Наглядный конспект по основным темам МДК 01.01 «Проектирование зданий и сооружений» - Окна, двери, ворота (вопрос 22а)

Тема 22а. Окна и их конструктивные решения. Принцип проектирования. Элементы и детали окон. Крепление оконных коробок. Конструкции металлических витрин и витражей.

Окна являются основными вертикальными конструкциями для обеспечения естественной освещенности помещений. Конструкции остекления являются, кроме того, важным элементом, влияющим как на внешний облик здания, так и на интерьер помещений. Необходимым требованием, которому должны удовлетворять окна, являются их теплозащитные свойства, что позволяет избежать необоснованных потерь теплоты и обеспечить звукоизоляцию помещений.

По материалу конструкций окон их подразделяют на деревянные, металлические, железобетонные и пластмассовые. По способу открывания и конструктивному решению окна делят на створчатые (одно-, двух- и трехстворчатые), глухие, раздвижные, верхнеподвесные, нижнеподвесные, с переплетом на цапфах, жалюзийные и др. (рис. 1). По числу стекол окна бывают с одинарным, двойным и тройным остеклением.

Окна с одинарным остеклением применяют в южных районах и неотапливаемых зданиях. Для районов с умеренным климатом для гражданских зданий используют окна с двойным остеклением с воздушной прослойкой между стеклами. В районах с суровым климатом применяют окна с тройным остеклением. Размеры окон унифицированы и приведены в соответствующем ГОСТе, Высоту окна обычно принимают на 1100-1300 мм меньше высоты этажа, а ширину одностворчатых — не менее 60 мм, двухстворчатых — 900, 1100 и 1300 мм и трехстворчатых — 1600 -1800 мм. Оконные блоки состоят из оконных коробок, остекленных переплетов и подоконных досок. Оконная коробка представляет собой раму, к которой крепятся оконные переплеты.

При значительных размерах окон для повышения их жесткости коробки могут иметь дополнительные внутренние бруски — импосты, которые располагают вертикально и горизонтально. Верхняя глухая или открывающаяся часть окна называется фрамугой. Глухие переплеты, фрамуги и створки состоят из обвязок (образующих каркас) и горбыльков (горизонтальных и вертикальных брусков внутри обвязки, разделяющих площадь створки, фрамуги или глухого переплета на более мелкие ячейки). Между горбыльками часто устраивают форточки для проветривания помещений. Стекла вставляют в специально расположенные в конструкциях переплетов четверти, называемые фальцами, и крепят гвоздями, шпильками из проволоки или планками - штапиками. Иногда прокладывают полоски резины или проолифленной бумаги

Рис. 1. Виды окон по способу открывания; а — двойное раздвижное, 6 — раздвижное, в — створчатое, г — верхнеподвесное, д — глухое, е — жалюзийное, е — с нижнеподвесной створкой, з — верхнеподвесное подвальное, и — на цапфах

Рис. 2. Конструкции оконного блока с цельной коробкой: 1 — коробка, 2 — просмоленная пакля, 3 гвоздь, 4 — деревянная пробка, 5 - петля, 6 — обвязка переплета, 7 - стекло, 8 - раскладка, 9 — штапик, 10 - обвязка форточки, 11 - форточка, 12 — створка, 13 — отлив, 14 — горбылек, 15— раствор, 16 — отлив из оцинкованной стали, 17 — подоконник

Рис 3. Установка оконных блоков со спаренными переплетами; 1 — смоленая пакля (при производстве работ зимой) или пакля, смоченная в гипсовом растворе (при производстве работ летом), 2 — цементный раствор, 3 — мастика, 4 — наличник, 5 — борт слива высотой 20 мм, 6 — слив из оцинкованной стали, 7 — подоконник, в — металлическая полоса 20 х 40 мм (3 шт. на проем)

Рис. 4. Устройство оконного заполнения без коробки: 1 — стеновая панель, 2 — навес, 3 — оконный переплет, 4 — уступ для прилегания конструкции окна, 5 — деревянная пробка, 6 — анкер для крепления стальной планки или деревянная пробка 60 х 60 х 100 мм, 7 — герметизирующий материал

Рис. 5. Конструкция окна из легких металлических профилей: 1 — направляющая, 2 — штора, 3 — шторный барабан, 4 – остекление, 5 — открывающаяся створка, б — оконная коробка, 7 — стена

На строительную площадку поступают оконные блоки полностью подготовленными к установке (с навешенными, загрунтованными и остекленными переплетами, снабженными приборами).

