Віконно-стіновий вузол “соляр”

1. Віконно-стіновий вузол, який включає розміщений у віконному прорізі стіни віконний блок з віконною коробкою і дворядним склінням, при цьому кожний зазначений ряд скління, або складова частина цього ряду, встановлені за допомогою штапиків у вказаній віконній коробці безпосередньо або у рамці стулки, який відрізняється тим, що містить одну єдину віконну коробку, яка виконана таким чином, що її частини, які прилягають до внутрішніх поверхонь віконного прорізу стіни, забезпечують повне перекриття віконною коробкою усіх цих поверхонь, до того ж один ряд вищевказаного скління утворений як мінімум одним листом скла або клеєним однокамерним склопакетом будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм, а другий ряд цього скління утворений виключно як мінімум одним клеєним однокамерним склопакетом будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм, зазначений ряд скління, що утворений як мінімум одним листом скла, розміщений з внутрішнього боку вікна, при цьому відстань між вищевказаними двома рядами скління складає від 160 мм до 240 мм, крім того, частини віконної коробки, які прилягають до внутрішніх поверхонь віконного прорізу стіни, виконані у ви U 2 (11) 1 3 міщення, що дорівнює 55 %. Такі санітарногігієнічні норми існували і раніше та були закріплені, наприклад, у СНиП 2.08.01-89 "Жилые здания". Найбільш доцільним шляхом забезпечення комфортних умов у приміщеннях є забезпечення відповідного теплового захисту будівель. Для цього, перш за все, необхідне виконання зовнішніх огороджень будівель з нормованою величиною приведеного опору теплопередачі. Іншою нормованою величиною є різниця температур повітря у приміщенні і поверхонь зовнішніх огороджень, яка визначає інтенсивність променистого теплообміну між тілом людини, що знаходиться у приміщенні, і цими поверхнями. Максимальні величини температурного перепаду між температурою повітря у приміщенні і температурою поверхні зовнішнього огородження у зимовий період нормовані будівельними нормами і правилами та є важливим показником гігієнічних якостей огороджень. Величина температурного перепаду використовується як початкова величина при обранні величини опору теплопередачі огороджень. Перевищення температурного перепаду понад встановленого нормами свідчить про недостатній теплозахист огородження. Крім того, обов'язковою вимогою є перевірка конструкцій, що розробляються, на відсутність на внутрішніх поверхнях світлонепрозорих огороджень зон з пониженою температурою, яка призводить до конденсації вологи. Така перевірка здійснюється розрахунковим або експериментальним шляхом при розрахунковій для опалення температурі зовнішнього повітря. У якості критерію приймається так звана "точка роси". При стандартних зимових умовах температура внутрішнього повітря дорівнює 18 °С, відносна вологість повітря всередині приміщення дорівнює 55 %, а точка роси tp складає приблизно 8,9 °С. Вважалося, що для уникнення конденсації на внутрішніх поверхнях стін достатньо щоб розрахункова температура на внутрішніх поверхнях огородження, що проектується, τв у найбільш небезпечних зонах, таких як кути будівлі, стики стін з перекриттям, та ін., відповідала умові τв > tp. Однак, при цьому не було конкретно встановлено, на скільки градусів температура огородження повинна бути вище точки роси, і проектувальниками ця умова трактувалась як τв > tp. Але останні дослідження (Еремкин А. И., Королева Т. И. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. - М: Издательство АСВ, 2000 – 268 с.) показали, що для повного усунення умов конденсації перевищення температури поверхні у кутах приміщення повинне бути вище точки роси на 2 – 3 °С. Така вимога пов'язана з тим, що у кутах приміщень, особливо з утепленими стінами, конвекція повітря незначна, а місцеве зниження температури нерухливого внутрішнього повітря призводить до суттєвого збільшення відносної вологості і, відповідно, до підвищення точки роси на 2 - 3 °С. Сучасні тенденції в архітектурі орієнтовані на збільшення скляних частин фасаду до 50-60 % від загальної площі, тоді як у типових будівлях, побудованих до 1995 року, площа скління складала лише 30 %. У свою чергу таке суттєве збільшення площі скління призводить до суттєвого збільшення витрат на опалення приміщень. Таким чином існує 49530 4 нагальна потреба у зменшенні тепловтрат через віконний отвір і у місцях примикання віконної коробки до внутрішніх поверхонь віконного отвору стіни із винесенням точки роси за межі віконного отвору. З рівня техніки відомий стіновий елемент (патент DE 4431319, опубл. 