Светопрозрачные ограждения гражданских зданий

Существуют четыре типа светопрозрачных ограждений - окна, витражи (стеклянные стены), витрины (предназначаемые для осмотра экспозиции) и светопрозрачные покрытия ( крыши)

Основными требованиями, предъявляемые к этим конструкциям: - обеспечение нормируемой освещенности, теплотехнические и звукоизоляционные качества, обеспечивающие комфортность внутренней среды помещений, а также жесткость и прочность конструкций на силовые воздействия, кроме того они должны легко поддаваться уборке. В южных районах в избежания перегрева внутренней среды помещений требуется устройство солнцезащитных конструкций.

Окна

Окна - светопрозрачные ограждения, обеспечивающие комфортность внутренней среды зданий и непосредственно связаны с формированием его фасада. Различные приемы размещения окон и выбор их габарита зависит от функционального назначения здания и композиции интерьера.

Сопротивление теплопередаче окон существенно ниже сопротивления участков стены, что ведет к увеличению затрат на отопление. Вследствие этого размеры окон не должны превышать требований по естественной освещенности, нормируемой в жилых зданиях как 1/8-1/10 площади освещаемого помещения.

Для жилых и общественных зданий массового строительства разработаны государственные стандарты, в которых габариты окон подчинены основному модулю 3М и дополнительному 1,5 М, то есть - 300 мм или 150 мм. Но эти ограничения не препятствуют созданию вариантности дизайна окон и систем их открывания — распашные, поворотные, раздвижные (рис. 17.41)

Конструкция заполнения проема - состоит из оконной коробки и подоконной доски. Оконная коробка (оконный блок) собирают из рамы и укрепленных в ней переплетов стекольных полотен.

Переплеты стекольных полотен собирают из вертикальных элементов (створок) и горизонтальных - фрамуг. И те и другие могут быть глухими или открывающимися. По числу створок окна бывают одностворные, двустворные, трехстворные и т.д.

Створки и фрамуги открываются внутрь помещения, это обеспечивает удобство и безопасность их эксплуатации.

В производстве окон применяют следующие материалы- стекло, дерево, пластмассы, металл. Основным материалом для светопрозрачных конструкций является стекло, назначение которого пропускать свет в помещения. Обычное стекло пропускает до 88% падающего на него солнечного света. Кроме того, стекло должно обеспечивать и такие функции как: теплоизоляцию зимой; теплозащиту летом; звукоизоляцию; а также удовлетворять эстетическим требованиям.

Для большинства регионов России наиболее важной ограждающей функцией для окон является защита от потерь тепла. В этих целях применяют двойное и тройное остекление или стеклопакеты, значительно сокращающие потери тепла, так как внутренняя камера стеклопакета заполнена инертным газом (аргоном, криптоном).

Для уменьшения теплопотерь путем излучения, применяют низкоэмиссионные (с пониженной излучающей способностью) стекла. Низкоэмиссионные или селекативные стекла получают в результате нанесения на их поверхность оксидов металлов.

Защита от перегрева достигается применением солнцезащитных стекол, имеющих на поверхности тончайший светоотражающий металлический слой, работающий как зеркало.

Применение стекол типа «триплекс» (армированное полимерной пленкой) защищает их от механических повреждений.

Ламинирование (дублирование) стеклянных плоскостей различными покрытиями из металлов и полимеров дает возможность придать стеклу добавочные свойства -повышение огнестойкости, снижение хрупкости и осколочности.

На рисунке 17.42 представлены решения окон с двойным, тройным остеклением и с применением стеклопакетов.

Для конструкции рам и обвязок служит дерево, металл и пластмасса.

Деревянные оконные блоки для гражданских зданий изготавливают в соответствии со стандартом в двух сериях (рис. 17.43).

• серия Р - с внутренними и наружными переплетами, устанавливаемые раздельно;
• серия С - со спаренными переплетами, скрепленными для их совместного открывания и закрывания.

В спаренных переплетах внутренние створки навешивают на оконную коробку, а наружные створки - на внутренние. Спаренные переплеты по отношению к раздельным более экономичны по расходу древесины, дешевле в изготовлении и обладают большей световой площадью. Створки соединяют между собой с помощью винтов. Для устранения продувания обвязочные профили створок в обоих вариантах могут выполняться с выступающим краем - наплавом, закрывающим щель между створкой и коробкой. К наплаву крепят упругие прокладки, снижающие продуваемость окон.

Традиционно в России производили деревянные окна, но жесткие условия эксплуатации требуют более легких и долговечных современных материалов.

Цикличность количества переходов через 0°С изменения температуры в осенне-зимний период в России в 10 раз больше, чем в европейских странах. Поэтому требуется довести оконный блок до максимальной защищенности от атмосферных воздействий.

Дополнительные мероприятия для увеличения долговечности окон привели к разработке систем дерево алюминиевых окон.

Деревянный оконный блок с наружной стороны закрывают изолирующей обоймой из алюминиевых профилей, предохраняющих от проникновения влаги и защищающих от ультрафиолетовых лучей и, как следствие, - получение увеличения срока службы древесины.

Алюминиевые окна выполняют с коробками и переплетами из полых замкнутых профилей, создающих многокамерное поперечное сечение оконного блока, обеспечивающие высокую прочность, статическую надежность и хорошую теплоизоляцию.