Широко применяют окна со спаренными переплетами (рис. 3), в которых наружный и внутренний переплеты сближают до непосредственного соприкосновения и образуют как бы один переплет с двумя стеклами. Окна со спаренными переплетами дают около 30% экономии древесины, они на 10% дешевле и почти в 1,5 раза легче других конструктивных решений. К их недостаткам необходимо отнести гораздо большие (на 25%) теплопотери помещений.

В окнах, открывающихся внутрь, внутренний переплет навешивают на коробку, а наружный — на внутренний. Оба переплета скрепляют между собой винтами или врезными крючками и разъединяют их в случае необходимости удаления пыли или протирки стекол.

Расстояние между стеклами принимают 47 мм. Для предотвращения воздухопроницаемости притворов спаренные переплеты имеют наплав и прокладку по периметру створок из пористой резины. На рис. 3 показано крепление оконных блоков со спаренными переплетами к панелям. Их устанавливают в проемы панелей в заводских условиях. Перспективным является способ заполнения оконных проемов без коробки (рис. 4), при котором переплет крепят к стальным планкам или пластмассовым пробкам (80 х 80 х 100 мм), установленным в процессе изготовления панели. Более прогрессивной конструкцией по сравнению со спаренными переплетами являются стеклопакеты, вставляемые в одинарные переплеты. Такой пакет состоит из двух стекол с прослойкой сухого воздуха и обрамления рамкой из резины или пластмассы.

Находят применение и пластмассовые оконные переплеты, которые в отличие от деревянных не загнивают, не рассыхаются и всегда сохраняют плотность притвора. Оконные переплеты из металлических сплавов обладают большой прочностью, долговечностью и имеют красивый внешний вид (рис. 5).

Варианты открывания окон:

распашное - створки (полотна) поворачиваются вокруг вертикальной оси;

подвесное – створки поворачиваются вокруг верхней горизонтальной оси;

откидное – створки поворачиваются вокруг нижней горизонтальной оси;

поворотно-откидное – створки (полотна) поворачиваются вокруг вертикальной и горизонтальной нижней оси;

среднеповоротное - створки поворачиваются вокруг средней вертикальной или средней горизонтальной оси;

раздвижное – створки (полотна) перемещаются в горизонтальном направлении;

подъемное - створки перемещаются в вертикальном положении;

комбинированное - сочетание различных видов открывания в одном изделии.

Принципы проектирования окон

Основные характеристики хороших окон

Для того, чтобы фасад или его компоненты, такие как окна, были в состоянии противостоять воздействию ветра и непогоды, в разработку окон должны включаться определенные характеристики, которые делают их достаточно устойчивыми :

- К дождю, особенно в проливному, чтобы предотвратить протекание и ущерб от влаги

- К ветру, чтобы предотвратить сквозняки и снижение эффективности теплоизоляции

- К ущербу от сильного ветра, для предотвращения падения конструкции Поэтому самые важные разработки для окон ведутся именно с учетом этих факторов. Необходимо, чтобы они были построены по принципу двухступенчатой герметизации (Рис. 6).

Принцип двухступенчатой герметизации

Рис. 6.

Двухступенчатое уплотнение означает, что в конструкции предусмотрена защита от дождя или защитная решетка (первый этап), и отдельно внутренняя защита от ветра (второй этап). Противодождевое устройство должно по мере возможности предотвратить проникновение дождя внутрь конструкции и вступление в контакт с наиболее важными частями окна.

Дренаж проникающей воды.

Окно имеет несколько типов соединений, каждое из которых должно быть снабжено системой двухступенчатой герметизации. Это соединения между стеклом и створкой, стыки между створкой и рамой, соединения между стеклом и ригелем, для фиксирования окна, швы между стеклом и рамой.

Нужно всегда иметь в виду тот факт, что в периоды одновременного ветра и дождя вода будет проходить сквозь внешний щит как между створкой и рамой окна. Защитное Пространство должно быть оборудовано дренажной системой, которая проводит воду наружу. (Рис. 7)

Рис. 7.