97.03.1996) з рамними профілями, розташованими за контуром віконного отвору, що виконані заздалегідь із скловолокнистого бетону та забетоновані в отворі для встановлення віконної рами. Віконна коробка із скловолокнистого бетону знижує будівельні витрати, пов'язані з утворенням стіни. Однак це рішення не вирішує проблему забезпечення необхідного теплового опору по контуру віконної рами, передбачає наявність "містків холоду" та не усуває появи конденсату на внутрішній поверхні стіни. Відоме рішення віконного блоку з пониженим навантаженням на простінки в підвищеним тепловим опором (Авторське свідоцтво СРСР № 1002492, опубл. 26.02.1983), що містить віконну коробку, перепліти, пружні прокладки і термовкладиши. Блок має монолітний залізобетонний коробчастий елемент з товщиною, що дорівнює товщині стіни, який розташований навколо віконної коробки і поєднаний з нею через пружну прокладку. При цьому зовнішня частина коробчастого елемента виконана з важкого бетону, а внутрішня - з легкого. Віконна коробка з переплітами встановлюється у залізобетонний елемент і у такому вигляді надходить на будівельний майданчик. Це рішення також не вирішує проблему забезпечення необхідного теплового опору по контуру віконної рами, передбачає наявність "містків холоду" та не усуває появи конденсату на внутрішній поверхні стіни. Також відомий віконний профіль з синтетичного матеріалу (патент DE 19516486, опубл. 07.11.1996). Така конструкція забезпечує високий тепловий опір по перетину віконної коробки та рами, однак не вирішує проблему промерзання зовнішньої стіни у місцях примикання віконного блоку. З ДСТУ Б В.2.6-23-2001 "Конструкції будинків і споруд, Блоки віконні, Загальні технічні умови" відомі конструкції і варіанти заповнення світло прозорої частини віконних блоків. У вказаному стандарті розкрите рішення віконно-стінового вузла, який включає розміщений у віконному прорізі стіни спарений віконний блок з одною віконною коробкою і дворядним склінням або роздільний віконний блок з двома віконними коробками і дворядним склінням. Кожний зазначений ряд скління, або складова частина цього ряду, можуть бути встановлені за допомогою штапиків у віконній коробці безпосередньо або у рамці стулки. Зазначений роздільний віконний блок являє собою окремо встановлені зовнішню і внутрішню віконні коробки, кожна з яких має однорядне скління. На відміну від описаного спареного блоку з одною віконною коробкою, роздільний віконний блок дозволяє збільшити відстань між рядами скління для підвищення опору теплопередачі світло прозорої частини. Однак застосування вказаного роздільного блоку пов'язане із суттєвим збільшенням трудомісткості та витрат на створення коробчастої конструкції вікна. При цьому, найбільш суттєвими недоліками такої конструкції є необхідність 5 додаткового забезпечення ізоляції по контуру вікна між зовнішньою та внутрішньою коробками вікна шляхом встановлення додаткових ущільнювачів, наприклад, у вигляді рамної конструкції, місця стиків якої з поверхнями зовнішньої і внутрішньої коробки вікна не забезпечують надійної теплової ізоляції, що може призводити до появи конденсату. До того ж форма зовнішньої та внутрішньої коробок цього блоку не дозволяє уникнути промерзання по контуру віконного отвору стіни, а максимально можливе збільшення відстані між обома рядами скління призведе до суттєвого погіршення світлопрозорих характеристик та неможливості утворення внутрішньої підвіконної поверхні. Крім того, сама конструкція коробок такого блоку не забезпечує надійної теплоізоляції через елементи коробки. Найбільш близьким рішенням до корисної моделі, що заявляється, є рішення описаного віконно-стінового вузла з роздільним віконним блоком з двома віконними коробками і дворядним склінням яке й обране за найбільш близький аналог. В основу корисної моделі поставлено задачу, шляхом усунення недоліків відомих рішень, за рахунок особливого виконання конструктивних елементів та їх зв'язків, підвищити приведений опір теплопередачі віконно-стінового вузла. