Способы монтажа современных оконных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Современные оконные системы из ПВХ, дерева и алюминия

1.1 Окна с переплетами из поливинилхлорида

1.2 Окна с переплетами из алюминия

1.3 Окна с переплетами из стеклопластика

1.4 Окна с переплетами из дерева

2. Проектирование современных оконных систем

2.1 Технология установки и закрепления оконных блоков

2.2 Правила закрепления оконных блоков в стенах

2.3 Принципы устройства монтажных швов

2.4 Установка оконных блоков в стенах. Разработка узлов примыкания

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Проблемы, связанные с разработкой, проектированием и монтажом современных светопрозрачных конструкций в настоящее время являются одними из наиболее актуальных для российских специалистов, занятых в области строительства. За последнее время претерпело существенные изменения даже такое, казалось бы хорошо освоенное в России направление, как производство деревянных окон. Появились ранее не знакомые нам многофункциональные системы алюминиевых профилей с термоизолирующей вставкой, а также сложные конструкции структурного фасадного остекления.

Поставим перед собой цель: изучить способы монтажа современных оконных систем



1. Современные оконные системы из ПВХ, дерева и алюминия

Светопрозрачные ограждающие конструкции предназначены для обеспечения необходимой естественной освещенности помещений и возможности визуального контакта с окружающей средой. К основным светопрозрачным ограждающим конструкциям гражданских зданий относятся:

1. Современные оконные системы из ПВХ, дерева и алюминия

· окна и остекленные двери (входные и балконные),

· витражи и витрины,остекленные стены фасадов,

· элементы остекления крыш (фонари и наклонные остекленные поверхности), ограждения зимних садов, торговых павильонов и др.

Стандартная конструкция оконного блока включает стационарную контурную обвязку - коробку, подвижно закрепленные на ней элементы - переплеты , а также элементы остекления, обычно в виде стеклопакета, и фурнитуру. В зависимости от площади проема и действующей ветровой нагрузки, в конструкцию коробки для обеспечения жесткости вводят промежуточные вертикальные элементы - импосты и горизонтальные - поперечины.Дополнительно в оконном блоке могут быть установлены устройства для вентиляции и различные защитные экраны.

В качестве материала для изготовления оконных профилей в традиционных окнах, применявшихся в России до настоящего времени, использовалось дерево, в современных системах - поливинилхлорид (ПВХ), дерево, алюминий, стеклопластики, а также комбинированные системы - алюминий в сочетании с деревом и ПВХ в сочетании с алюминием. Геометрия и характеристики сечений могут изменяться в зависимости от производителей в отдельных деталях, однако при этом у всех фирм сохраняется единый общий принцип построения как отдельных профилей, так и системы в целом.



1.1 Окна с переплетами из поливинилхлорида

По своему химическому составу ПВХ относится к группе термопластов, для которых характерно быстрое снижение механических свойств при повышении температуры, обусловленное линейным строением молекул полимера и их малой связью друг с другом, снижающейся при нагревании. Такое строение обуславливает сильную зависимость свойств ПВХ от температуры.

При использовании ПВХ в интервале температур от +40°С до +60°С, действующие на него силовые нагрузки должны быть снижены. При температуре выше +60°С нагруженный ПВХ может находиться лишь очень небольшое время. Точка размягчения находится вблизи температуры +80°С.

ПВХ-профили получают методом экструзии -непрерывного выдавливания размягченного материала через отверстие определенного сечения, определяемого типом фильеры (детали машины для формования химических волокон в виде колпачка или пластины) при температуре 80-120°С. При этом для получения требуемых свойств профилей - светостойкости, устойчивости к атмосферным воздействиям, цветового оттенка, качества поверхности, свариваемости и т.п., в ПВХ добавляют стабилизаторы, модификаторы, пигменты и вспомогательные добавки.

По своей конструкции все ПВХ-системы, независимо от производителя, образованы тонкостенными полыми профилями, имеющими несколько камер, заполненных воздухом. В зависимости от предъявляемых требований, могут использоваться одно-, двух-, трех- и четырехкамерные профили. При этом, с увеличением числа камер растет значение термического сопротивления профиля. Толщина стенок профиля, в зависимости от расположения, составляет 1.5-3 мм.

Оконная система образуется основными и дополнительными профилями. Основные профили формируют базу всей системы. К основным относят профили коробок, створок, импостов и поперечин, а также специальные профили для распашных безимпостных окон (в некоторых источниках - профили с нащельной манжетой (штульпом) или упорной планкой - так называемые штульповые профили). Все производители выпускают по нескольку наименований основных профилей. При этом в зависимости от архитектурной композиции и расчетных нагрузок, основные профили устанавливаются в окне в различных комбинациях.

