Двери и окна
|
Окна и двери в наружных стенах могут быть выполнены из дерева, стали, алюминия, пластмасс и различных комбинаций этих материалов (рис. 274—321) Оконные коробки и переплеты, выполненные целиком из алюминия или пластмасс, не требуют окраски. В небольших зданиях для оконных рам могут быть применены твердые тропические породы древесины. Металлические окна выполняются из материалов с высокой теплопроводностью. Это относится, в частности, к алюминию, теплопроводность которого в 4 раза выше, чем у стали. Поэтому были разработаны элементы, в поперечном сечении которых возможные мостики холода прерваны прокладками из синтетического каучука или нейлона ("Алу-Бау-Фенстер", "Алсек", "Хюек", "Алютерм", "Элтрева", "Эрбшле", "Коллер", "Мова" "Стейнгасс", "Валефельд", "Термостн" и т.п.). Коэффициент теплопередачи этих сечений составляет 2,5-3,2 Вт/(м2*К), что ниже, чем для двойного остекления, и на внутренней поверхности таких алюминиевых конструкций раньше, чем на поверхности самого стекла, конденсат выпадать не будет.  Дерево или сталь можно применять в сочетании с алюминием или пластмассами, а также покрывать ими. Конструкция должна при этом допускать размерные изменения, температурные для алюминия и влажностные для дерева.   Многоэтажные здания из легких конструкций часто оборудуются системами кондиционирования воздуха, и в этом случае предпочтительно, чтобы окна были неоткрывающимися. Створки в этом случае могут быть открыты только особым ключом для очистки и других специальных целей. В общественных зданиях часто требуются крупноразмерные окна. При таких больших элементах возрастает значение обеспечения эффективного притвора с точки зрения ветровых нагрузок и косого дождя, в особенности на уровне верхних этажей. Эффективность притвора обеспечивается специальными устройствами, например, таким, при поворачивании ручки которого створка запирается сразу в четырех точках.  Специальные запирающие устройства разработаны для стальных и алюминиевых переплетов окон и открывающихся фонарей, изготовленных из прокатных или тонкостенных гнутых профилей, с замкнутым или открытым сечением. Запорные и поворотные устройства для алюминиевых (в том числе раздвижных) окон обычно изготовляются из хромированной или нержавеющей стали или алюминия. Венгерское предприятие "Феммункаш" изготавляет окна и навесные стены из сплава AlMgSi 0,5 профили элементов имеют анодированную поверхность. Для пластмассовых оконных рам или их внешних покрытий используются следующие материалы: ударопрочный жесткий ПВХ, мягкий ПВХ; полиэфирный стеклопластик, акриловое стекло (полиметилметакрилат), жесткий пенополиуретан, жесткий пенополивинилхлорид.  Оконные створки и рамы выполняются из профилей сплошного или полого сечения. Элементы сплошного поперечного сечения изготовляются либо целиком из одного материала (пенопласта или полиэфирного стеклопластика), либо с ядром (из древесины, древесностружечной массы на синтетической смоле, легкого бетона, металлических вкладышей), которое имеет внешнее покрытие из другого материала. Полые элементы также могут быть выполнены из одного материала (например, жесткого ПВХ) или из двух - полого металлического профиля с пластмассовым внешним покрытием.  Оконные рамы и створки могут изготовляться из погонажных материалов или в виде цельного элемента. Первый способ требует сварка, склейки или механического соединения узлов. Применение погонажных изделий позволяет изготовить окна различных размеров и форм. При изготовлении же пластмассовых оконных рам в виде единого элемента без соединений (из полиэфира, пенополиуретана, пенополивинилхлорида) для каждого типа и размера требуется отдельная форма. Поскольку эти формы дороги, то метод экономичен только при ограниченной номенклатуре окон стандартных размеров. Температурные коэффициенты линейного расширения материалов, применяемых для изготовления окон, имеют следующие значения, мм/(м*С):  Теплоизоляционные показатели профилей из ПВХ более или менее близки к показателям элементов из древесины. Однако из-за различия в температурном расширении рамы из ПВХ более подвержены деформированию, чем деревянные, и к их креплению следует относиться более внимательно. Способ крепления должен предусматривать возможность температурных деформаций. Крупноразмерные окна устанавливаются на нижний горизонтальный металлический несущий элемент, вдоль которого они имеют определенную свободу перемещений. Значения коэффициентов теплопроводности материалов для окон следующие. Bт/(м*К):  Существенное достоинство пластмасс - их низкая теплопроводность. Значения модуля Юнга (Е) для этих материалов составляют, МПа:  Наиболее широко распространены окна из ударопрочного жесткого поливинилхлорида. Стандартом DIN-7748 различаются три разновидности упрочненного жесткого ПВХ без пластификаторов:   Ведущая западногерманская компания по производству исходных материалов для пластмасс "Хоекст“ поставляет "Косталит-Z" для получения ударопрочного ПВХ. Западногерманская компания "Динамит Нобель" изготовляет профили "Трокал" из материала "Тросипласт".  