Вообще говоря, дренажная система состоит из канал коллекции на подоконнике и нижних оконных профилей, которые должны иметь минимальный размер. Аналогичным образом, дренажные отверстия, которые будут проводить воду, должны иметь минимальный размер. Размеры отверстий определяются размерами капель воды, которые составляют приблизительно 4,5 мм в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Дренажный канал или отверстие должно быть больше 4,5 мм, чтобы поверхностное натяжение в каплях не позволяло ему присоединиться к сторонам канала или отверстий, и тем самым сократить поток до минимального. Рекомендуется, поэтому, чтобы канал сбора имел ширину и высоту не менее 5 мм и дренажные отверстия, не менее 5 мм в диаметре. (Рис. 8)

Рис. 8.

Плохой дезайн Рекомендующийся дезайн

Лучше всего использовать круглое отверстие диаметром 5 х10 мм.

Элементы деталей окон.

Рамочная конструкция (элемент) оконного блока - сборочная единица

оконного блока, состоящая из брусков (профилей), соединенных между собой

посредством жестких угловых связей: на шипах и клее, сварке, механических

связях (винтовых, на зубчатых пластинах, путем оарессовки) и др.

Оконный блок состоит из сборочных единиц:, коробки и створчатых элементов,

встроенных систем проветривания и может включать в себя ряд дополнительных

элементов: жалюзи, ставни и др.

Рис. 9. а - оконные блоки левого открывания; 6 - оконные блоки правого открывания; в -

не открывающийся оконный блок; г - оконные блоки симметричного открывания

Оконные рамы виды, конструкций.

Оконная рама:

Многоярусная оконная конструкция, состоящая из стоек, ригелей, перекладин и др., в ячейке, которой устанавливают стеклопакеты, створки, коробки, оконные блоки.

Рис. 10. a - пример деревянной оконной рамы для остекления веранды; б - пример

металлической рамы с различными видами заполнения конструкции: 1 -

стеклопакетами; 2 - не открывающейся створкой (или остекленной коробкой); 3 -

открывающейся (распашной) створкой; 4 - оконными блоками; 5 – рама

1.При установке оконных коробок и балконных блоков необходимо соблюдать следующие правила:

-коробки устанавливать по уровню и отвесу без перекосов;

-коробки в наружных стенах располагать на одинаковом расстоянии от наружной плоскости стены;

-крепление оконных коробок у каменных стен производить стальными ершами, забиваемыми в деревянные антисептированные пробки, которые закладываются в кладку (расстояние между ершами не более 1500 мм);

-каждый вертикальный элемент коробки укреплять не менее чем в 2-х местах;

-поверхности элементов коробок (блоков), примыкающих к каменной кладке, к бетону или штукатурке, антисептировать и защищать гидроизоляционной прокладкой;

-зазоры между коробками (блоками) и кладкой тщательно проконопачивать антисептированным войлоком или другим теплоизолирующим материалом по всему периметру с обеих сторон стены;

-зазоры между коробками (блоками) и внутренними стенами проконопачивать звукоизоляционными материалами.

2.При установке оконных коробок в деревянных рубленых стенах коробки необходимо:

-устанавливать по отвесу, оставляя над ними зазор на осадку (5% высоты проёма), заполняемый затем просмолённой паклей;

-все зазоры между коробками и стенами необходимо проконопачивать просмолённой паклей.

3.Между переплётом, с одной стороны, и коробкой - с другой, а также в местах притворов створных переплётов следует оставлять зазоры шириной 2 мм, рассчитанные на слой окраски и возможное разбухание древесины.

4.Наличники необходимо прочно прикреплять к оконным коробкам. Тумбочки наличников следует укреплять не менее чем 2 гвоздями или шурупами.

5.Отступы наличников от внутренних граней коробок должны быть одинаковыми в пределах всего контура проёма (от 8 мм до 15 мм). Напуск наличников на стену или перегородку должен быть не менее 10 мм.

Конструкции металлических витрин и витражей.

Витражи и витрины возводят из индустриальных элементов, размеры которых кратны укрупненному модулю ЗМ (300 мм), с одинарным, двойным и тройным остеклением в зависимости от климатических условий и параметров внутренней среды помещений.