Наиболее распространенные в настоящее время профили имеют три камеры (рис. 1) - основную камеру (поз.1), дренажную камеру (поз.2) и камеру для крепления фурнитуры (поз.З). При этом трехкамерный профиль применяется далеко не всегда. Все крупные производители предлагают вариации профилей, различающиеся по количеству камер (см. рис. 1.), что дает возможность проектировщику более гибко адаптироваться к конкретным решаемым задачам. Так, например, в профиль может быть добавлена дополнительная камера для повышения его термического сопротивления (рис. 1. б), или же, наоборот, одна из камер может быть ликвидирована в пользу более мощного армирования (рис. 1. в) для восприятия повышенных статических нагрузок.



Рис. 1.1. Конструкция оконных профилей из ПВХ.

Комбинация коробки и створки: а) трехкамерные коробка и створка ;б) четырехкамерные коробка и створка; в) трехкамерная коробка и двухкамерная створка; г) комбинация коробки и створки со средним уплотнением; д) одноплоскостная комбинация коробки и створки. I - профиль коробки (рама), II - профиль створки (створка), III - штапик, 1 - основная камера, 2 - дренажная камера, 3 - камера для крепления фурнитуры, 4 - дополнительная камера для увеличения термического сопротивления, 5 - армирование, 6 - паз для крепления фурнитуры, 7 - пазы для крепления дополнительных профилей, 8 - паз для крепления штапика, 9-наклонный фальц для отвода воды, 10-водоотвод, 11 - уплотнения, 12 - подкладка под стеклопакет.

1.2 Окна с переплетами из алюминия

По сравнению с окнами из ПВХ, системы алюминиевых профилей имеют гораздо меньше композиционных возможностей, значительно уступают ПВХ по теплотехническим характеристикам, однако при этом обладают несравненно большими прочностными качествами и долговечностью.

Алюминиевые окна имеют значительную долговечность, устойчивы к коррозии и деформациям, обладают самой высокой из всех оконных систем ремонтопригодностью.

Системы алюминиевых оконных профилей образуются тонкостенными профилями, геометрия которых определяется функциональным назначением системы и ее архитектурными возможностями. Практически все производители выпускают алюминиевые профили, которые по своему функциональному назначению могут быть разбиты на две основные группы:

· системы оконных и дверных профилей;

· фасадные (витражные) системы.

Способность алюминия воспринимать значительные нагрузки по сравнению с другими оконными материалами, предопределяет витражные системы как основное направление его использования, поэтому у каждого производителя профиля имеется несколько разновидностей фасадных систем и достаточно ограниченная номенклатура профилей для окон.

1.3 Окна с переплетами из стеклопластика

Полиэфирные стеклопластики - термореактивные материалы на основе полиэфирных смол, получаемые путем пропитки стеклянного волокна или стеклоткани термореактивными полимерами с последующим отверждением.

Стеклопластиковый профиль получают методом пултрузии - протягивания через нагретую фильеру стекловолоконного материала, пропитанного термореактивной смолой. На выходе из фильеры получается готовое изделие - оконный профиль.

Стеклопластик выдерживает воздействие температур от -70°С до +170°С и, в отличие от ПВХ, имеет коэффициент линейного расширения, близкий по значению к коэффициенту линейного расширения стекла. Долговечность профилей из стеклопластика оценивается приблизительно в 25 лет. На протяжении этого времени профили не изменяют свой цвет, не ржавеют, не гниют, не становятся хрупкими. Высокие прочностные свойства не требуют применения в профилях дополнительного армирования, а низкий коэффициент теплопроводности делает их очень привлекательными в теплотехническом отношении.

1.4 Окна с переплетами из дерева

Древесина является натуральным природным материалом, позволяющим получить уютные интерьеры и микроклимат в сочетании сбольшим разнообразием форм и оттенков, а для производства окон является материалом традиционным и наиболее отработанным.

К деревянным окнам меньше, чем ко всем перечисленным выше, применимо понятие оконной системы, поскольку в этом случае жесткая номенклатура профилей, из которых впоследствии собираются оконные блоки, отсутствует. Деревянные профили достаточно редко применяются в витражных конструкциях.

Вместе с тем, современные деревянные окна имеют ряд принципиальных отличий от традиционных российских окон, применявшихся в массовом строительстве до начала экономических реформ. От своих предшественников современные деревянные окна отличаются прежде всего высоким качеством изделий из древесины за счет специальной ее обработки, которая значительно снижает деформации конструкции при изменении температурно-влажностного режима воздуха в течение годового цикла, а также развитой системой уплотнений, отвода атмосферной влаги и современной фурнитурой.