Удовлетворительной цветостойкостью при воздействии ультрафиолетовой радиации обладает ударопрочный жесткий ПВХ только белого цвета или светло-серых тонов; темные или яркие цвета в этих условиях выгорают. Однако в настоящее время некоторые компании гарантируют цветастойкость окон из ПВХ ("Актуаль-Кунстштоффтехник", "В. Брюгман унд Зон" и др.).  Полые профили из ПВХ, не подверженные ударным воздействиям, могут быть однопустотные (имеют одну полость) или многопустотными (две-три полости). В горизонтальных элементах оконных рам, где применяются трехпустотные профили, примыкающая к наружной поверхности полость используется для водоотвода, внутренняя полость - для размещения армирующего металлического профиля, а примыкающая к внутренней поверхности полость — для крепления профильных раскладок. Наружные поверхности оконной коробки и переплета обычно находятся в одной плоскости. Толщина стенок однопустотных профилей составляет 3,5-4.0 мм, многопустотных - 2,8-3,0 мм.  К достоинствам многопустотных профилей относится также то, что винты, крепящие петли и запорные устройства, могут быть ввернуты в две или три стенки полостей. В однопустотных профилях эти винты должны быть заанкерены стальными пластинами или другими устройствами. Для полной системы окон требуется несколько различных профилей, включая однопустотные и многопустотные. Нормальные напряжения в элементах окон не должны превышать предельных значений, а чрезмерные прогибы недопустимы. Как правило, деформация прогиба не должна превышать 8 мм или 1/300 длины. В особых случаях эти требования могут быть более жесткими: 6 мм вместо 8 мм и 1/500 вместо 1/300 длины. Пластмассовые окна (в том числе из ПВХ) обладают удовлетворительной воздухонепроницаемостью. Воздухонепроницаемость в притворе между коробкой и створкой (а) измеряется объемом воздуха, проходящего через 1 м притвора в 1 с при воздушном напоре 1 Па. В соответствии с DIN-4701 значение величины а должно быть менее 5,7 м2/ (с*Па) для обычных окон, однако западногерманские изготовители окон установили для окон с дополнительным уплотнением значение а<2,8 м2/ (с*Па). Воздухопроницаемость пластмассовых (ПВХ) окон в ряде случаев еще ниже и может достигать а<0,3 м2/(с*Па). Низкая воздухопроницаемость окон значительно повышает их тепло- и звукоизоляционные качества.  Различные пластмассовые профили позволяют применить одинарное или двойное остекление различной толщины. Уплотняющие профили имеют пилообразные края, обращенные к остеклению. Крепление стекол может со временем ослабеть, и его восстанавливают соответствующим регулируемым уплотнением. Необходимо, чтобы уплотнение было эффективным даже при максимальном прогибе элементов. Окна "Фризопласт-2001" и "Марлилюкс" (ФРГ), показанные на иллюстрациях, обладают следующими основными характеристиками. Наружные поверхности коробки и створок находятся в одной плоскости. Уплотнение притвора расположено в средней зоне и защищено таким образом от воздействия дождя и солнечной радиации. Вода, проникшая за наружную поверхность, может достичь только уплотнения, скобяные изделия находятся в защищенной зоне. Вода, проникшая за наружную поверхность или во внешнюю полость, может быть удалена и таким образом не может попасть в среднюю полость и достичь находящегося в ней армирующего металла. Между коробкой и переплетом створки находится воздушная зона низкого давления, и вода, попавшая в это пространство, легко дренируется. Коробку можно быстро установить и закрепить посредством предварительно ввернутых распорных болтов. Окна "Трокал" изготовлены из ударопрочного жесткого ПВХ, носящего название "Тросипласт" (производство компании "Динамит Нобель"). Система "КМТ-Варидур" компании "Клекнер Маннштедт" (KMT) аналогична системе "Трокал". Системы 'Трокал" и "Варидур" могут быть объединены с системой из профилей, выполненных из мягкого ПВХ на металлических трубках. Конструкции окон из мягкого ПВХ системы "Миполам" компании "Динамит Нобель" могут сочетаться с окнами "Трокал", а система "KMT-Варидур" — с "КМТ-Варипласт".  Трубчатое армирование должно быть заанкерено в поливинилхлоридном профиле. В системе KMT это осуществляется путем устройства по углам в трубках полиэтиленовых вкладышей, соединяемых с трубками с помощью заклепок. Полиэтиленовые вкладыши соединяются затем стыковым сварным швом "на ус" под углом 45 °С. В обеих системах окон KMT применяются уплотняющие профили из этиленпропиленового каучука. Система "Комбидур" компании "Кёммерлинг ГмбХ" — одного из крупнейших изготовителей окон — применима также для балконных дверей и "французских" окон. В ГДР два завода выпускают окна из ударопрочного жесткого ПВХ, створки которых имеют трехпустотный профиль, а коробки — двухпустотный. Пластмассовое покрытие деревянных окон может быть выполнено из ПВХ, полиэфирного стеклопластика или полиуретана.   