Cправочник по окнам

Общие сведения

Окна относятся к светопрозрачным ограждениям и должны удовлетворять техническим, акустическим и архитектурно-художественным требованиям. При этом следует иметь в виду, что чрезмерное увеличение размеров окон и площади остекленения , наряду с тепло-акустическим дискомфортом , вызывает и удорожание строительства : 1 кв.м окон в несколько раз дороже 1 кв.м стены.

Оконные блоки состоят из оконных коробок, остекленных переплетов и подоконных досок.

Оконная коробка представляет собой раму, к которой крепятся оконные переплёты. Действующими ГОСТами России предусматривается применение общих коробок для 2-3-х переплётов. Коробки крепятся к деревянным антисептированным пробкам, заделанным в кладку простенков. Зазоры между коробкой и кладкой заполняются вспененными тепло-гидроизоляционными герметиками типа «МАКРОФЛЕКС», «БОСТИК», «СОУДАЛ» и др.

Оконные переплеты состоят из вертикальных элементов — створок и фрамуг. И те, и другие могут быть глухими и открывающимися. По числу створок перепеты бывают одностворчатыми, двустворчатыми, трехстворчатыми и т.д.

При строительстве жилых домов часто применяют окна со спаренными переплётами, в которых наружный и внутренний переплёты сближены до соприкосновения и образуют как бы один переплёт с двумя-тремя стёклами.

Все створные элементы переплётов оснащаются оконными притворами: петлями (навесками), ручками, шпингалетами, форточными завертками, фрамужными устройствами (для открывания и закрывания фрамуг).(см. рис.)

Элементы заполнения оконного проёма выполняются из разных материалов.
В России для оконных блоков традиционно применялась древесина. Этот материал экологически чистый, долговечный, с низкой теплопроводностью, с хорошим теплоусвоением. Надлежащим образом высушенная, пропитанная антисептиками и антипиренами, покрашенная древесина служит 50-100 лет. Известные и характерные для древесины «пороки», связанные с анизотропностью её строения, нивелируются применением многослойных, клееных элементов с усилением механической прочности металлическими элементами, что повышает надежность в эксплуатации.

За последние несколько лет российский рынок окон претерпел существенные изменения. Освоенные западными производителями в 80-е годы конструкции многослойных деревянных, поливинилхлоридных и комбинированных (металл-дерево) окон с применением стеклопакетов, поворотно-откидных приборов и новых типов уплотняющих прокладок уверенно вытесняют из индивидуального и коттеджного строительства России деревянные окна многих отечественных производителей. В случае применения стандартных конструкций деревянных окон им следует усилить работу по модернизации этих изделий. Хорошую перспективу имеет улучшенная конструкция спаренной столярки по ГОСТ 11214-86 при её изготовлении с двойным притвором и тепловым экраном на основе полиэтилентерефталатной плёнки с теплоотражающим покрытием, установленной в межстекольном пространстве. Даже при условии потери качественных показателей плёнки за 8-10 лет эксплуатации, тепловой экран легко заменяется на новый. Сопротивление теплопередачи таких окон составляет 0,65 кв.мК/Вт.

Координация действий производителей окон — нужное и своевременное дело. Фирма «Русская Оконная Мануфактура» является учредителем Российской Ассоциации производителей энергоэффективных окон (АПРОК), созданной под эгидой Государственного Комитета РФ по жилищной и строительной политике (Госстрой РФ) и с 12.11.96 определена как координатор научно-исследовательских, опытно-конструкторских, законодательно-нормативных и экспериментальных работ по совершенствованию конструкций и развитию светопрозрачных ограждений с повышенным уровнем теплозащиты.

Технические требования к окнам

Теплопроводность (К) определяет возможность утечки тепла. Материалы-проводники (металлы) имеют самое высокое значение теплопроводности, что свидетельствует о низкой теплоизоляции. Чем ниже значение теплопроводности, тем выше теплоизоляция.
Установлено, что в России, в условиях, когда фасад жилого дома имеет 20%-ное остекление, через светопрозрачные конструкции ограждений проходит 40-50% тепловой энергии.
Российские конструкции окон ближайшего будущего определяются в первую очередь растущими пропорционально ценам на энергоносители требованиям и повышения сопротивления теплопередаче, что мы наблюдаем в прилагаемой таблице, рекомендованной Минстроем России (письмо № СП-232/13 от 17 апреля 1997 года) в свете начатой работы по пересмотру действующих стандартов на оконные блоки.

