Текст книги "Материалы для основных конструктивных элементов зданий"

В современном строительстве конструкции окон и материалы, из которых их выполняют, должны отвечать следующим требованиям:

– обеспечивать должную освещенность;

– герметично закрываться;

– обладать низкой теплопроводностью;

– обладать высокой звукоизоляцией;

– быть надежными, долговечными, простыми;

– обеспечивать должную освещенность;

– обеспечивать проветривание помещений;

– защищать от непогоды, температурных воздействий, шума и пыли;

– быть удобными в эксплуатации, прочными;

– соответствовать своему функциональному назначению, а также общему архитектурному замыслу, как в экстерьере, так и в интерьере.

Основными частями и деталями современного окна являются:

– импост (вертикальная рейка, разделяющая подвижные створки окна или филенки наружных дверей);

– створка (открывающаяся часть окна);

– четверть, фальц (ступенька по краю доски служащая для сплачивания с другой доской, имеющей также четверть (фальц), или для удержания плоского материала, например, стекла);

– подоконный профиль (вспомогательный элемент, необходимый при установке или монтаже окна и служащий для удобства крепления подоконника с внутренней и водотлива – с внешней стороны помещения). Кроме того, он создает опору для оконной конструкции и служит дополнительным элементом распределения нагрузки;

– откос (торцевая часть стены, прилегающая к раме по боковым и верхней сторонам окна. Нижняя часть стены, прилегающей к окну, как правило, оформляется подоконником).

Вне зависимости от конструкции современное окно состоит из следующих элементов:

– оконного блока (он может быть выполнен из различных материалов: древесины, пластика, металла);

– фурнитуры, обеспечивающей необходимый тип открывания;

– стекла или стеклопакета;

– уплотняющих прокладок для герметизации стыков между рамой и створкой;

– дополнительных элементов (сливы, монтажные системы).

Оконные блоки в настоящее время изготавливают в основном двух типов: раздвижные и наклонно-поворотные. Поворотные окна могут открываться наружу или внутрь; откидные окна имеют верхний или нижний подвес. У поворотного окна одну и ту же створку при определенном положении ручки можно либо открыть, повернув вокруг вертикальной оси, на угол до 160 градусов, либо откинуть на нижнем подвесе, в результате чего образуется щель для проветривания. Любое окно, независимо от того, из какого материала сделано, должно легко монтироваться, открываться и надежно, плотно закрываться. Для выполнения этих целей существует фурнитура, которая является важным составным элементом окна. От ее качества и стабильности работы зависит работа всей оконной конструкции.

Современная фурнитура предоставляет дополнительные удобства при пользовании окном. Ее механизмы могут быть адаптированы к окнам различного веса и размера. Основными видами фурнитуры являются поворотный механизм с вертикальными подвесами, поворотный механизм с горизонтальными, поворотно-откидной механизм, фурнитура для открывания фрамуг. Существуют специальные элементы фурнитуры, позволяющие фиксировать угол открывания или предохранять створки от самопроизвольного захлопывания.

От конструктивных особенностей фурнитуры зависят возможности открывания окна. Откидные и поворотно-откидные окна вместо традиционных форточек в полной мере обеспечивают проветривание помещения, поэтому в этом случае форточки устанавливать нецелесообразно. Современная оконная фурнитура может обеспечить дистанционное открывание фрамуги при помощи передаточного механизма, ее можно открыть, находясь в любом месте комнаты. Многие части современной фурнитуры универсальны, что дает возможность устанавливать ее на деревянные, пластиковые и алюминиевые окна. Восковая обработка фурнитуры защищает от коррозии, придает поверхности привлекательный вид и уменьшает трение между ее элементами.

Существуют различные способы открывания окна. Так, откидные окна открываются сверху и часто используются на лестничных пролетах, где створчатые окна могут стать источником опасности, в подвалах, а также в помещениях, где открытые створки окна могут мешать. Эти окна легко доступны для ухода и чистки как изнутри, так и снаружи.

Изготавливают окна подвесными – с поворотом вокруг верхней крайней оси, или среднеподвесными, вращающимися, с горизонтальной или вертикальной осью вращения. Окна, имеющие вертикальную ось вращения, чаще всего открываются внутрь. Существуют окна, открывающиеся в обе стороны, т.е. вращаются вокруг своей оси в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Окна могут быть подъемно-раздвижными, горизонтально-раздвижными и убирающимися в стену. Использование таких окон позволяет сэкономить площадь помещения.