Западногерманская фирма "Монза ГмбХ" разработала методы экструзии поливинилхлорида поверх деревянных оконных профилей. Эта технология была принята в Великобритании, и в настоящее время по ней производятся окна для системы КЛАСП. Покрытие из ПВХ в системе окон "Монза" имеет толщину 1,2 мм. Условием долговечности этого покрытия является его герметичность, поэтому следует избегать последующего сверления или применения болтовых соединений. Компания "Келлер ГмбХ" разработала профиль, состоящий из древесины, покрытой литым полиуретаном. Полиуретановое покрытие наносится на совершенно сухой сосновый профиль. Окна, изготовленные этим методом, известны под названием "Фентура"; они имеют профили стандартной длины и болтовые соединения в стыках. Полиэфирный стеклопластик применяется как для покрытия им деревянных профилей, так и для формования из него профилей открытого либо замкнутого сечения. Из него выполнены окна одной из французских систем, разработанной и изготовляемой компанией "Этилам-Гравиньи". Сначала из древесностружечной массы с высоким содержанием аминопластовой смолы изготовляют основные стержни, которые режут по размеру и собирают в каркас. Затем каркас покрывают матами из стекловолокна и помещают в закрытую металлическую форму. В форму инъектируется термореактивная полиэфирная смола, под давлением она схватывается, образуя гомогенную конструкцию каркаса и создавая таким образом готовые дверные или оконные рамы с отделанной поверхностью. Полиэфирный стеклопластик можно также применять для изготовления крупноразмерных элементов фасада, включающих оконные проемы. Двери из акрилового стекла (полиметилметакрилата), изготовленные методом глубокой вытяжки, могут быть установлены в коробки из различных материалов.        Жесткий пенополиуретан относится к материалам с закрытыми порами. Он имеет около 90—95 % мелких пор с жесткими стенками. Материал, пористый внутри, имеет плотную внешнюю корку. Его средняя плотность составляет 100—800 кг/мЗ; благодаря плотной корке его прочность на сжатие относительно высока (1—10 МПа), прочность на изгиб составляет 5—50 МПа, а прочность на срез 1—20 МПа. Большинство пор закрыто, поэтому материал обладает низким водопоглощением. Окраска поверхности выполняется любым из следующих способов: - окраской лаком после извлечения из формы и отвердевания; - введением лака в форму; - окраской самого пенистого материала (кроме белого цвета и светлых тонов). В ФРГ на заводе "Алдра" изготовляются окна из пенополиуретана "Байдур" фирмы "Байер АГ". В ГДР технология производства пенополиуретановых окон разработана институтом "Бауфа". Наряду с хорошими прочностными характеристиками пенополиуретан позволяет получить неразрезные в углах конструкции, т.е. не нуждающиеся в сварке или болтовых соединениях. Тем не менее применение армирования металлическим каркасом все же необходимо. Этот каркас помещается в форму, и пенополиуретан обволакивает и заполняет его.   Применение жесткого пенополивинилхлорида в строительстве началось значительно позже, чем жесткого пенополиуретана. Он обладает более высокой прочностью, но более дорогой. Экструзия жесткого пенополивинилхлорида требует решения тонких технологических проблем. Новизна этой технологии видна хотя бы из того факта, что соответствующие патентные заявки на ее применение стали поступать только с 1961 г. Основными держателями патентов являются "Райфенхаузер", "Южин Кульманн", БАСФ, "Секисуи Касейм Koгио", "Шерер и Триер", "Сосьете Армосиг" и др. В пенополивинилхлорид можно забивать гвозди, он пилится, обладает лучшими, чем у древесины, показателями сопротивления растрескиванию, излому и смятию, очень хорошей прочностью на изгиб и лучшими, чем у пенополистирола и пенополиуретана, характеристиками возгораемости. Однако получение пенополивинилхлорида с хорошим качеством поверхности требует решения значительно большего числа проблем, чем при получении пенополиуретана. Заменяющие древесину профили из пенополивинилхлорида можно окрашивать или лакировать. Для защиты окрашивающего материала обычно наносят поверхностное покрытие. В области производства дверей применение пластмасс является относительно новым направлением и чаще распространяется на дверные коробки, чем на полотна. Западногерманская компания "Карл Петер" выпускает дверные коробки "Пелит" из поливинилхлорида. Шведская компания "Сонессон Пласт АБ" изготовляет профили "Лавелла" из ударопрочного ПВХ для облицовки деревянных дверных коробок. Эти профили накладываются на месте после установки деревянных дверных коробок и завершения устройства перегородок, при этом они пригодны для облицовки при толщине перегородок 5,2—12,8 см.   Итальянская компания "Ковема" спроектировала и освоила совместно с компаниями РИАП и "Коннектикут" производство системы конструкций окон и дверей "Виндопласт", а также оборудования для их изготовления. Полотна и коробки выполнены из экструдированных поливинилхлоридных профилей. |