Одинарное остекление применяют иногда в витринах II и III климатических зон, что оправдывается возможностью увеличения торговой площади магазинов, улучшением осмотра товаров, сокращением затрат на возведение светопрозрачного ограждения и обеспечением его периодической очистки. Однако при одинарном остеклении для поддержания нормальной температурно-влажностной среды помещения в холодное время года необходимо устраивать обдув остекления теплым воздухом, что значительно увеличивает эксплуатационные расходы.

Переплеты витражей и витрин часто называют каркасом, который может быть стальным, деревянным. Но наибольшее применение получили профили из алюминиевых сплавов (рис.. XIX.14). Сечения элементов каркаса подбирают по расчету. В витражах высотой более 6 м вертикальные элементы каркаса, которые воспринимают большие ветровые нагрузки, выполняют в виде рам и ферм. При двойном раздельном остеклении рамы и фермы образуют путем соединения вертикальных элементов каркасов решеткой из раскосов и ригелей либо только ригелями (рис. XIX.15). В каркас вставляют стеклопакеты, большеразмерные неполированные или полированные стекла толщиной 6-8 мм. Наибольший размер 4,5x3,0 м при толщине 8 мм настоящее время имеют полированные стекла.

Витражи и витрины с двойным раздельным остеклением подразделяют на проходные и непроходные (рис. XIX.16). Проходные конструкции — глухие (см. рис. XIX.14). Чтобы обеспечить проход человека в межстекольное пространство для протирки стекол, его ширина принимается не менее 460 мм. При высоте витражей более 3 м это расстояние увеличивают до 800 мм. В витринах оно может быть еще больше, что определяется функциональными требованиями. Для входа в межстекольное пространство предусматривают створку шириной не менее 6,6 м из тамбура или из помещения. При протяженных витражах створки устанавливают через каждые 15 м. В непроходных витражах (витринах) одно из свегопрозрачных ограждений проектируют глухим, а другое — целиком створное для возможности очистки внутренних поверхностей стекла. Расстояние между наружным и внутренним ограждением принимают не более 150 мм. Непроходные конструкции в сравнении с проходными имеют меньшую световую активность и больший расход металла.

Их располагают в пределах толщины стены. В проходных конструкциях наружное остекление обычно выносится за пределы стены, наружу (рис. XIX.16 б, в). Его опирают на консоль, выпущенную из цоколя или фундамента, или на собственный фундамент. Межстекольное пространство перекрывают консольной плитой, заделанной в стену.

Для защиты витражей и витрин от конденсата и обледенения внутреннюю конструкцию остекления тщательно герметизируют от проникновения в межстекольное пространство увлажненного воздуха из помещения. Кроме того, его вентилируют более сухим воздухом улицы, для чего в нижней и верхней горизонтальных обвязках наружного каркаса предусматривают небольшие отверстия.

Конструкции витражей и витрин можно устанавливать а отметке пола первого этажа, но не ниже 0,3 м от уровня тротуара. Для снижения блесткости витринного стекла наружному остеклению придают наклон (наружу) до J0-150 или используют солнцезащитные устройства.

По приемам изготовления и монтажа конструкции витражей и витрин проектируют рамными (панельными), линейными и рамно-линейными (рис. XIX. 17). Рамные конструкции наиболее индустриальны, поскольку каркас с остеклением выполняется в заводских условиях и в виде панелей поступает на место строительства. Но нежелательным является увеличение расхода материалов на каркас (двойные стойки). Строительство из линейных элементов трудоемко, но удобна их транспортировка. Обычно сочетают панели с линейными элементами.

При креплении каркаса витражей и витрин к остову здания учитывают кроме ветровых нагрузок температурные деформации конструкций, осадку здания, прогибы и колебания козырьков и др., поэтому узлы крепления осуществляют скользящими или гибкими. Крепления устраивают в местах положения стоек, причем в самонесущих (стоящих) свегопрозрачных конструкциях скользящие связи вверху, а в навесах (висячих) конструкциях—внизу. Противоположные гибким связям стороны стоек каркаса крепят при помощи обычной жесткой заделки. В многоэтажных витражах стойки каркаса поэтажно крепят посредством сварки к закладным деталям перекрытий. Для погашения температурных и других деформаций в пределах каждого этажа стойки каркаса членят и их концы соединяют скользящим швом.

При возведении витражей и витрин плоскости светопрозрачного ограждения выравнивают, иначе будут искажены отражения противоположных зданий и пейзажей.