 

Герметичность стыков.
При определении герметичности стыков измеряется количество воздуха, проникающего через стыки при различных перепадах давления за определенное время. По результатам испытаний окна могут быть допущены к применению на высоте до 8, 30, 100 метров.

Защита от ливневого дождя.
Эта величина показывает защищённость окон от проникновения воды. Нагрузка от ливневого дождя растёт вместе с высотой зданий. Она измеряется по группам:
А (до 8 м);
В (до 20 м);
С (до 100 м).

Прочность углов.
Углы пластмассовых окон проверяются на прочность на специальных испытательных стендах. Способность рам выдерживать высокие нагрузки достигается благодаря многокамерному профилю и утолщенным стенкам.

Рекомендуемые коэффициенты шумозащиты окон представлены в таблице.

Архитектурно-художественные требования

Специалисты фирмы «VEKA» знакомят с основными принципами выбора пропорций современных окон. Эти советы могут быть полезны как архитекторам-проектировщикам, так и индивидуальным заказчикам.

Во-первых, следует учесть, что правильный выбор пропорций вашего окна — это вопрос не только эстетический, но и технический. Так, например, при проектировании должны быть исключены такие пропорции, при которых высота створок значительно меньше их ширины — масса стеклопакета в этом случае крайне негативно влияет на прочность рамы и фурнитуры. При этом не следует забывать, что ширина створки в небольших помещениях выглядит некрасиво не только изнутри, но и с внешней стороны здания.

Идеальными считаются окна шириной 80 см и высотой 130 см.
После того, как выбраны основные пропорции, необходимо решить следующую задачу: в целях наиболее гармоничного сочетания с фасадом определить правильное деление рамы. Здесь вам помогут декоративные накладки.

Следует отметить, что если при реставрации памятников архитектуры самым важным является воссоздание исторической достоверности фасада здания, то в новых домах должны быть реализованы индивидуальные желания. Не забывайте, что тщательное соблюдение масштаба в чертежах окон и фасада помогает избежать многих неприятностей.

Классификация окон

В зависимости от того, каков размер оконных проёмов в вашем доме, выбирается тип профиля и те элементы окна, которые можно было бы открывать.

Современная фурнитура предоставляет возможность устанавливать откидные, поворотные или поворотно-откидные створки(то есть открывающиеся в одной или двух плоскостях).

Двухстворчатые окна выполняются как со средней стойкой, так и без стоек.
Широкие окна (от 150 см) из технических соображений следует выполнять только со стойкой.
Узкие окна выглядят намного привлекательнее без стойки, но в этом случае желательно применять специальный профиль с уплотнением посередине и максимально узкий в сечении.

Основные типо-размеры современных оконных блоков представлены на таблице 1 и на таблице 2.

Современные материалы и технологии позволяют надежно защитить помещения от шума и холода, забыть о покраске и ремонте, о запотевших окнах и неоткрывающихся форточках. Окна нового поколения сохранят свою свежесть и привлекательность, не требуя ни ремонта, ни специального ухода в течении десятков лет.
Особую роль в оконных системах играет рама. Она должна как можно меньше подвергаться деформациям при перепадах температуры и обеспечивать герметичность закрывания створок.
При оценке материала, из которого она изготовлена, необходимо учитывать следующее:

Дерево обладает хорошими изоляционными свойствами и прочностью, но требует значительно большего ухода, чем поливинилхлорид (ПВХ) или алюминий.

Алюминий по прочности имеет большие преимущества по сравнению с деревом или ПВХ, причём не требует значительного ухода и ремонта, но обладает высокой теплопроводностью, практически не сохраняет тепло.

Поливинилхлорид требует минимум ухода и совсем не требует ремонта, совмещая в себе достоинства пластика и металла. Рамы из ПВХ обладают высокой прочностью и отличными изоляционными качествами.

