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

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

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Окна и их конструктивные решения

Принципы проектирования

Элементы деталей окон

Крепление оконных коробок

Конструкции металлических витрин и витражей

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Окна - это важный элемент ограждающих конструкций здания, который обеспечивает проникновение в помещение солнечного света, оказывает влияние на создание необходимого микроклимата и обеспечения необходимых санитарно-гигиенических условий и эксплуатационных затрат в помещениях, как жилых, так и нежилых. Кроме того, они формируют архитектурный облик здания, делая его гармоничным и эстетически привлекательным.

ОКНА И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

Естественное освещение помещений может быть обеспечено через вертикальные и горизонтальные проемы в стенах и покрытиях (рис. 8.1). Соответствующим расчетом естественной освещенности помещений, а также по СНиПам определяют размеры окон и их расположение. Так, для жилых зданий площадь окон должна быть в пределах от 1/8 до 1/5 от площади пола помещения.

Окна и витражи 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. 8,2). 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. 8.2. 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. 8.3. 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

В наружных переплетах нижние обвязки створок, фрамуг и форточек должны иметь с наружной стороны отливы-выступы, предназначенные для стока атмосферных вод. Двойные переплеты чаще всего открываются внутрь. Для предотвращения выдавливания стекол от ветровых нагрузок их всегда устанавливают с наружной стороны. Переплеты внутренние должны иметь размеры меньше наружных для обеспечения возможности их открывания.

Эту разность размеров называют рассверком, который бывает по 25...35 мм на каждую сторону. По конструктивному решению оконные коробки бывают раздельные (для наружных и внутренних переплетов) и общие, В практике строительства в основном используют цельные коробки (рис. 8,3). Коробки в стенах укрепляют ершами в швах кладки или гвоздями, которые забивают в специально устанавливаемые деревянные пробки. Зазор между коробкой и стеной тщательно проконопачивают паклей, вымоченной в глиняном или гипсовом растворе. Коробку обязательно покрывают антисептиком и по периметру обкладывают слоем толя или рубероида. Откосы оштукатуривают снаружи и внутри.

Рис 8.4. 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. 8.5. 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. 8.6. 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. 8.4), 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 н 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. 8.4 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. 8.5), 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. 8.6).

Рис. 8.7. Заполнение проема стеклопрофилитом: а — разрез по проему, б — деталь сопряжения между элементами в плане, 1 — пористая резина, 2 — элементы стеклопрофилита, 3 — герметик, 4 — панель стены, 5 — цементный раствор, 6 — сварной шов, 7 — сварной горизонтальный импост, 8 — винт диаметром 6 мм, 9 — шлаковата, 10 – кирпич, 11 – герметизирующая мастика

На рис. 8.7 показано конструктивное решение заполнения оконного проема стеклопрофилитом. Элементы стеклопрофилита устанавливают на верхнюю и нижнюю обвязки из стальных уголков. В современной архитектуре и строительстве широко используют сплошное стеновое ограждение, представляющее собой сочетание окон, сплошных панелей и простенков, заполняющих пространство между структурными элементами (рис. 8.8).

Рис. 8.9. Типы витражей и витрин: а, 6 — витраж в проеме стены, в — то же, между утепленными колоннами каркаса, г — то же, раздельный с размещением наружного остекления перед колоннами, д — то же, со спаренным переплетом перед колонной, е — то же, с самостоятельными элементами жесткости, 1 — витрина-окно, 2, 3 — витрина приставная, 4 — витрина встроенная, 5 — то же, за колоннами каркаса

Отдельные элементы таких стеновых ограждений обычно навешиваются на каркас из стальных или алюминиевых труб или фасонных профилей. Между элементами остекления могут быть уложены теплоизоляционные панели из разнообразных материалов. При выборе такого светопрозрачного ограждения всегда важно учитывать возможность теплопотерь и возникновения дискомфортных условий для находящихся в зданиях людей (перегрев в летнее время, излишняя инсоляция, инфильтрация воздуха и др.). В практике все более широкое распространение получают витражи.

Они могут быть с одинарным, двойным и тройным остеклением. Витражи и витрины (рис, 8.9) могут заменять целую стену и объединяться в ленточные горизонтальные и вертикальные полосы. Витражи бывают встроенными и приставными. Наружное остекление может быть вертикальным и наклонным (не более 10...15% от вертикали). Витрины с витражами должны удовлетворять требованиям достаточной теплоизоляции, воздухонепроницаемости и прочности. Витражи и витрины из металлических или деревянных конструкций могут быть выполнены на месте строительства из заранее нарезанных отдельных элементов каркаса и переплетов или собраны из изготовленных коробок и рам переплетов.

ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проектирование окон должно проходить следующие этапы. 1) определение требуемой площади окон и установление размеров оконных переплётов; 2) выбор типа переплета или выбор схемы переплёта в тех случаях, когда по условиям строительства применение стандартов невозможно; 3) разработку рабочих чертежей окон с установлением всех детальных размеров, когда невозможно применение стандартов.

Минимальная площадь окон без вычета площади обвязок и горбыльков определяется светотехническими нормами.