Для проветривания помещения в окнах делают форточки, либо форточки-створки, либо специальные панели, либо фрамуги.

Традиционным материалом для заполнения светового проема в оконном проеме является стекло. Среди современных строительных материалов существует значительное количество оконных стекол различных типов:

– рефлекторное (отражающее) (для защиты от солнечных лучей);

– абсорбирующее солнечную энергию, окрашенное в массе стекло;

– армированное (пожаростойкое, безопасное);

– закаленное (обладает повышенной устойчивостью к перепадам температуры и ударам;

– полупрозрачное зеркальное (отражает солнечные лучи и создает прохладу) и др.

Кроме специальных стекол, широко используются также пленочные покрытия, которые наносят как на одиночные стекла, так и на стекла, применяемые в стеклопакетах. Пленки придают стеклам определенные функциональные и декоративные свойства и обеспечивают: укрепление стекла, безосколочность, теплосбережение, солнцезащиту, огнестойкость, защиту от шума, тонирование, защиту информации, защиту от ультрафиолетовых лучей, одностороннюю видимость и др. Для тонирования стекла используют специальное пленочное покрытие или напыление.

Чтобы придать оконному стеклу большую прочность, используются специальные упрочняющие пленки. Чем толще пленка, тем она прочнее. С применением этой технологии выпускается защитное стекло триплекс. При его изготовлении два или более листа стекла прослаиваются специальной прочной пленкой. Чем больше слоев, тем выше надежность. Существуют также стеклопакеты с упрочняющей пленкой, не уступающие триплексу по прочности.

Конструкции современных окон дают множество вариантов заполнения светового проема, позволяющих подобрать для каждого конкретного случая свое решение. С появлением новых материалов и технологий к оконным конструкциям предъявляют повышенные требования, соответствующие современному уровню. В наше время окна становятся активной частью строительной системы и могут иметь самые разнообразные формы: от прямоугольной до сложных арочных конструкций; они могут быть круглыми или треугольными, прямоугольное окно может иметь скосы. Арки в окнах могут быть как простыми, так и лучковыми.

Все материалы, из которых изготавливают современные окна, позволяют создавать любые оконные формы. Форма окна тесно связана с функциональными возможностями и в первую очередь с возможностями его открывания. Традиционные материалы для окон в настоящее время существенно изменились. Так, оконные блоки из древесины, благодаря современным методам обработки, окраски и новым технологиям изготовления, стали более долговечными, погодоустойчивыми, с улучшенными эстетическими качествами.

Новые конструкции металлических профилей значительно повысили их звукоизолирующие и теплоизолирующие характеристики, современные методы обработки поверхностей преобразили их внешний вид. В наше время для изготовления оконных рам можно выбрать пластик, дерево, алюминий или комбинации из этих материалов.

Деревянные окна хорошо сочетаются с мебелью, обстановкой, дверьми, паркетом и т.д. Они по-современному функциональны. Специальная обработка защищает древесину, делает ее долговечной. Окна с деревянными рамами в любом интерьере дарят живое тепло. В настоящее время изготавливаются новые системы деревянных окон, с толщиной бруса 80 мм и сухим остеклением с использованием эластичных, легкосъемных резиновых уплотнителей, в отличие от мокрого остекления, при котором щели между стеклопакетом и штапиком и между стеклопакетом и бортом створки заполняются силиконом, что приводит к дополнительным затратам при необходимости ремонта. Новые уплотнители обеспечивают полную теплоизоляцию и звуконепроницаемость стыка.

Современные окна из клееного бруса со стеклопакетами прочны, хорошо противостоят воздействию времени, имеют хорошие показатели по изоляции.