По сравнению с деревянными, пластиковые окна обладают рядом преимуществ:
— в процессе эксплуатации они не меняют своих линейных размеров, не коробятся, не рассыхаются, обеспечивают высокую степень шумозащиты и защищают от сквозняков;
— затраты на содержание (по исследованиям зарубежных специалистов) окон из твердых пород дерева на 23% больше, чем затраты на содержание пластиковых окон (за двадцатилетний срок эксплуатации);
— затраты на содержание алюминиевых окон в течение такого же периода на 57% выше, чем ПВХ-окон;
— установка «теплых» пластиковых окон вместо деревянных низкого качества, применяемых в строительстве, сегодня позволяет снизить расходы энергоресурсов на отопление.

Стёкла и стеклопакеты. Виды стёкол

Стекло является традиционным материалом, используемым в качестве светового ограждения в оконных проёмах, свойства которого практически не изменились со дня его изобретения. Поэтому снижение теплопотерь через остекление является задачей не столь очевидной. Обычно для уменьшения теплопотерь исользовались традиционные системы остекления с применением двух- и трехстекольных конструкций с большими воздушными промежутками, которые по габаритам были сравнимы с толщиной стен.

Теплосберегающие стекла.
Теперь для уменьшения теплопотерь используют так называемые теплосберегающие стекла. Это стекла с нанесёнными на них покрытиями, обладающими малой излучательной способностью.

Обычное стекло, как все диэлектрики, является материалом с большей, по сравнению с металлами, излучательной способностью. Это свойство стекла и является одной из причин, приводящей к потери тепла за счет излучения.

Изменяя терморадиационные свойства поверхности стекла, мы можем изменить его излучательную способность и тем самым уменьшить потери за счет излучения.(см. рис. «Принцип работы стеклопакета с напыленным теплоотражательным слоем»)

В настоящее время для этих целей используется два типа покрытий: «твердые» и «мягкие».
Твердые — на основе индий-оловянных окислов и т.п., наносимых на поверхность стекла пиролитическим способом. Такие покрытия позволяют снизить потери за счет излучения примерно в 7-8 раз по сравнению с чистым стеклом.
Мягкие — покрытия наносимые на стекло, как правило путем магнетронного распыления.
Такие покрытия представляют собой ряд полупрозрачных слоев металла (чаще серебро) с системой просветляющих слоёв окислов. Такие покрытия позволяют уменьшить излучение в несколько десятков раз.

Использовать подобные стекла с теплосберегающим покрытием в обычных системах остекления бесcмысленно, поскольку конструкция остекления не обеспечивает надежную герметичность и атмосферная влага, конденсирующаяся на поверхности покрытия, будет увеличивать его излучательную способность.

Такое стекло обычно используют в составе стеклопакета покрытием внутрь. Преимуществом стеклопакета является его полная герметичность и сравнительно малая толщина. Для уменьшения потерь за счет теплопроводности такой стеклопакет обычно заполняется инертным газом.

Стеклопакеты. Общие сведения.

Стеклопакет — это два или три стекла, герметично соединённые между собой. Для улучшения тепло- и звукоизоляции воздух между стёклами, как правило, откачивается. Естественно, не до полного вакуума — воздух просто разреживается. Чтобы стеклопакет не запотевал изнутри, в него засыпается абсорбент, впитывающий образующийся при перепадах температур конденсат.

Основой для широкого применения стеклопакетов стало освоение новых мобильных и относительно недорогих технологий с применением надёжных герметиков.

Еще в 60-е годы в нашей стране в опытном порядке было налажено производство стеклопакетов. Например, в Санкт-Петербурге (Ленинград) трестом ЛОС (Ленотделстрой) на опытном заводе изготавливались стеклопакеты для ответственных зданий города (аэродром «Пулково», спортивный комплекс «Юбилейный»).

Технология их изготовления складывалась из следующих основных операций:
— заготовки алюминиевой рамы (каркаса);
— заготовки двух оконных стекол, их приклеивания к алюминиевой раме;
— продувания горячим воздухом полости между двумя стеклами;
— герметизации отверстий.
Крупнейший стеклопакет имел площадь остекления 16 кв.м. Однако, собственного технологического оборудования в нашей стране создано не было.

В 1995 году в мире было произведено около 190 млн кв.м стеклопакетов, в Европе — 100 млн кв.м, при этом только в Германии объем выпуска стеклопакетов составил свыше 30 млн кв.м.