В жилых комнатах и кухнях квартир и общежитии световая площадь окон должна составлять 1/5 —1/8 от площади пола, в зависимости от географической широты, расположения здания, ориентировки по странам света и т. д.

Если наружные окна используются для освещения вспомогательных помещений вторым светом, то площадь окон следует определить; учитывая сумму площадей всех освещаемых ими помещений.

В перегородках, отделяющих помещения, освещённые непосредственным светом, от уборной, ванной или коридора, освещаемых вторым светом, должны быть устроены окна общей площадью не менее: а) в уборных — 1/2 площади пола, б) в ванных и душевых — 1/4 площади пола, в) в коридорах и передних — 1/6 площади пола. В коридорах, получающих непосредственное освещение, площадь окон должна быть от 1/15 до 1/20 площади пола.

При освещении коридора окнами в продольной стене любая точка противоположной стены должна отстоять от ближайшего окна не более чем на 7,5 м. Освещение коридора только окном в торцовой стене допускается при условии, что расстояние наиболее удаленной от окна точки не будет превышать для северного района 20 м, для южного — 25 м. Длина сквозного коридора, освещаемого наружными окнами в двух противоположных торцовых стенах, может быть не свыше 55 м.

Минимальная площадь окон в культурно-бытовых и общественных зданиях; торговых помещениях и т. д. устанавливается соответствующими нормами, в зависимости от характера и назначения помещений.

ЭЛЕМЕНТЫ ДЕТАЛЕЙ ОКОН

Основными элементами окна являются рама, створка, фурнитура и стеклопакет:

Рама – неподвижная пластиковая часть окна, на которую крепятся створки.

Створка – открывающаяся часть окна.

Стеклопакет – особым образом герметично скрепленные стекла. В зависимости от того, сколько стекол используется, различают однокамерный (два стекла и одна камера между ними) и двухкамерный (три стекла и две камеры) стеклопакеты.

Фурнитура – ручки, шпингалеты, запорные механизмы и прочие устройства, обеспечивающие открывание створок, их фиксацию в каком-либо положении или запирание.

Армирующий профиль – стальной усилительный элемент, находящийся внутри ПВХ–профиля и необходимый для придания жесткости оконной конструкции.

Оконные конструкции производятся из набора стандартных профилей. Обычно выделяют несколько основных видов профилей:

Рамный профиль – используется для создания основной конструкции (рамы), обычно идет по контуру всего окна.

Створочный – из него изготавливаются створки и другие открывающиеся элементы.

Импост – профиль коробки, служащий для притвора створок и навески створок в трех– и более створчатых окнах.

Штапик – пластиковая рейка, удерживающая стеклопакет в окне.

Отлив – плоский и широкий профиль, устанавливающийся снаружи окна и предназначенный для отвода дождевой воды от окна.

Откос – плоский и широкий профиль, используемый для аккуратной отделки боковых поверхностей оконного проема.

КРЕПЛЕНИЕ ОКОННЫХ КОРОБОК

Окна можно устанавливать либо сразу после возведения каркаса дома и крыши, либо после внешней обшивки наружных стен дома. В строительстве применяют, как правило, оконные блоки стандартных размеров, изготовляемые на специализированных деревообрабатывающих предприятиях. До установки оконного блока отмечают нижнюю сторону окна по обеим сторонам проема. По бокам проема в 15 см от его откосов устанавливают клинья из сухого дерева, оконный блок вставляют в проем и укрепляют.

Крепление выполняют шурупами (рис. 1) на месте боковых клиньев. Для сверления крепежных отверстий применяют сверло диаметром 12 мм, когда сразу делают отверстие и для шурупа, и для пластиковой гильзы (рис. 2).

Рис. 1. Применение пробок при креплениях шурупами:

1 - деревянные клинья.

Рис. 2. Крепление оконных и дверных коробок к деревянному каркасу:

1 - отверстие для шурупа; 2 - уплотняющая прокладка в шве.

Перед установкой больших оконных блоков снимают все переплеты или часть из них, чтобы облегчить работу. Внешняя оконная рама должна быть поставлена на место до окончательной сборки всего окна, чтобы можно было отрегулировать зазоры между переплетом и рамой. Оконные блоки высотой меньше 900 мм крепят двумя шурупами с каждой стороны, высотой более 900 мм - крепят сбоку так, чтобы интервал между шурупами был не больше 600 мм (рис. 3). У широких окон крепят также верх и место стыка блоков или отдельных частей блока.

Рис. 3. Крепление оконной рамы:

а - гвоздями через каркас стены; б - к каменной стене винтами с пластмассовыми дюбелями; 1 - клинья; 2 - гвозди 100...125 мм.

Может быть также применено крепление с помощью монтажной пены или крепление оконной рамы гвоздями к брусу каркаса. При креплении пеной раму сбоку убирают, и весь оконный блок крепят с интервалами в 700 мм, поскольку давление, вызванное пеной, стремится изогнуть оконную коробку между точками ее крепления.

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 остеклели я 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 . 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. 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. Проходные конструкции — глухие. 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 светопрозрачных 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.

ЛИТЕРАТУРА

«Архитектура зданий» Н.П. Вильчик

«Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания» П.Г.Буга