Для производства окон используется древесина как лиственных, так и хвойных пород. Из хвойных наиболее широко применяются сосна, ель, лиственница, пихта и кедр, из лиственных - дуб и экзотические породы красной древесины - махагони и меранти. Каждая порода дерева характеризуется своими специфическими свойствами, поэтому применение древесины разных пород в одном оконном блоке не допускается.

Следует отметить, что чисто деревянные окна реже применяются на современном российском рынке по сравнению с так называемыми «евроокнами» - деревянными окнами с одинарным переплетом, толщиной 65-70 мм и разнообразными металлическими отливами из алюминия. Конструкция «евроокна» показана на рис. 2.

Рис. 2. Элементы деревянного «евроокна»: 1 - коробка, 2 - створка, 3 - штапик, 4 -уплотнитель



2. Проектирование современных оконных систем

При проектировании систем остекления следует принципиально выделять два направления - застекление типовых или нестандартных оконных проемов в стенах, где остекление выполняет чисто ограждающую функцию, и установка сложных фасадных систем и зимних садов, где оконные профили, кроме того, являются элементом самонесущих и несущих конструкций.

Технический проект, разрабатываемый на стадии подготовки производства оконного блока или набора модулей фасадной системы, включает в себя несколько этапов.

1 этап -- подготовительный. Цель -- постановка задачи проектировщику.

обследование технического состояния строительного объекта и проведение комплекса замеров;

определение архитектурно-композиционных задач;

определение требований к микроклимату помещений (требования строительной физики - теплотехника, акустика, светотехника и инсоляция);

определение требований к режиму вентилирования помещений (количество открывающихся окон, тип открывания, дополнительные вентиляционные приспособления и т.п.);

определение группы статических и динамических нагрузок, действующих на проектируемые светопрозрачные ограждения (ветровая нагрузка, динамические нагрузки на офисные перегородки);

определение группы специальных требований (дополнительная солнцезащита, защита от взлома, повышенная ударопрочность и т.п.).

2 этап -- подготовка производства. Выбор конструктивных элементов остекления в соответствии с поставленной задачей - профильной системы, стеклопакета, фурнитуры, дополнительных приспособлений (жалюзи, системы вентиляции и т.п.)

3 этап - монтаж:

разработка монтажных узлов примыкания оконных блоков и фасадных систем к непрозрачным участкам наружных стен с учетом возможных температурных деформаций и формируемых температурных полей;

проработка нестандартных узлов и деталей, не предусмотренных применяемой оконной системой, а также, при необходимости, других сопутствующих общестроительных решений;

разработка технологического проекта производства работ.

Основной целью разрабатываемого технического проекта является привязка оконной системы к конкретным климатическим условиям с учетом специфики существующих ограждающих конструкций и архитектурных традиций. оконный поливинилхлорид монтажный стена

Поскольку на сегодняшний день оконные системы из ПВХ являются наиболее развитыми и технологичными, вместе с тем оставаясь малознакомыми для российских проектировщиков, в дальнейшем изложении будем ориентироваться преимущественно на них, предполагая что, опираясь на эту информацию, проектировщик сможет легко работать и с менее сложными и многоообразными системами тонкостенных профилей - алюминиевых и стеклопластиковых, а также разрабатывать сечения деревянных и комбинированных окон.

Проектная документация, передаваемая для производства и установки окон, изготавливаемых серийно или по индивидуальному заказу, включает в себя:

общий архитектурно-конструктивный чертеж оконного блока с указанием размеров створок и их членения, типа открывания, ширины и типа профилей коробки и створки и т.п.;

набор характерных сечений окна с подробной проработкой комбинаций основных и дополнительных профилей (разработкой сечений профилей для деревянных окон), а также узлов примыкания к наружным стенам с учетом специфики конкретно применяемой системы;

сечения и спецификация применяемых стеклопакетов с указанием типа стекол, толщин распорных рамок, типа применяемых мастик и технологии их нанесения, теплотехнических, светотехнических и звукоизоляционных характеристик;

описание применяемой системы фурнитуры с указанием воспринимаемых ею нагрузок и комплектации с учетом специальных требований;

2.1 Технология установки и закрепления оконных блоков

При установке оконных блоков в стенах гражданских зданий должны быть соблюдены следующие основные требования:

1. Обеспечение надежного закрепления оконного блока в стене. При этом необходимо учесть его возможные температурные деформации.

2. Обеспечение необходимого температурно-влажностного режима в месте примыкания оконной коробки (рамы) к стене. При этом оконный блок должен быть установлен таким образом, чтобы избежать промерзания оконных откосов и непосредственно профиля рамы, ведущего к выпадению на них конденсата в расчетный зимний период.

