Глава 1. Современные оконные системы из ПВХ, дерева и алюминия

Москва

Издательство Ассоциации строительных вузов

УДК 624.01

Рецензенты: кафедра МархИ (зав. каф. профессор И.М. Ястребова), эксперт Восточно-Европейского Союза экспертов В.Ю. Ясин.

И.В. Борискина, А.А. Плотников, А.В. Захаров Проектирование со­временных оконных систем гражданских зданий. Учебное посо­бие. - М.: Издательство АСВ, 2000 г.

ISBN 5-93093-085-6

В учебном пособии приведены основные теоретические предпосылки проек­тирования современных оконных систем, фасадов и зимних садов. Изложены конст­руктивные решения и физические процессы, происходящие в пакетном остеклении, с точки зрения светотехники, теплофизики и акустики. Приведено описание дополни­тельных возможностей оконных систем - жалюзей, рольставней и систем проветрива­ния, а также устанавливаемых систем фурнитуры. Для студентов строительного на­правления и для специалистов по переработке и монтажу оконных конструкций, преж­де всего из поливинилхлорида.

ISBN 5-93093-085-6

© Издательство АСВ, 2000 © Кол. авт., 2000

80 лет МГСУ-МИСИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

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.

Появление в последнее десятилетие на отечественном рынке зарубежных оконных систем, в основном представленных немецкими производителями, показало, насколько далеко традиционный российский взгляд на светопрозрачные ограждающие конструк­ции отстает от общепринятых мировых стандартов.

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.

В связи с этим, не стоит, видимо, лишний раз говорить и о том, что появление раз­витых и технологичных оконных систем из поливинилхлорида, а также всевозможных вариантов пакетного остекления, стало, своего рода революционным шагом для рос­сийского строительства, к которому оно, к сожалению, оказались неготово. На сего­дняшний день необходимо констатировать тот факт, что разрыв между производите­лями оконных конструкций, в основном представленными зарубежными фирмами, и российским строительным сектором, выступающем в качестве потребителя, огро­мен.

При этом в наиболее невыигрышном положении оказались производители ПВХ-профилей, как наименее известных в нашей стране и, следовательно, вызывающих наибольшее количество споров и, зачастую, неоправданной критики. Основную долю в массовом гражданском строительстве бывшего СССР составляли деревянные окна. Возможность замены оконных переплетов на альтернативный материал практически не рассматривалась. Единичные исследования, выполненные в этом направлении, были ориентированы на стеклопластик, как материал, наиболее подходящий к суровым кли­матическим условиям. В силу специфических свойств, характеризующих повышенную чувствительность к воздействию температур, поливинилхлорид в России и в бывшем СССР никогда не принимался во внимание в качестве альтернативы дереву для произ­водства оконных переплетов. Таким образом, можно говорить о том, в современной России существует определенное предубеждение и настороженность к ПВХ, вызван­ное исторически сложившимися традициями.

В соответствии с общей тенденцией, преподавание оконных конструкций для граж­данских зданий во всех специализированных учебных заведениях практически своди­лось к перечислению ограниченной номенклатуры выпускаемых деревянных окон. Несколько более подробно светопрозрачные ограждения рассматривались в учебных курсах, ориентированных на промышленные здания. Однако, и в этом случае, приори­тетным оставалось простейшее остекление с переплетами из стали. Таким образом, вплоть до недавнего времени в России никто по настоящему не задавался вопросом о подготовке специалистов, способных квалифицированно разобраться во всех вопросах, связанных с проектированием и монтажом светопрозрачных конструкций.

В настоящее время, потребность в национальных кадрах в области современных оконных систем как никогда велика. В этом заинтересованы не только строительные фирмы, но и производственные - одинаково как молодые отечественные, налаживаю­щие собственное производство оконных комплектующих - профилей, стеклопакетов, фурнитуры, так и крупные зарубежные производители с мировым именем, стремящие­ся серьезно и долговременно работать в России.

Авторы книги, предлагаемой Вашему вниманию, рассматривают свою работу в ка­честве первого шага к созданию полноценной, научно обоснованной системы знаний о современных светопрозрачных конструкциях, а также к разработке методики их про­фессионального проектирования и монтажа.

Основной упор в книге сделан на оконные системы из поливинилхлорида, как наи­менее знакомые для российских проектировщиков, а также на описание конструкции и технических свойств применяемых в настоящее время стеклопакетов.

Предлагаемое издание ориентировано прежде всего на студентов строительных ВУЗов, обучающихся по специальности 2903 «Промышленное и гражданское строи­тельство». Может быть использовано в соответствующем лекционном курсе, курсовом и дипломном проектировании, а также при проведении практических занятий и лабо­раторных работ.

Авторы также надеются что настоящий учебник может хорошо послужить и в каче­стве рабочей настольной книги практически для всех ныне действующих специали­стов, занятых в фирмах по переработке и монтажу оконных конструкций, прежде всего из ПВХ.