Стеклопакет является неотъемлемой составной частью энергосберегающих окон. Таким образом, наиболее рациональным средством, повышающим тепловую и звуковую изоляцию помещения, является использование стеклопакетов для заполнения световых проемов окон и дверей.

Стеклопакеты состоят из двух или нескольких стекол, разделенных воздушными прослойками и герметично соединенных по контуру.

Целесообразность применения стеклопакетов в качестве заполнения световых проемов определяется наличием герметичной воздушной прослойки, заполненной обезвоженным воздухом.
Стеклопакеты обладают высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Благодаря герметичности в воздушную прослойку не попадает влага и пыль, не ухудшается освещенность помещений. Толщина воздушных прослоек составляет 6-20 мм. Она фиксируется распорными рамками из алюминиевого профиля, заполненными осушающим материалом. Температурные зазоры между стеклом и переплетом заполняют нетвердеющими долговечными мастиками.

Для дальнейшего улучшения тепло- и звукоизоляционных свойств стеклопакета межстекольное пространство может заполняться специальным инертным газом.

Технические характеристики стеклопакетов, на примере фирмы «КВЕ» (Германия) представлены в таблице.

Из опыта Германии по программе «Энергосбережение жилых домов»:

Первая программа по энергосбережению позволила внедрить стеклопакеты после энергетического кризиса 60-70 гг.

Вторая программа была связана с «санацией» (заменой старого оконного заполнения), начиная с панельных домов (особенно в бывшей ГДР) и заканчивая индивидуальными коттеджами. В результате, потребление энергии на отопление и кондиционирование зданий резко снизилось (в несколько раз), и как следствие, уменьшилась нагрузка на экологию окружающей среды.

В настоящее время в Германии принята третья программа энергосбережения, согласно которой обычные стеклопакеты в окнах будут заменяться на качественно новые, с прозрачными функциональными оптическими покрытиями, обеспечивающими сопротивление теплопередаче от 0,9 кв.мК/Вт — для однокамерного пакета, до 2,5 кв.мК/Вт — для двухкамерного пакета. При этом светопропускание пакета должно быть не ниже 75%, а энергопропускание — менее 25%.

Стеклопакеты. Технология изготовления стеклопакетов.

Технология изготовления стеклопакетов прошла в основном три стадии своего совершенствования:
— изготовление стеклопакетов на основе силиконового герметика;
— изготовление стеклопакетов по одностадийному методу низкомодульной герметизации на основе бутиловых герметиков;
— изготовление стеклопакетов по двухстадийному методу герметизации
на основе высокомодульных полисульфидных герметиков (бутил + тиокол).

По последней схеме в мире готовится более 80 % стеклопакетов.

Сравнительные характеристики различных герметиков, используемых для изготовления стеклопакетов, представлены в таблице.

Технология изготовления стеклопакетов, качество применяемых герметиков и организация контроля качества на российских предприятиях, изготавливающих стеклопакеты, в настоящее время является наиболее узким местом в общем процессе производства окон.

Теоретически опасность разгерметизации стеклопакета усиливается при его эксплуатации свыше 10-25 лет или при t = -30?С и ниже. В этих условиях следует применять конструкции, в которых стеклопакет защищен от резких температурных перепадов впередистоящим стеклом, т.е. конструкция «стекло + стеклопакет» по аналогии с ГОСТ 24699-81.

Наивысшим термическим сопротивлением отличаются газонаполненные стеклопакеты (заполнение — аргон, и особенно эффективен криптон). Для повышения тепло- и звукоизоляции воздух частично разрежают. Чтобы исключить запотевание, в стеклопакет засыпают абсорбент.

Серьезной проблемой является узкая оконная коробка (толщиной 60 мм) большинства современных окон-ПВХ, а также деревянных со стеклопакетами, что вызывает появление «мостиков холода» на границе примыкания окон к стене.

Результаты расчетов теплового сопротивления для различных типов стеклопакетов смотри в таблице.

Варьируя различными видами стёкол и плёнок с теплоотражающими (и другими покрытиями), межстекольными расстояниями и составом газонаполнения стеклопакетов, можно изготавливать окна с заданными параметрами.

