиця 3: температурні межі
Південна орієнтація, темний колір і літнє сонце — поверхня панелі нагрівається значно вище за температуру повітря. Тому температурні межі — це не академічна теорія. Ось що витримує кожен матеріал і коли починаються незворотні зміни.
| Матеріал | Робочий діапазон | Розкладання / критична точка | Примітка |
|---|---|---|---|
| XPS | від −50 до +75 °C | – | Інший виробник декларує до +70 °C; використовуйте нижчу межу при проєктуванні |
| HPL | – | розкладання понад 250 °C; займання ≈400 °C | Не плавиться — термореактивна смола, не термопласт |
| ABS (при термоформуванні) | 150–180 °C процесна | понад 180 °C бутадієнова фаза розкладається | Вузьке вікно — тому формування є контрольованим процесом |
| ПВХ (при термоформуванні) | ≈124–179 °C процесна | при 180 °C ПВХ розкладається | Межа процесу та межа розкладання майже збігаються |
Обидва рядки для ABS та ПВХ — процесні, а не експлуатаційні — вони показують, за якої температури матеріал формується. Це важливо, бо пояснює, чому термоформовані елементи мають обмежену глибину та радіуси: вікно між «достатньо м'яким» і «вже розкладеним» становить близько 30 градусів для ABS і менше градуса запасу для ПВХ, якщо мета — 179 °C.
Для HPL найпрактичніший висновок з таблиці — матеріал не має точки плавлення. При пожежі або при контакті з гарячим предметом поверхня обвуглюється, але не деформується і не капає. Це різниця між термореактивною смолою, затверділою під високим тиском, і звичайним термопластом.
Поведінка при УФ-випромінюванні
Тут є одна цифра, яку кожен монтажник повинен знати напам'ять: XPS необхідно захистити від УФ протягом 60 днів (одне джерело дає до 90 днів). Після цього поверхня плити починає пилитися і втрачати властивості. На практиці це означає, що серцевина з XPS ніколи не залишається відкритою — ні на будівництві, ні в готовій панелі. Вона завжди захована за лицьовою поверхнею з HPL, алюмінієвого композиту, нержавіючої сталі або ламінованого ПВХ.
Зворотний бік тієї ж медалі: лицьова поверхня, що покриває XPS, приймає на себе все УФ-навантаження. Тому при виборі облицювання стабільність кольору важливіша за твердість. HPL для зовнішнього застосування класифікується за EN 438, який має окремі частини саме для плит із зовнішньою експозицією — саме про цей клас варто питати при купівлі панелі, а не про загальний «ламінат».
Поведінка при вологості
Волога визначає, наскільки довго панель залишається рівною. XPS має закриті пори і практично не поглинає воду — тому використовується як серцевина в елементах, що зазнають впливу дощу та конденсату. Дерев'яна серцевина — протилежність: вона реагує на вологість повітря, набухає і всихає, і саме цей рух з часом розкриває шви і призводить до деформації, якщо кантування не герметичне.
HPL завдяки високій щільності та затверділій смолі малочутливий до вологи і чиститься вологим способом без наслідків — тому це популярна лицьова поверхня для дверей, що виходять на вулицю. Скло інертне, але шов навколо нього — ні: силікон та ущільнення — саме те місце, де вода знаходить шлях. Більше про засклені рішення читайте у статті про скло, а практичні поради з догляду зібрані в розділі про догляд.
Таблиця 4: як обробляється кожен матеріал
Цю таблицю рідко публікують, а вона — найкорисніша з усіх. Причина проста: вибір матеріалу визначає, який деталь взагалі можливий. Не можна замовити фрезеровану 3D-касету з нержавіючої сталі або просвердлений отвір у загартованому склі — не тому, що хтось не хоче, а тому, що фізика обробки цього не дозволяє. Ось що робиться з чим.
| Матеріал | Основна обробка | Можливо | Не робиться |
|---|---|---|---|
| Серцевина з XPS | Різання та ЧПУ-фрезерування | Розкрій, гнізда під замки та петлі, канали | Не залишається відкритою — захист від УФ до 60 днів |
| HPL / компакт-ламінат | ЧПУ-фрезерування, циркулярне різання твердосплавним диском | Фрезеровані візерунки, V-фаски, точні вирізи, свердління | Не формується гарячим способом — термореактивний матеріал |
| Оболонка з ABS | Термоформування при 150–180 °C | Об'ємні рельєфи, касети, заокруглені кромки | Понад 180 °C — бутадієнова фаза розкладається |
| ПВХ плівка / лист | Термоформування при ≈124–179 °C | Об'ємні облицювання, ламінування на рельєф | При 180 °C починається розкладання |
| Алюмінієвий композит (бонд) | V-канавка з тильної сторони та згинання | Точні канти, короби, повороти на 90° | Не згинається без фрезерованої канавки — лицьова сторона тріскає |
| Нержавіюча сталь 304 / 316 | Лазерне або гідроабразивне різання | Вирізані візерунки, перфорація, написи | Не термоформується, як пластик |
| Скло | Різання, свердління та шліфування до загартування | Будь-яка геометрія — але лише в сирому склі | Після загартування за EN 12150 — ні різання, ні свердління |
Фрезерування та згинання алюмінієвого композиту
Бонд згинається завдяки тому, що з тильної сторони фрезерується V-подібна канавка, а тонкий залишок зберігається — близько 0,3 мм серцевини за лицьовим листом. Цей залишок — усе, що утримує кромку: достатньо тонкий, щоб дозволити згинання без тріщин на лицьовій стороні, і достатньо товстий, щоб не порватися. Якщо канавка прорізана надто глибоко, кромка рветься; якщо занадто мілко — лицьова сторона зморщується. Тому якість кромок бонду — прямий показник якості фрезерування.
Лазер чи гідроабразив для нержавіючої сталі
Обидва методи дають різну кромку. Лазер ріже теплом і залишає зону термічного впливу — при 10 мм 316L вона становить близько 0,3–1 мм. У цій зоні структура металу змінена нагріванням, що для нержавіючої сталі має значення для корозійної стійкості саме по лінії різу. Гідроабразивне різання — холодне: зони термічного впливу немає взагалі, кромка залишається металом з тими самими властивостями, що й плита.
Практично: для декоративних візерунків у внутрішньому чи захищеному середовищі лазер — швидкий і точний вибір. Для елементів, що зазнають впливу солі, дощу та бруду — узбережжя, жвава вулиця — холодний зріз гідроабразивного різання, або подальша обробка кромки, є розумнішим рішенням. Різниця між 304 та 316 у тому самому контексті розглянута у статті про бонд і нержавіючу сталь.
Чому скло обробляється лише до загартування
Загартування за EN 12150 вводить скло у стан постійної напруги: стиснена поверхня, розтягнуте ядро. Саме це робить скло значно міцнішим і змушує його розколюватися на дрібні, безпечні шматочки. Але та сама напруга означає, що будь-яке подальше різання чи свердління вивільняє енергію, і плита розсипається на місці. Тому вся геометрія — розмір, отвори під ручки, вирізи під петлі, обробка кромки — виконується у сирому склі, і лише потім воно потрапляє в піч. Зміна розміру після загартування не існує як операція; виготовляється нове скло.