Комбінована алюмінієво-пластикова віконна система

Реферат: UA 103461 U UA 103461 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва, а саме до скління великих площ, та може бути використана на вибухонебезпечних виробництвах підприємств енергетичної, нафтової, хімічної, деревообробної та ін. Зазвичай для зниження надлишкового тиску, що виникає при внутрішніх аварійних вибухах, використовуються запобіжні конструкції (ЗК), а саме: стекла глухого скління приміщень відкриваються всередину стулок віконних рам (руйнівні ЗК), такі, що відкриваються назовні: стулки віконних рам, двері та ворота (обертові ЗК), а також легкоскидні стінові панелі та полегшені плити покриттів приміщень. Стінові панелі можуть бути запроектовані як обертові ЗК. Засклені прорізи у виробничих приміщеннях використовуються як запобіжні конструкції, які сприяють зниженню тисків при аварійних вибухах до таких значень, при яких несучі конструкції залишаються цілими. Відповідні розрахунки щодо захисту конструкції приміщення від руйнування внаслідок вибуху показують, що слід встановлювати тонке скло, а прольоти між рамами створювати більшими. Але при цьому скління повинно витримувати навантаження від сильного вітру, статичне навантаження, крім того зберігати необхідні показники тепловіддачі. На сьогодні таким вимогам найбільш відповідають сучасні склопакети, але саме їх використання призводять до найбільш сильних руйнуваннях приміщень при аварійних вибухах. Причиною таких руйнувань є висока міцність склопакетів, яка призводить до значного підвищення мінімального тиску, при якому відбувається руйнування скління, підвищення навантаження на будівельні конструкції, і тому актуальним є питання руйнування скління при мінімальних тисках при виникненні внутрішнього вибуху. Відомий елемент скління приміщень вибухонебезпечних виробництв [RU 969871, опубл. 30.10.82, бюл. № 40 (53)], поверхня однієї із сторін якого послаблена до впливу розтягуючих зусиль шляхом нанесення на його поверхню взаємно пересічених борозенок, які розміщені під кутом 43-47° до його кінців. Глибина взаємної відстані між ними залежить від товщини скла. Таке розміщення борозенок забезпечує послаблення скла до впливу вибухових навантажень. Недоліком вищезазначеного елемента є його висока крихкість при великих площинах та великий коефіцієнт теплопередачі. Відома легкоскидна конструкція, що виконана у вигляді вікна з одинарним неармованим 2 склом, яке розміщене в рамі, при його товщині 3 або 4, або 5 мм і площі не менше 0,8, 1 і 1,5 м відповідно (СНиП 31-03-2001 "Производственные здания", пункт 5.9). При виникненні вибуху в приміщенні скло у вікні руйнується, послаблюючи тим самим вплив вибухової хвилі на будівельні конструкції. Недоліком вищезазначеної конструкції є її слабка теплоізоляційна здатність і досить високий опір вибухової хвилі. Відомий віконний блок [патент RU №2130539, МПК Е06В 7/16, опубл. 1999.05.20], що включає віконну коробку і двошаровий герметизуючий елемент з еластичного повітронепроникного матеріалу з верхнім пористим шаром і пов'язаний через ніпель з джерелом тиску. При цьому герметизуючий елемент виконаний не менше ніж з чотирьох складових частин: нижньої, верхньої та двох бічних, з'єднаних між собою ніпелями і покладених у віконній коробці. Кожна частина герметизуючого елемента має довжину, рівну відповідній частині віконної коробки, і являє собою трапецеїдальну фігуру, зовнішня поверхня якої розташована під кутом до віконної коробки. А більша бічна сторона нижньої частини герметизуючого елемента контактує з поверхнею віконної коробки в притворах з боку приміщення і з'єднана через ніпелі з вертикальними частинами герметизуючого елемента, одна з яких своєю більшою бічною стороною контактує з поверхнею віконної коробки з боку, протилежного приміщенню. Крім цього, велика бічна сторона верхньої частини герметизуючого елемента спрямована в сторону, протилежну приміщенню, а джерелом тиску є газ з низькою температурою кипіння. Недоліком відомого технічного рішення є низька ефективність і надійність спрацьовування вузла кріплення при підвищенні тиску в приміщенні вище номінального, а також висока собівартість, недовговічність та інші низькі експлуатаційні якості. Ці недоліки обумовлені недосконалістю конструктивних елементів та низькою надійністю герметизуючих елементів, виконаних з еластичного повітронепроникного матеріалу. Відома віконна конструкція [патент RU № 50241, МПК Е02В3/00; Е02В5/12, опубл. 2005.27.12], що включає віконну коробку з рамним віконним блоком зі склопакетом і ущільнювачем, причому рамний віконний блок зі склопакетом, встановлений у віконній коробці за допомогою опорних елементів, ущільнювача, парогідроізолятора і щонайменше двох вузлів кріплення, складається з пов'язаних з рамним віконним блоком базових елементів, оснащених руйнівними елементами, причому як ущільнювач використовується мінеральна вата, як базові 1 UA 103461 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елементи у вузлах кріплення використовується кутовий металопрофіль, як розпірні елементи використовуються металеві розпірні втулки, як руйнівні елементи використовуються фторопластові пластини, які встановлені на металевих розпірних втулках, а як парогідроізолятор використовують бутилову стрічку. Недоліком наведеного вище технічного рішення є низька ефективність і надійність спрацьовування вузла кріплення при підвищенні тиску в приміщенні вище номінального. Даний недолік обумовлений тим, що зміни розмірів, викликані температурними коливаннями, викликають небажане навантаження