Стеклопакеты. Виды стёкол и плёнок с теплоотражающими (и другими покрытиями).

Для увеличения солнцеотражающей способности окна в строительной практике используют специальные строительные теплоотражающие стёкла.

Наиболее перспективно заполнение световых проёмов стеклопакетами с использованием этих стёкол. В солнцезащитных пакетах могут также применяться комбинации из теплопоглощающего и теплоотражающего стёкол. Очень эффективно использование теплоотражающих стёкол с оксидно-металлическими покрытиями (см. «Виды стёкол»). Теплоотражающее покрытие имеет малую прочность на истирание, а стекло, установленное покрытием внутрь пакета, не надо подвергать очистке, так как благодаря герметичности стеклопакета стекло не загрязняется со стороны межстекольного пространства. Используя в стеклопакетах стёкла с различными покрытиями можно получить заданный спектр лучей, проникающих в помещение.

Использование селективных стёкол уменьшает теплопотери через стеклопакет.

Селективное стекло отражает 30-40% тепла обратно в помещение. Правда селективное стекло и стоит примерно в 1,5 раза дороже обычного. Дешевле и достаточно эффективно установить к однокамерному стеклопакету плёнку (светопрозрачную, полимерную).

Например, фирма «Соларекс» (Москва) предлагает широчайший выбор полимерных теплосберегающих пленок «Соларекс» со специальным клеевым покрытием, согласно Московским городским строительным нормам МГСН 2.01-94 для установки на оконные стекла. Это позволяет избежать тройного остекления. Пленка придает такие свойства стеклу, как безосколочность, ударопрочность, повышает огнестойкость.

Толщина пленок «Соларекс» — 56-380 мкм.
Цвет — более 130 оттенков.
Цена — 10 ус.ед./кв.м.

Бывают стёкла, которые отражают часть уличного ультрафиолетового излучения, которое считается вредным. Их ставят с наружной стороны стеклопакетов.
Стеклопакеты могут применяться во всех случаях, когда используется обычное остекление или остекление специальными строительными стёклами.

Расстояние между стёклами и количество камер.
Однокамерный (двойной) стеклопакет позволяет сократить теплопотери по сравнению с традиционным двойным остеклением на 30-40%.
Применение двухкамерного стеклопакета (с тремя стёклами) по 4 мм и зазорами в 6 мм повышает теплоизоляцию ещё примерно на 15%.

Так, например, между двух стёкол теплопередача осуществляется примерно на 2/3, путём теплового излучения, и на 1/3 — теплопроводностью. Таким образом, устранив теплопередачу, обусловленную тепловым излучением, можно на 60-70% снизить тепловые потери через прозрачные ограждающие конструкции.(см. рис.)

Сравнение стеклопакетов, где на одно из стекол нанесено покрытие с низкой излучательной способностью, с пакетами, где на стекло наклеена полимерная пленка с таким же покрытием, показало, что их теплофизические свойства одинаковы, а себестоимость пакетов с полимерной пленкой, как правило, ниже.

Однокамерные пакеты с низкоэмиссионным покрытием, чтобы удовлетворить требования новых МГСН 2.01-94 (Московские городские строительные нормы), должны быть заполнены другим инертным газом — криптоном. При этом их тепловое сопротивление будет 0,6-0,7 кв.м*градС/Вт.
Двухкамерные стеклопакеты с низкоэмиссионным покрытием перекрывают требования МГСН 2.01-94 даже с воздушным заполнением. Причем применение пленки с покрытием вместо стекла увеличивает тепловое сопротивление пакета, снижает его массу и стоимость.

Расстояние между стёклами и количество камер также влияет на звукоизоляционные свойства стеклопакетов. Например, стандартный однокамерный стеклопакет (4x6x4 мм) позволяет добиться шумоизоляции в 32-34Дб, двухкамерный — в 42Дб.

Стеклопакеты. Технические характеристики стеклопакетов.

Стеклопакеты собираются из обычного, рефлексного, окрашенного, мозаичного, армированного, безопасного, теплоотражающего и теплопоглощающего стёкол.

Форма стеклопакетов: квадрат, прямоугольник, треугольник, круг, полуовал (радиус не менее 10мм), трапеция и др.