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що віконно-стіновий вузол, який включає розміщений у віконному прорізі стіни віконний блок з віконною коробкою і дворядним склінням, при цьому кожний зазначений ряд скління, або складова частина цього ряду, встановлені за допомогою штапиків у вказаній віконній коробці безпосередньо або у рамці стулки, відповідно до корисної моделі, містить одну єдину віконну коробку, яка виконана таким чином, що її частини,які прилягають до внутрішніх поверхонь віконного прорізу стіни, забезпечують повне перекриття віконною коробкою усіх цих поверхонь, до того ж один ряд вищевказаного скління утворений як мінімум одним листом скла або клеєним однокамерним склопакетом будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм, а другий ряд цього скління утворений виключно як мінімум одним клеєним однокамерним склопакетом будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм, зазначений ряд скління, що утворений як мінімум одним листом скла, розміщений з внутрішнього боку вікна, при цьому відстань між вищевказаними двома рядами скління складає від 160 мм до 240 мм, крім того, частини віконної коробки, які прилягають до внутрішніх поверхонь віконного прорізу стіни, виконані у вигляді профільованих балок з полімерного матеріалу, внутрішні порожнини яких заповнені теплоізоляційним матеріалом з коефіцієнтом теплопровідності не більше 0,05 Вт/мк, до того ж частина віконної коробки, яка прилягає до верхньої внутрішньої поверхні віконного прорізу стіни, виконана додатково армованою всередині із застосуванням металевого сплаву і/або полімерного матеріалу із забезпеченням надання вигинальної жорсткості перемички для сприймання навантаження від надвіконної частини стіни. 49530 6 Крім того, вищевказана стулка виконана такою, що відчиняється і встановлена з імпостним або штульповим притулом та є поворотною, або поворотно-відкидною, або підвісною, або відкидною, або середньоповоротною, або середньопідвісною, або розсувною, або підйомною, або ця стулка виконана такою, що не відчиняється, до того ж частина віконної коробки, яка прилягає до нижньої внутрішньої поверхні віконного прорізу стіни, виконана з утворенням нахиленої поверхні для водовідведення, розташованої із зовнішнього боку вікна, та з утворенням підвіконної поверхні, розташованої з внутрішнього боку вікна, при цьому, вищевказані внутрішні порожнини профільованих балок віконної коробки, заповнені таким теплоізоляційним матеріалом, як пінополіуретан, або екструдований пінополістирол, або пластсіопор, або пластперліт, або базальтове волокно, або мінеральна вата. Саме ці ознаки необхідні і достатні для вирішення поставленої задачі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено на: фіг. 1 - загальний вигляд віконно-стінового вузла із зовнішнього боку; фіг. 2 - загальний вигляд віконно-стінового вузла з внутрішнього боку; фіг. 3 - розріз віконно-стінового вузла по А - А; фіг. 4 - розріз віконно-стінового вузла по Б - Б; фіг. 5 - переріз віконної коробки віконностінового вузла по А - А; фіг. 6 - переріз віконної коробки віконностінового вузла по В - В; фіг. 7 - переріз віконної коробки віконностінового вузла по Г - Г; фіг. 8 - схема розташування скління віконностінового вузла з виконанням внутрішнього скління у вигляді листа скла; фіг. 9 - схема розташування скління віконностінового вузла з виконанням внутрішнього скління у вигляді склопакета. Віконно-стіновий вузол, що заявляється, включає розміщений у віконному прорізі стіни 1 віконний блок з одною єдиною віконною коробкою 2 і дворядним склінням. Коробка 2 виконана таким чином, що її частини, які прилягають до внутрішніх поверхонь 3 віконного прорізу стіни 1, забезпечують повне перекриття віконною коробкою 2 усіх цих