Авторы выражают огромную благодарность генеральному спонсору издания - не­мецкому концерну "VEKA", предоставившему кроме того огромное количество цен­нейшей научной и технической информации по самым передовым и перспективным разработкам своего предприятия.

Мы также выражаем глубокую личную признательность сотрудникам российского филиала концерна "VEKA" 000 «Века Рус»: полномочному представителю Егорову В.Г., техническому представителю Окулову А.Ю., коммерческому директору Ковачеву В.А.; заместителю генерального директора 000 «Кемопласт» Никитину А.И., со­трудникам технического отдела московского представительства концерна "Rehau AG + Со": начальнику отдела Емельянову М.И., коммерческому представителю Литкевичу А.А., старшему эксперту Панфилову Ю.В., генеральному директору московского пред­ставительства концерна "Kommerling" Томасу Лешке, сотрудникам фирмы ЗАО «ИКГ»: генеральному директору Круглову С.Н., директору Григорьеву Е.И.; техниче­скому директору 000 «Позитрон - М» Нежданову В.И., сотрудникам фирмы ЗАО «ТБМ»: заместителю начальника отдела сбыта Маринину С.Г., менеджеру Кукарцеву М.Н., руководителю группы Макарычеву В.Н., директору фирмы 000 «Эко-профиль» (официальному представителю в России фирмы PLUS PLAN) Кунину Д.А.

Главы 1, 5 и 6 написаны Борискиной И. В., глава 2 и 4 - Борискиной И.В. и Плотни­ковым А.А., раздел 2.4. - Захаровым А.В. и Борискиной И.В., глава 3 - Неждановым В.И. и Борискиной И.В.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ОКОННЫЕ СИСТЕМЫИЗ 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:

· 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.

Конструкции светопрозрачных ограждений подвержены нагрузкам и воздействиям. К нагрузкам относятся все действия и причины, которые приводят к возникновению в конструктивном элементе напряжений и соответственно деформаций. Это прежде все­го ветровые и снеговые нагрузки, а также нагрузки, возникающие при изготовлении и монтаже конструкций. Кроме этого необходимо учитывать косвенные нагрузки, возни­кающие в герметичных стеклопакетах при перепаде давлений, температур и влажно­сти.

К воздействиям относятся перепады температур и влажности наружного и внут­реннего воздуха, шум, естественное освещение от небосвода, солнечная радиация, обеспечивающую инсоляцию и дополнительный нагрев помещения, пыль и атмосфер­ные осадки, водорастворимые химические примеси в атмосферной влаге. К воздейст­виям также можно отнести видимость - визуальную связь внутреннего и внешнего про­странства.

Как несущие конструкции, светопрозрачные элементы ограждений должны обла­дать необходимой прочностью и жесткостью при действии всех описанных выше на­грузок.

Как ограждающие конструкции - обладать необходимыми теплозащитными, све­тотехническими и звукоизоляционными качествами при действии всех описанных вы­ше воздействий, а также обладать герметичностью сопряжения элементов ограждения между собой и с примыкающими конструкциями.

Конструкции светопрозрачных ограждений должны быть достаточно технологич­ными, легко транспортируемыми и удобными в монтаже, иметь достаточную химиче­скую стойкость и легко поддаваться очистке. Являясь выразительными элементами фасада и интерьера, окна должны обладать хорошими эстетическими качествами и дол­говечностью, а также быть удобными и доступными при эксплуатации.

По конструктивной схеме светопрозрачные конструкции подразделяются на оконные и витражные. В оконных конструкциях остекление выполняет чисто ограж­дающую функцию, и они предназначены для застекления типовых или нестандартных оконных проемов в стенах. Витражные конструкции, помимо ограждающих функ­ций, являются элементом несущих или самонесущих конструкций и предназначены для застекления вертикальных и наклонных поверхностей большой площади. К вит­ражным конструкциям относятся стены фасадов, зимних садов, торговых павильонов и т.п.

Окна по типу открывания подразделяются на поворотные, поворотно-откидные, откидные, распашные, раздвижные и глухие; по конструкции переплетов - на оди­нарные, спаренные, раздельные и раздельно-спаренные.

Кроме того, все светопрозрачные конструкции подразделяются по материалу ис­пользуемых в них профилей.

Стандартная конструкция оконного блока включает стационарную контурную об­вязку - коробку (в ряде источников —раму), подвижно закрепленные на ней элементы - переплеты (в зарубежной технической документации - створки), 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.

Оконные и витражные светопрозрачные конструкции в зависимости от материала и типа сечения оконных коробок и створок относятся к той или иной системе оконных профилей. Под системой оконных профилей будем понимать совокупность профилей различного назначения, подразделяемых на основные и дополнительные и выпускае­мых определенным производителем.

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.