Окна из ПВХ обладают рядом достоинств. ПВХ не подвержен разрушению и коррозии, устойчив к атмосферному воздействию, воздействию щелочей, кислот, извести, трудновоспламеним (перестает гореть без источника огня). Пластиковые окна герметичны, благодаря чему обладают прекрасными теплозащитными и шумоизоляционными свойствами. Они не требуют покраски и ремонта в процессе эксплуатации. Благодаря своей пластичности, ПВХ-профиль способен принимать практически любые конфигурации, что предоставляет свободу строителям, архитекторам и дизайнерам. Наиболее распространенными профилями являются:

– профили для рам с широкой и узкой лицевой поверхностью;

– профили для створок, устанавливаемых со смещением к раме, с широкой и узкой лицевой поверхностью;

– профили для створок, устанавливаемых вровень с рамой;

– профили для полотен балконных дверей;

– профили для вертикальных и горизонтальных импостов;

– профили со штульпом (нащельной манжеткой) или упорной планкой по притвору для двустворчатых окон без стационарного импоста;

– профили Т-образного сечения для среднеподвесных (вертикальных и горизонтальных) створок и для обычных распашных окон с открыванием наружу;

–штапики (разнообразных профилей);

– горбыльки для членения остекленных поверхностей.

При изготовлении больших окон и витрин, ленточного горизонтального и вертикального остекления, а также эркеров разной формы (прямоугольной, треугольной, трапециевидной) используются специальные профили-соединители, которые также могут быть предназначены для стыковки профилей под разными углами.

Для увеличения высоты оконной коробки, например, при установке окон в старых зданиях с большими четвертями или при монтаже балконных дверей, используются расширители. Они могут быть такой же ширины, как оконная коробка, или уже ее. Меньшие по ширине расширители используются, как правило, для присоединения наружных водоотливов или подоконников.

Для эффективного отвода воды от оконной конструкции и для присоединения наружных отливов и подоконников применяются специальные профили – отливы-соединители. Для отделки оконных откосов используются разные облицовочные профили: уголки, наличники, заглушки или целые облицовочные системы.

Окна из обычного алюминиевого профиля тепло практически не держат, поэтому можно выбрать более практичный комбинированный профиль: снаружи алюминий, с внутренней стороны – дерево или пластик. В настоящее время при изготовлении окон и дверей из алюминиевого профиля используют системы «теплых» профилей, т.е. таких, где наружная и внутренняя оболочки профиля соединены между собой термомостом (изолирующей планкой, которая прерывает поток тепла, обеспечивая, таким образом, лучшую теплоизоляцию). Алюминиевый профиль используют для остекления больших площадей, лоджий или балконов, а также для изготовления сложный конструкций.

Довольно часто в строительстве используют деревоалюминиевые окна, в которых накладки из алюминия на внешнюю поверхность рам делают окна очень долговечными. Алюминий защищает внешнюю сторону от атмосферных воздействий, а специальный крепеж позволяет дереву дышать.

Основными функциями окна являются теплоизоляция, герметичность и звукоизоляция. Обычное прозрачное стекло является плохим изолирующим материалом, однако на теплоизолирующие свойства конструкции с применением стекол можно влиять различными способами. Раньше теплоизолирующие свойства стеклянной части можно было улучшить только путем установки дополнительных стекол. В настоящее время для этой цели применяют изолирующие стеклопакеты, в том числе заполненные инертными газами, плохо проводящими тепло. Используют селективные стекла, которые снижают количество теплового излучения, попадающего в промежуточное пространство окна.

С улучшением теплоизолирующих свойств окон снижается риск образования конденсата на внутренней поверхности внутреннего стекла, уменьшаются воздушные потоки на поверхности стекла и так называемое холодное дыхание окна. При этом повышается комфортность помещения вблизи окна и отпадает потребность устанавливать под окном батарею.

Герметичность также очень важна для окна. Оконная конструкция должна выдерживать разницу давления между внешним и внутренним пространством таким образом, чтобы не возникало чувства дискомфорта и существенно не увеличилась необходимость дополнительного обогрева помещения. Кроме этого, оконная конструкция должна препятствовать проникновению воды с улицы в помещение или огороженные конструкции. Попадание воды в оконную конструкцию допустимо, если обеспечено беспрепятственное стекание воды обратно.