поверхонь. Тобто, коробка 2 має глибину не менше товщини стіни віконно-стінового вузла. Зазначені частини віконної коробки 2 виконані у вигляді профільованих балок 4 з полімерного матеріалу, внутрішні порожнини яких заповнені теплоізоляційним матеріалом 5 з коефіцієнтом теплопровідності не більше 0,05 Вт/мк. Це може бути, зокрема, таким теплоізоляційним матеріалом, як пінополіуретан, або екструдований пінополістирол, або пластсіопор, або пластперліт, або базальтове волокно, або мінеральна вата. Частина віконної коробки 2, яка прилягає до верхньої внутрішньої поверхні віконного прорізу стіни (фіг. 6), виконана додатково армованою всередині металевими стрижнями 6. Таке додаткове армування цієї частини віконної коробки може бути здійснено будь-яким іншим відомим способом із 7 застосуванням металевих сплавів, полімерних матеріалів або їх поєднання. При цьому вказане армування здійснюється до забезпечення необхідної вигинальної жорсткості для сприймання навантаження від надвіконної частини стіни, тобто в межах, необхідних для виконання цієї частини коробки 2 функції перемички. Частина віконної коробки 2, яка прилягає до нижньої внутрішньої поверхні віконного прорізу стіни (фіг. 7), виконана з утворенням нахиленої поверхні 7 для водовідведення, розташованої із зовнішнього боку вікна, та з утворенням підвіконної поверхні 8, розташованої з внутрішнього боку вікна. Крім того, частини віконної коробки у місцях розміщення елементів, призначених для встановлення скління, таких, наприклад, як петлі, можуть бути додаткова посилені, наприклад, дерев'яними вставками 9. Обидва ряди скління віконно-стінового вузла, або їх складові частини, можуть бути встановлені у віконній коробці 2 за допомогою штапиків 10, безпосередньо поєднаних з коробкою 2 (на кресленнях не показано), або за допомогою штапиків 10, поєднаних з рамкою стулки 11 (фіг. 8, 9). Тобто віконно-стіновий вузол може мати глухе вікно зі склінням, встановленим у коробці 2 за допомогою штапиків 10, або зі склінням, встановленим у стулках, які є глухими чи відчиняються, або складатися з глухих та стулчастих елементів будь-якої конфігурації. При цьому вказані стулки можуть бути виконані такими, що відчиняються і встановлені з імпостним або штульповим притулом. Стулки можуть бути виконані поворотними, поворотновідкидними, підвісними, відкидними, середньоповоротними, середньопідвісними, розсувними, або підйомними. Ряд скління, який розташований із зовнішнього боку вікна (фіг. 8, 9), утворений як мінімум одним клеєним однокамерним склопакетом 12 будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм. Другий ряд скління, який розташований з внутрішнього боку вікна, для будинків, призначених для кліматичної зони з мінімальною температурою до -30 °С (фіг. 8), утворений а як мінімум одним листом скла 13. Цей же ряд скління для будинків, призначених для кліматичної зони з мінімальною температурою до -60 °С (фіг. 9), утворений як мінімум одним клеєним однокамерним склопакетом 12 будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм. Кількість склопакетів або листів скла окремого ряду скління залежить від рамної конфігурації, реалізованій у площині цього ряду, тобто відповідає кількості обрамлених елементів ряду скління. Відстань між вищевказаними двома рядами скління складає від 160 мм до 240 мм. Вищеописана реалізація віконної коробки 2, враховуючи її глибину, наявність внутрішнього утеплювача та єдність конструкції, дозволяє за 49530 8 безпечити надійну теплоізоляцію і суттєво збільшити приведений опір теплопередачі як самої коробки віконно-стінового вузла, так і внутрішніх поверхонь віконного прорізу, уникнувши таким чином наявності "містків холоду" та конденсації вологи на поверхнях коробки і відкосах при одночасному забезпеченні утворення нахиленої поверхні 7 для водовідведення і підвіконної поверхні 8. Як показали практичні дослідження, для забезпечення необхідних параметрів приведеного опору теплопередачі оптимальним є застосування внутрішнього утеплювального матеріалу віконної коробки, який має коефіцієнт теплопровідності не більше 0,05 Вт/мк. При цьому, вищеописане виконання частини