елементів руйнівних вузлів кріплення віконної конструкції. Задачею корисної моделі є створення комбінованої алюмінієво-пластикової віконної системи шляхом використання такої сукупності конструктивних елементів та матеріалів, з яких вони виконані, в результаті чого досягається максимально висока стійкість до навантажень при використанні великих площин скління та руйнування віконних конструкцій при мінімальних значеннях тиску вище номінального, який виникає при внутрішньому вибуху. Поставлена задача вирішується тим, що комбінована алюмінієво-пластикова віконна система, згідно з корисною моделлю, містить складний металопластиковий профіль із закріпленим за допомогою системи кріплень щонайменше одним склом, виконаним з полімерного матеріалу, крім того конструкція обладнана щонайменше одним металевим підсилюючим фасадним елементом. Автором корисної моделі, яка заявляється, доведено, що використання скла, яке має особливі властивості, що забезпечені матеріалом, із якого воно виготовлене, в поєднанні з металевим підсилюючим фасадним елементом дозволяє досягти технічного результату, що заявляється. Використання полікарбонату замість звичайного скла дозволяє значно підвищити протистояння вітровим і статичним навантаженням, підвищити несучу здатність при великих площах скління. Крім цього встановлено, що діапазон значень товщини скла має бути від 2 до 10 мм. Автором корисної моделі в результаті низки випробувань було доведено, що використання стільникової структури полікарбонату ще більш підвищує вищевказані характеристики віконної конструкції. Крім цього, експериментально було доведено, що використання посилюючого металевого фасадного елемента дозволяє здійснювати скління більш великих площин без втрати показників стійкості до різноманітних притаманних навантажень і заданих показників надлишкового тиску, при яких здійснюється руйнування віконного блока. Для досягнення надійних споживчих властивостей конструкції, що заявляється, запропоновано металеві фасадні елементи виконувати з алюмінію та/або його сплавів. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена вибухозахисна віконна конструкція (розріз), де: 1 - металопластиковий складний профіль; 2 - система кріплень; 3 - скло; 4 - металевий підсилюючий фасадний елемент. Віконну конструкцію збирають наступним чином. металопластиковий складний профіль 1 за допомогою системи кріплень 2 комплектують монолітним і/або стільниковим полікарбонатним склом 3 і металевим підсилюючим фасадним елементом 4, виконаним, наприклад, з алюмінію, після чого здійснюють монтаж системи на об'єкті. Корисна модель пояснюється прикладом конкретного використання. Були використані віконні блоки, що складалися із комбінованої системи алюмінієвого фасадного профілю і металопластикової системи віконних профілів з використанням стільникового полікарбонату товщиною 4 мм (див. креслення). Полікарбонатні листи були вставлені і закріплені в металопластиковому профілі, який був посилений алюмінієвим фасадним посилюючим елементом. Віконний блок з алюмінієвого профілю мав внутрішній розмір (по ущільнювачу) 6605784 мм. Інші віконні блоки мали наступні відповідні розміри: 6655924 мм; 6705924 мм і 6715924 мм. Віконні блоки закріпили в гирлі штреку, що має вигляд металевої труби. З однієї сторони трубу закрили днищем. По осі труби в днищі виконали отвір з фланцем. До цього отвору щільно підкотили канальну мортиру на час вибуху. На відстані 4 метрів від днища штрек перекрили 3 автоматичною діафрагмою, яка відсікла вибухову камеру з об'ємом в 10 м . До вибухової камери штреку через спеціальні штуцери підключили магістраль природного газу. У вибуховій камері створили метаноповітряну суміш заданої концентрації. Метан запалили, здійснився 2 UA 103461 U 5 10 вибух. За результатами проведеного дослідження отримали наступні результати. Стільниковий полікарбонат видавлюється із алюмінієвого профілю в інтервалі тисків від 0,0048 до 0,0075 МПа. При цьому листи стільникового полікарбонату не зруйнувались, що свідчить про досягнення технічного результату і відповідає задачі, що ставилась. Таким чином, спеціальна конструкція комбінованої алюмінієво-пластикової віконної системи, що заявляється, забезпечує досягнення технічного результату, який полягає в досягненні високої стійкості віконної конструкції та руйнування віконних конструкцій при мінімальних значеннях тиску вище номінального, який виникає при внутрішньому вибуху. Конструкція, що заявляється, має високу надійність, зручність, тривалий строк служби, економність і експлуатаційну безпеку. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Комбінована алюмінієво-пластикова віконна система, яка відрізняється тим, що містить складний металопластиковий профіль із закріпленим за допомогою системи кріплень щонайменше одним склом, виконаним з полімерного матеріалу, крім того, конструкція обладнана щонайменше одним металевим підсилюючим фасадним елементом. 2. Комбінована алюмінієво-пластикова віконна система за п. 1, яка відрізняється тим, що матеріалом підсилюючого фасадного елемента є алюміній та/або його сплави. 3. Комбінована алюмінієво-пластикова віконна система за п. 1, яка відрізняється тим, що матеріалом скла є монолітний полікарбонат. 4. Комбінована алюмінієво-пластикова віконна система за п. 1, яка відрізняється тим, що матеріалом скла є стільниковий полікарбонат. 5. Комбінована алюмінієво-пластикова віконна система за п. 1, яка відрізняється тим, що товщина скла складає від 2 до 10 мм. 3 UA 103461 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4