3. Монтажные швы, образуемые по всему периметру примыкания оконной коробки к стене, должны быть:

плотными и герметичными;

иметь низкую теплопроводность и высокую долговечность;

воспринимать температурные растяжения-сжатия оконного блока, не теряя своей герметичности;

обладать достаточной устойчивостью к воздействию парообразной и капиллярной влаги.



2.2 Правила закрепления оконных блоков в стенах

Наибольшую сложность при решении вопроса о закреплении оконного блока представляют окна из ПВХ. Высокий коэффициент температурного расширения ПВХ в сочетании с малой общей жесткостью рамы за счет отсутствия соединения внутренних армирующих элементов обуславливают необходимость более продуманного их крепления по сравнению с окнами других систем.

Для монтажа окон используют специальные монтажные пластины или дюбели (рис. 3).

Через крепежные элементы ветровая нагрузка, воспринимаемая окном, передается на непрозрачные участки наружных стен. При этом выбор типа крепления определяется конструкцией примыкающего участка стены.

Исходя из закономерностей формирования температурных полей, установка окна должна производиться в теплой зоне наружного ограждения, для того, чтобы избежать промерзания оконных откосов. В зависимости от расположения утеплителя в стене или от принятого способа дополнительного утепления откоса, оконная коробка может непосредственно примыкать как к твердому материалу -кирпичу, бетону и т.п., так и к легкому пористому утеплителю.

Как дюбель, так и монтажная пластина обеспечивают возможность свободной подвижки оконного блока при его нагревании-охлаждении, вызванном изменением температур наружного воздуха. При нагревании оконного блока и, соответственно, увеличении его размеров в большую сторону монтажная пластина (поз. 4 рис. 3) изгибается, а закрепленные в стене анкеры (поз.5 рис. 3) работают на выдергивание.

Дюбель (поз. 3 рис. 3) работает на выдергивание при охлаждении окна, сопровождающемся уменьшением его размеров. При этом обеспечивается возможность свободной подвижки оконного блока при его температурном расширении вдоль собственной оси дюбеля.

Следует отметить, что при установке дюбелей в нижнюю горизонтальную часть окна возникает вероятность попадания дождевой воды в стену (через неплотности в наружном контуре уплотнения и сквозные отверстия, просверленные в коробке, под дюбель). Поэтому в нижней части окно необходимо закреплять только с помощью анкеров (рис. 5).

Более мощные, по сравнению с монтажными пластинами, дюбели хорошо работают на изгиб, и, соответственно, лучше воспринимают ветровую нагрузку. Однако, при таком способе крепления окно может примыкать только к твердому материалу. Учитывая, что утеплитель в конструкции стены расположен, как правило, ближе к наружной поверхности, окно, закрепляемое при помощи дюбелей, неизбежно должно быть смещено вглубь в сторону помещения, что приводит к дополнительному затенению свето-проема.

Окна из ПВХ имеют большое количество требуемых точек крепления, в которых устанавливаются крепежные элементы. На рис. 4 приведена схема крепления, принятая большинством фирм-производителей профилей с шагом закрепления, равным 700 мм.

Рис. 5. Нижний узел примыкания окна из ПВХ к наружной стене:

1 - алюминиевый отлив, 2 - герметизирующая лента для наружной гидроизоляции, 3 -крепление шурупами, 4 - дополнительный держатель при ширине отлива > 150 мм, 5 - предварительно сжатая уплотнительная лента (ПСУ Л), б - монтажная пена, 7 - монтажная пластина, 8 - анкеры

2.3 Принципы устройства монтажных швов

В месте примыкания окна к непрозрачным участкам наружных стен по всему периметру образуютсямонтажные швы, подвергающиеся в процессе эксплуатации силовым нагрузкам и разнообразным воздействиям внутренней и наружной сред (рис. 6)

Монтажные швы воспринимают усилия растяжения-сжатия, возникающие при температурном расширении-сжатии рамы. На них воздействуют атмосферная влага, ветер, солнечная радиация, а также перепады температур внутреннего и наружного воздуха. Через монтажные швы осуществляется диффузия парообразной влаги изнутри помещения наружу. Кроме того, через неплотности в местах примыкания оконных блоков к стенам в помещение может проникать уличный шум.

В соответствии с характером воспринимаемых воздействий, может быть определен комплекс требований к монтажным швам, сформулированный в виде следующих основных положений.