На рис. 17.44 приведено решение нижнего узла оконного блока, выполненного из алюминиевых профилей. Глубина обвязки рамной коробки составляет 77 мм, а створки — 88 мм. Между алюминиевыми профилями створок и коробки устанавливают в заводских условиях изолирующие термомостики из полимерного материала, повышающие теплотехнические качества оконного блока. Воздухонепроницаемость достигается с помощью трех контуров резиновых уплотнителей, устанавливаемых в нахлесте переплета на оконную коробку со стороны помещения и с наружной стороны в виде уплотнительного упора.

Оконные блоки, изготовленные из тонкостенных алюминиевых профилей, могут решаться по традиционной схеме: спаренной иди раздельной конструкции, иметь открывающиеся створки, форточки или фрамуги.

Заполнение световых проемов вариантное: стекло + стекло (двойное); стеклопакет (двойное); или стекло + стеклопакет (тройное); двойной стеклопакет (тройное).

Стекло и стеклопакет закрепляют в рамной обвязке при помощи штапиков, прижимающих резиновые уплотнители к стеклу. Для сброса стекающей со стекла влаги, предусмотрено специальное отверстие в оконной коробке.

Алюминиевые профили позволяют получить поверхности высокого качества, их можно анодировать или окрашивать в различные цвета - натуральный алюминий, золотой, коричневый и темно-коричневый.

Пластмассовые окна (рис. 17.45) котируются наравне с изделиями из дерева и алюминия. В условиях колебания температур, характерных для средней полосы России, полимерные материалы достаточно эффективны. Выпускаемая широкая гамма профилей, как по форме, так и по цвету, позволяет создавать разнообразные формы окон и их конструкции. Остекление так же много вариантное - одинарное, двойное или тройное.

Собираемые из пластиковых профилей створки и рамы для придания им жесткости армируют стальными антикоррозийными профилями.

От инфильтрации холодного наружного воздуха окна защищает трехконтурная система упругих прокладок.

Профили, из которых выполняют коробку и створки окна, могут иметь скосы, что дает хороший оптический эффект и обеспечивает отвод воды с внешней поверхности.

Витражи и витрины являются элемент обогащения фасадных плоскостей, а также способствуют увеличению освещенности внутреннего пространства здания. Витрины несут функцию рекламно-информационную. Поэтому их применяют чаще всего в торговых зданиях.

Конструкции витражей и витрин собирают из горизонтальных и вертикальных импостов (стальных или алюминиевых) с заполнением стеклопакетами или витринным стеклом. Обычно витринная конструкция имеет две стеклянные плоскости с толщиной стекла не менее 6 мм. При применении стеклопакетов - наружную плоскость заполняют стеклопакетами, а внутреннею плоскость - стеклом (рис. 17.46).

Наружную плоскость заполняют глухим (не створным) остеклением, а во внутренней - возможно устройство поворотных, откидных створок и фрамуг, обеспечивающих вентиляцию между стеклянными плоскостями в избежания замерзания стекол, а также доступ из помещения, например, для смены экспозиции в витрине.

Навесные стеклянные фасадные плоскости призваны играть ведущую роль в архитектуре зданий. В современной архитектуре используется прием сочетания крупных остекленных поверхностей с участками стен, облицованных полированным гранитом. Получаемые фасадные плоскости отражают в своей поверхности окружающую среду, создавая эффект зеркальной архитектуры.

Навесные стеклянные плоскости фасадов представляют собой структурную систему вертикальных и горизонтальных импостов, выполняемых из металла (сталь, алюминий). Сетку структуры заполняют стеклопакетами или стеклом с различной цветовой гаммой и степенью прозрачности.

Сетку структуры крепят к несущим элементам здания (перекрытиям и стенам). Импосты сетки выполняют из тонкостенных замкнутых профилей с применением единообразных накладок с любым тонированием. В местах примыкания к конструкциям перекрытий применяют непрозрачные стекла и пркладывают пакеты утеплителя, улучшающих тепловой режим.

Отделы структуры, закрывающие функциональные помещения, состоят из глухих и поворотных створок, включающих в свое поперечное сечение термомостики из полимерных материалов.

Система позволяет многовариатно решать остекление фасадов. Стекла могут устанавливать встык без видимых несущих прфилеЙ, создавая единую плоскость или подчеркнуто членить ее торцами несущих профилей на отдельные ячейки. Структурная система фасадов позволяет реализовать любые архитектурные решения, придать зданиям индивидуальный облик.

Стеклянные плоскости покрытий

Стеклянные плоскости покрытий (рис. 17.47) применяют в перекрытиях атриумов, в конструкциях второго света, в сложных формах покрытий и др.

Нетрадиционные области применения стекла стали возможны в результате получения конструкционного стекла с повышенной прочностью. Разработанные технологии термической или ионной закалки стекла позволяют изготовлять крупногабаритные гнутые стеклянные изделия строительного назначения.

Светопрозрачные конструкции атриумов, фонарей или сложных форм прозрачных покрытий выполняют из несущих металлических элементов с заполнением стеклом или стеклопакетами (одно - двухкамерными). При этом криволиейные поверхности решаются прямолинейными сегментами или с использованием изогнутого стекла, получаемого по шаблонной технологии или по гибкой бесшаблонной комплексной системе. Современные методы производства гнутого стекла не ограничивают радиус изгиба и длину изделия.

Примеры архитектурных решений стеклянных плоскостей приведены на рис. 17.48.