Звукоизоляция окон зависит от трех факторов: толщины стекол, величины воздушного промежутка и герметичности притвора. Увеличение толщины стекла повышает изолирующую способность при низкой или средней частотах, поскольку в толстых стеклах закон совпадения ухудшает изоляцию уже при низких частотах. При одинаковой герметичности притворов звукоизоляция не зависит от материала створок. Считается, что пластмассовые окна по степени звукоизоляции значительно превосходят деревянные. Это не всегда так. Даже при замене деревянных окон на пластмассовые субъективно отмечается заметное снижение проникающего шума, причина этого может заключаться в замене старых деревянных окон – без уплотняющих прокладок в притворе – на имеющие эти эффективные резиновые прокладки, а часто даже двойные, новые пластмассовые окна.

Помещения необходимо проветривать не только для обеспечения свежим воздухом, но и для создания нормального влажностного режима помещения (вывода паров влаги). В отличие от старых окон, которые не обеспечивали плотной изоляции, современные окна препятствуют естественному неконтролируемому обмену воздуха, поэтому для решения этой проблемы разработаны системы вентиляции, устанавливаемые на современных окна.

Современные оконные конструкции разделяют на одинарные, спаренные, раздельные и раздельно-спаренные.

Оконные блоки со спаренными створками состоят из наружной и внутренней створок, спаренных между собой, а внутренняя, кроме того, навешивается на петли в коробке. Соединенные между собой стяжками створки составляют как бы один переплет, обладающий достаточной жесткостью.

Раздельные оконные блоки состоят из коробки, на которую навешены створки, фрамуги и форточки, открывающиеся в одну или разные стороны.

Раздельно-спаренные оконные блоки представляют собой комбинацию окон со спаренными и с раздельными створками. Наружные створки у таких окон – одинарные, а внутренние спаренные.

Остекление окна может быть одинарным, двойным и тройным. Окна с двойным и тройным остеклением делятся на окна со спаренными и раздельными переплетами, а применяемое остекление делится на обычное и стеклопакет. Держать стекло могут не только глухие створки окон, он и сама рама. Такие оконные коробки заменяющие створки, монтируют на изолированный элемент, точно так же, как и остальные рамы и створки. Не так давно для уменьшения теплопотерь, которое может достигать более 20 %, использовались традиционные системы остекления с применением двух– и трехстекольных конструкций с большими воздушными промежутками, но в настоящее время неотъемлемой составной частью окон стал стеклопакет.

Стеклопакеты состоят из двух или нескольких стекол, герметично соединенных по контуру и разделенных между собой воздушными или заполненными инертными газами прослойками. Стеклопакеты могут собираться как из обычных стекол, так и из специальных – селективных, уменьшающих теплопотери. Используя в стеклопакетах стекла с различными покрытиями, можно получить заданный спектр лучей, проникающих в помещение. Изменяя различные виды стекол и пленок с теплоотражающими и другими покрытиями, межстекольными расстояниями и составом газонаполнения стеклопакетов можно изготавливать окна с заданными характеристиками. Герметизацию стеклопакета выполняют специальными пластифицированными мастиками.

Необходимость остекления стеклом и стеклопакетом совместно появляется в случае, если окна устанавливаются в холодных районах, где есть вероятность их промерзания или в зданиях, которые расположены рядом с оживленными транспортными магистралями, где необходима дополнительная звукоизоляция. Любые системы остекления могут устанавливаться в оконные блоки, выполненные из любого материала, в том числе и из древесины.

Экологически безопасным материалом, применяемым в настоящее время для вертикального остекления, выполнения светлопрозрачных кровель, перегородок, является прозрачный пластик – поликарбонат. Ударная прочность поликарбоната в 200 раз выше, чем у стекла и намного выше, чем у акриловых пластиков. Панели и профили, изготовленные из этого материала, имеют множество внутренних воздухонаполненных ячеек, перегородки которых служат ребрами жесткости. Такие панели пропускают до 80 % солнечного света. Материал обладает такими же светорассеивающими и теплоизоляционными свойствами, как и двухкамерный стеклопакет.

Во многих случаях первые этажи современных зданий остекляют стеклами повышенной прочности, используя для этого закаленное, армированное, ламинированное (защищенное специальными полимерным пленочным материалом), многослойное и другие виды оконных стекол.

В настоящее время разработаны специальные компьютерные программы, которые облегчают поиск оптимального решения в остеклении окон. Задавая тип остекления: количество стекол, ширину воздушного промежутка стеклопакета, тип стекол (селективное, с пленкой и т.п.), газонаполненность стеклопакета и т.п., можно получить необходимые технические характеристики остекления.