Монтажный шов в месте примыкания оконной коробки к стене должен:

* обеспечивать свободное температурное расширение оконного блока при повышении температуры наружного воздуха;

* быть плотным, герметичным, воздухонепроницаемым;

* обладать устойчивостью к воздействию атмосферной влаги;

* обладать необходимыми теплозащитными качествами (термическим сопротивлением), достаточными для того, чтобы исключить локальное промерзание ограждающей конструкции по монтажному шву;

* обладать достаточной долговечностью и сохранять стабильность своих свойств на протяжении всего расчетного периода эксплуатации окна;

* иметь хорошую сопротивляемость к воздействию водяного пара, идущего в холодный период изнутри помещения наружу.

При этом очевидно, что даже при очень хорошо продуманном уплотнении, за счет существенной разницы парциальных давлений водяного пара, содержащегося во внутреннем и наружном воздухе, некоторая доля парообразной влаги все равно будет проникать в толщу шва.

По мере приближения к наружной поверхности, разница давлений между влагой, находящейся в шве и наружном воздухе, будет постепенно выравниваться. Если наружный контур шва сделать таким же плотным, как и внутренний, влага будет постепенно накапливаться в шве, что приведет к потере его теплозащитных качеств. Поэтому при устройстве монтажных швов всегда необходимо соблюдать принцип "изнутри плотнее, чем снаружи".

Очевидно, что сложные условия работы монтажного шва не позволяют удовлетворить весь набор предъявляемых к нему требований при использовании какого-либо одного уплотнительного материала. Поэтому для обеспечения надежного уплотнения в месте примыкания окна к стене необходимо применятькомплекс материалов, в совокупности образующих определенную систему.

Шов должен включать в себя:

1. Низкотеплопроводный податливый материал с низким модулем упругости, легко сжимаемый и возвращающийся в прежнее положение с малыми остаточными деформациями. Уплотнительные шнуры и специальные ленты (так называемые предварительно сжатые уплотнительные ленты - ПСУЛ), выполненные из материала с такими характеристиками и прокладываемые между стеной и окном, не препятствуют свободному температурному расширению оконного блока при нагревании, а при охлаждении принимают исходную форму, сохраняя таким образом теплозащитные свойства шва. В качестве примера материалов такого рода можно назвать уплотнительные ленты немецких фирм "Wurth", "Illbruck", герметик «Вилатерм» на основе вспененного полиэтилена АО «Стройдеталь» и др. Уплотнительные ленты и шнуры выпускаются различной толщины, что позволяет применять их в различных монтажных ситуациях.

2. Утеплитель, заполняющий пустоты, не попадающие в зону воздействия температурных напряжений растяжения-сжатия. Наиболее применяемым подобным утеплителем в настоящее время является саморасширяющийся полиуретановый герметик типа "Makroflex" (производитель - фирма UREPOL OY - Финляндия).

Уплотнительный влагонепроницаемый материал, защищающий шов от воздействия водяного пара, идущего из помещения, и от попадания атмосферной влаги. В качестве такого материала, как правило, применяются резиноподобные силиконовые герметики или специальные уплотнительные ленты.

2.4 Установка оконных блоков в стенах. Разработка узлов примыкания

На рис. 7 - 9 показаны вертикальные и горизонтальные сечения оконных блоков, установленных в стенах различной конструкции. При этом принцип установки окна в "теплой зоне" стены соблюдается для всех окон, независимо от типа применяемого профиля. Исключение составляет алюминиевое окно, показанное на рис.10, по архитектурным соображениям смонтированное в навесном варианте для создания единой плоскости фасада. В этом случае роль "холодного" откоса выполняют навесные крепежные профили, а возможность выпадения на них конденсата практически полностью исключается за счет воздушных прослоек, образуемых полыми профилями.



Заключение

Итак, оконные системы могут быть изготовлены из древесины, алюминиевого профиля и полимерных материалов. Несмотря на то что все они отличаются друг от друга по тем или иным признакам, у них есть общие характеристики. В конструкцию оконного блока входят стационарная коробка установленные на ней переплеты, которые бывают подвижными (створки и фрамуги) или неподвижными. Внутри переплета устанавливаются стеклопакеты, основное назначение которых заключается в отделении внутреннего пространства комнаты от внешней среды. Кроме того, их важнейшая функция -- обеспечение в помещении достаточного уровня освещенности.



Список использованной литературы

1. ГОСТ 24866-99 Стеклопакеты клееные строительного назначения. Общие технические условия Введен взамен ГОСТ 24866-89 Стеклопакеты клееные.

2. ГОСТ 30971-2002 Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам ГОСТ 30673-99 Профили поливинилхлоридные для оконных и дверных блоков

3. ГОСТ 26602.1-99 Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче

Размещено на Allbest.ru