віконної коробки 2, яка прилягає до верхньої внутрішньої поверхні віконного прорізу стіни (фіг. 6), армованою дозволяє уникнути застосування звичайних сталевих або залізобетонних перемичок, які встановлюються над вікном і є головними "містками холоду", обумовленими високою теплопровідністю їх матеріалів. Виконання ж самих елементів арматури вказаної частини віконної коробки залежить від розрахункового навантаження від надвіконної частини стіни та пов'язане із забезпеченням необхідної вигинальної жорсткості цієї частини коробки. Виконання віконно-стінового вузла з двома рядами скління, які розташовані на відстані від 160 мм до 240 мм, у поєднанні з виконанням кожного ряду скління та інших елементів конструкції, дозволяє забезпечити необхідну теплоізоляцію і суттєво збільшити приведений опір теплопередачі світлопрозорої частини віконно-стінового вузла. Оптимальні параметри забезпечуються застосуванням у ряді скління, який розташований із зовнішнього боку вікна (фіг. 8, 9), клеєних однокамерних склопакетів 12 будівельного призначення з товщиною від 16 до 24 мм з одночасним застосуванням у ряді скління, який розташований з внутрішнього боку вікна, листового скла або таких же склопакетів. При цьому вибір листів скла або склопакетів для оздоблення ряду скління, який розташований з внутрішнього боку вікна, забезпечує необхідну теплоізоляцію при температурі зовнішнього повітря до – 30 °С і – 60 °С відповідно. Як показали практичні дослідження, розташування склопакетів у ряді скління, який розташований із зовнішнього боку вікна, при розташуванні листів скла саме у ряді скління, який розташований з внутрішнього боку вікна, а не навпаки, як передбачають відомі схеми роздільних віконних блоків, дозволяє підвищити приведений опір теплопередачі. Нижче наведена таблиця середніх параметрів, отриманих при практичних дослідженнях конструкції віконно-стінового блоку, що містить склопакет і лист скла, розміщений з внутрішньої сторони та навпаки, як це передбачається відомими схемами. 9 49530 Параметри Середня температура внутрішнього повітря, tв °С Середня температура зовнішнього повітря, tз °С Відносна вологість повітря, φ, % Приведений опір теплопередачі поверхні стіни, RcT, (м2×°С)/Вт Приведений опір теплопередачі світлонепрозорої частини конструкції (коробка), R, (м2×°С)/Вт Результати Приведений опір теплопередачі світлопрозорої частини конструкції (вікно), R, (м2×°С)/Вт Приведений опір теплопередачі віконно-стінового вузла (вікно, коробка, поверхня стіни), R, (м2×°С)/Вт Початкові данні Встановлення обох рядів скління віконностінового вузла, або їх складових частин у віконній коробці за допомогою штапиків, безпосередньо поєднаних з коробкою, або за допомогою штапиків, поєднаних з рамкою стулки, виконання стулок з можливістю відчинення і встановлення з імпостним або штульповим притулом, а також виконання стулок поворотними, поворотно-відкидними, підвісними, відкидними, середньоповоротними, середньопідвісними, розсувними, або підйомними, надає можливість утворення будь-якої конфігурації вікна з різним розподілом зон скління та різними способами відчинення стулок, тобто забезпечує можливість будь-якого звичайного застосування віконно-стінового вузла. 10 Віконно-стіновий вузол з розміщенням листа скла з зовнішнього боку внутрішнього боку 17,63 17,23 -25,08 -25,06 53 54 3,47 3,47 4,89 4,89 1,1 1,2 2,68 2,75 Так само виконання частини віконної коробки, яка прилягає до нижньої внутрішньої поверхні віконного прорізу стіни, з утворенням нахиленої поверхні для водовідведення та підвіконної поверхні, забезпечує можливість будь-якого звичайного застосування віконно-стінового вузла. Таким чином, описане виконання віконностінового вузла дозволяє отримати конструкцію з підвищеним приведеним опором теплопередачі за рахунок зменшення тепловтрат через світло прозору частину, рамні елементи і місця примикання віконної коробки до внутрішніх поверхонь віконного отвору стіни, а також з винесенням точки роси за межі віконного отвору. 11 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 49530 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601