Высокое качество окон складывается из качества элементов самого окна: профиля, фурнитуры, уплотнителей, стекол или стеклопакетов, а также качественной сборки и качественной установки, которая является очень важным фактором в строительном деле.

Двери в стенах зданий служат для заполнения проемов, предназначенных для прохода. Проем заполняется прислонными или закладными рамами (коробкой), состоящими из порога, перекладины и косяков (нижний, верхний и боковые брусья). К коробке крепятся на петлях дверные полотна. Двери бывают однопольные и двупольные. В массовом строительстве применяют стандартные двери. Их полотна бывают гладкими и филенчатыми. И те, и другие могут быть остеклены (балконные двери, кухонные, в зал, на террасу и др.). Ширина дверей однопольных может быть 600, 700, 890, 1090 мм, двупольных 1290, 1390, 1490 мм. Высота дверей от 2000 мм до 2300 мм.

По назначению двери делятся на наружные, входные, внутрикомнатные, внутренние для подсобных помещений, балконные. По конструкции двери могут быть:

– щитовые,

– складчатые,

– филенчатые,

– телескопические,

– раздвижные.

Изготавливают двери из следующих материалов:

– древесина,

– оргалит,

– пластик,

– стекло,

– поливинилхлорид,

– металл,

– металл и стекло и др.

К наружным относятся входная дверь, двери на террасу, а также двери гаража и размещенных снаружи помещений. Размеры входной двери должны соответствовать пропорции здания. Существует много вариантов для изготовления входных дверей:

– вращающиеся двери из стекла;

– филенчатые двери, украшенные колоннами, порталом, освещенные установленными по обе стороны от нее фонарями;

– большие и тяжелые дубовые двери, с крупными накладными дверными петлями, массивными ручками или замками-засовами;

– двери, обитые металлом;

– двери на шпонках (из грубо струганных досок, примитивные, но прочные;

– двери, окрашенные в яркие, контрастные фасаду здания цвета – красный, желтый, черный и др.

Дверь должна быть прочной, надежной, красивой и защищать от нежелательных вторжений. Такие двери изготовляют из древесины твердых пород – дуба, вяза, тика и укрепляют стальными листами или оклеивают пленкой с любым рисунком-имитацией под дерево. В некоторых случаях в жилых зданиях устанавливают стальные двери из прокатных профилей или штампованных профилей с обшивкой из листовой стали. Полотна стальных дверей могут иметь одинарные или двойные стенки. Наиболее экономичны щитовые двери. При строительстве многоэтажных домов в квартирах устанавливаются, как правило, простые пустотелые двери с коробкой.

Главной дверью является парадная. Она должна превосходить по отделке и прочности все остальные. Двери или ворота в гараж делают широкими. Для небольшой квартиры или комнаты можно изготовить развижную, складчатую или телескопическую дверь. Двери этих конструкций позволяют экономить площадь и не загромождать пространство. Чтобы освободить пространство, достаточно такую дверь сложить или утопить в стену. Они экономят и место. Достаточно раздвинуть такую дверь, и внутри одного помещения получится две комнаты. Такая конструкция очень удобна в жилых помещениях, объединяющих две или более функциональные зоны (гостиная-кабинет, спальня-гостиная и т.п.).

Удобна раздвижная дверь на роликах, желательно, чтобы она была легкой. Очень легкая дверь – каркасная. Ее изготовляют из брусков обвяза толщиной 25 – 30 мм и шириной 45 – 50 мм. С обеих сторон ее облицовывают тонкой фанерой или древесноволокнистой плитой. Раздвижные двери изготавливают с остеклением, целиком стеклянные, пластиковые. Ролики двери двигаются по направляющим разного сечения, которые устанавливают внизу и вверху.

Двери высотой до потолка изготавливают в помещениях большой площади, с высокими потолками. Вращающаяся дверь придает пространству динамизм и визуально изменяет пропорции помещения. Стекляные двери различных конструкций используют на различных балконах, лоджиях, террасах. Стеклянные двери или двери с остеклением изготавливают для помещений, где необходима изоляция от шума, но нежелательно перекрытие доступа света.