Минимальный размер стеклопакета: 350×180мм.
Максимальные размеры:
3500×2500мм при толщине стёкол 6мм;
1500×2500мм при толщине стёкол 4мм.
Толщина стекла: от 3 до 10мм.
Ширина алюминиевых распорных профилей: 6;8;10;12;14;16.

Для изменения декоративных свойств стеклопакета в межстекольном пространстве могут быть установлены декоративные внутренние рамки — прямые, крестообразные и изогнутые. Или снаружи поверхности стеклопакета могут быть наклеены декоративные профили («дуплекс») из окрашенного алюминия.

Цвет стандартных алюминиевых профилей: белый, светлая бронза, темная бронза, светло-коричневый, темно-коричневый, черный, неокрашенный.

Декоративные внутренние рамки (стандартные):
— белая 18мм, 16мм;
— под золото 8мм.

Деревянные окна.

Современная деревянная рама должна быть рассчитана на возможность установки стеклопакета.

Фирма «Ротак» (Москва) организовала производство современных теплошумозащитных деревянных окон по уникальной технологии. Оконный блок состоит из одинарной деревянной рамы (трехслойный клееный брусок из древесины хвойных пород), в которую герметично вставлен стеклопакет. Такая конструкция окон обладает повышенными светотехническими и теплозощитными свойствами при значительном снижении расхода древесины и трудозатрат по сравнению со стандартными конструкциями окон.

Согласно исследованиям НИИ Стройфизики, применение такого окна в строительстве снижает теплопотери более чем в 1,8 раза. Технико-экономические расчеты показали, что с энергетической точки зрения новое окно на 35% эффективнее традиционно применяемых окон.

Плодотворно работают финские фирмы по реконструкции старых окон и созданию новых деревянных и комбинированных окон. Ниже приводятся примеры таких окон.

Рамы и створки в них изготавливают из сосны. Рама склеивается из нескольких (обычно из трёх) элементов, что препятствует её деформации при резких перепадах температур. Для предотвращения гниения, древесина высушивается до влажности 12% и иногда пропитывается антисептиками. Такое окно обычно состоит из двух створок, причём стеклопакет вставляется во внутреннюю. Внешняя створка может выполняться в нескольких вариантах. Наиболее распространенные (встречающиеся практически у всех Финских производителей, работающих на Петербургском рынке) — деревянная, деревянная с алюминиевым отливом и целиком алюминиевая.

Принципиально эти окна мало чем отличаются друг от друга, хотя у каждого производителя есть свои технологические особенности. Применяемая ими фурнитура, как правило, тоже производится в Финляндии. Некоторые её варианты позволяют открывать и закрывать окна в двух плоскостях — горизонтально и вертикально. Двойные рамы позволяют вставлять между ними жалюзи и москитные сетки. По желанию заказчика рама может иметь различную окраску снаружи и изнутри.

Сейчас в России можно встретить фирмы, работающие с финскими окнами «WIREBO», «FENESTRA», «TIIVI» и «SKAALA».

Готовые деревянные детали обрабатывают способом вакуумной пропитки.

Уровень теплоизоляции можно выбрать в зависимости от эксплуатационного назначения строения и климатических условий.

В целом, стекло является самым слабым шумоизолирующим местом в здании. Поэтому его изолирующая способность прямо влияет на уровень силы звука во всем строении.
«Домус» предлагает эффективную защиту от шума.

Внешняя поверхность рамы и коробки: анодированный или окрашенный обжигом алюминий (для MSE дерево-алюминий) или обработанное вакуумной пропиткой VAC дерево.

Коробка: обработанное вакуумной пропиткой дерево.

Обработка поверхностей деревянных деталей: обработка лессировочными красками или окраска.

Цвета: стандартные оттенки обработки лессировочными красками: цвет соломы, бука, дуба, коричневый, черный; стандартная окраска: белая, можно заказывать и другие оттенки; окраску можно провести двумя или тремя цветами.

Остекление: стандартное стекло — оптически безупречное стекло «FLOAT», можно также отдельно заказать и ударостойкое.

Скобяные изделия: стандартные белые и хромированные наружные скобяные изделия, другие варианты заказываются отдельно.

Дополнительное оснащение: установка жалюзей, вентили свежего воздуха, форточки для проветривания, сетки от насекомых и т. д.