Применение окон эффективных конструкций

Содержание

1. Введение                                                                                                                                                                             3

2. Применении окон эффективных конструкций на территории    Российской Федерации                                                                                                                                                                              4

         2.1 Рекомендации применению окон                                                                                             5

3. В чем же выражается эффективность окон из стеклокомпозита                               6

4. Заключение                                                                                                                                                                   11

5. Литература                                                                                                                                                                    12

1.   Введение

         Современное окно- это сложная инженерная конструкция, к которой предъявляются очень высокие требования и от которой во многом зависит комфорт и дизайн жилья или производственного помещения. Архитекторам нужны окна, которые служили бы украшением здания, пропускали бы много света и соответствовали бы строительным требованиям. Теплотехники оценят окна с хорошей теплоизоляцией, плотным прилеганием створок, которые, в то же время, можно легко открыть для проветривания. Жильцы мечтают о недорогих, тепло сберегающих, легко моющихся окнах, которые оберегают от шума и защищают от взлома. По виду материалов окна делятся на пластмассовые, деревянные, алюминиевые, а также деревянноалюминиевые. Причём каждый из вышеуказанных типов окон имеет свою сферу применения, и присущие им преимущества и недостатки. Пластмассовые окна — идеально подходят для остекления офисов, витрин магазинов, производственных, и других нежилых помещений. Имеют низкую себестоимость и практически не требуют ухода. Из недостатков можно отметить несоответствие применяемых конструкций климатическим условиям нашего региона, низкую экологическую чистоту и эстетику. Алюминиевые окна — основная сфера применения- производственные помещения, оформление фасадов общественных и других нежилых зданий, а так же торговых павильонов. Из достоинств можно отметить практически неограниченную долговечность таких конструкций, возможность остекления значительных площадей и т. д., но такие окна в жилых помещениях, как правило, не применяются. Деревянные окна — получили наибольшее распространение в жилищном строительстве. Достоинства деревянных окон: хорошие теплоизолирующие свойства, экологическая чистота и прекрасный внешний вид (здесь идёт речь об окнах современной конструкции: тройное остекление, качественные материалы и высокие технологии изготовления). Недостатком деревянных окон является их подверженность негативному воздействию атмосферы, что особенно актуально в городах, и как следствие, необходимость достаточно часто производить их ремонт и покраску. Однако, с появлением современных лакокрасочных материалов, это перестаёт быть проблемой- окна на протяжении всего срока эксплуатации сохраняют первоначальный внешний вид и прочность. Составные части окон.

      Окно — элемент стеновой или кровельной конструкции, предназначенный для сообщения внутренних помещений с окружающим пространством, естественного освещения помещений, их вентиляции, защиты от атмосферных, шумовых воздействий и состоящий из оконного проема с откосами, оконного блока, системы уплотнения монтажных швов, подоконной доски, деталей слива и облицовок.

2.                     Применении окон эффективных конструкций на территории Российской Федерации

      Министерством строительства Российской Федерации принимаются последовательные меры по повышению энергоэффективности строящихся зданий и сооружений и сокращению расхода тепла при их эксплуатации.       Ужесточены          действовавшие    и       установлены        новые         нормативные требования по обязательной установке приборов учета, контроля и регулирования расхода тепла, воды и газа, введены документы по устройству индивидуальных и крышных котельных установок, разработаны нормы повышенной тепловой защиты трубопроводов. Внесены изменения в строительные     нормы,       предусматривающие    повышение          уровня сопротивления теплопередаче стен строящихся и реконструируемых зданий.

     Органами управления строительством, проектными и строительными организациями, предприятиями строительной индустрии проводятся работы по реализации новых нормативных требований.

     Вместе с тем, как известно, до 30% потерь тепла в зданиях составляют потери через окна, что связано с их низким термическим сопротивлением и повышенной воздухопроницаемостью. Большинство изготовляемых предприятиями строительной индустрии и применяемых в строительстве окон имеют низкое качество и не отвечают действующим нормативным требованиям по тепловой защите.

   В то же время опыт ряда предприятий, освоивших производство экономичных окон отечественных и зарубежных конструкций, накопленные результаты сертификационных испытаний, анализ зарубежных данных и проведенная работа по созданию технических условий на новые виды окон свидетельствуют о реальной возможности значительно сократить потери тепла через светопрозрачные конструкции.

         Министерство намечает в связи с этим до конца 1997 года пересмотреть требования строительных норм СНиП II-3-79 с целью повышения требований к сопротивлению теплопередаче окон при проектировании и строительстве зданий, а также уточнить действующие и разработать новые стандарты на конструкции заполнения оконных проемов.        Министерство обращает внимание администраций и органов управления строительством субъектов Федерации, акционерных обществ, корпораций и предприятий, проектных и строительных организаций на необходимость принятия мер для перепрофилирования деревообрабатывающих предприятий на выпуск окон энергоэффективных конструкций, обеспечить более полное использование вновь созданных мощностей по производству окон, осуществить мероприятия по организации новых производств и применению в строительстве окон с улучшенными теплофизическими свойствами в соответствии с прилагаемой таблицей.

2.1   Рекомендации применению окон 

   и балконных дверей с различными значениями сопротивления теплопередаче, R(o), (кв.м х град.С/Вт) для жилых и общественных зданий

+-------------------------------------------------------------------+

¦Градусо- ¦ Плани- ¦ Рекомендуемые конструкции          ¦ Справоч-  ¦

¦сутки    ¦ руемое ¦ деревянных и поливинилхлоридных    ¦ ное зна-  ¦

¦отопите- ¦ значе- ¦ (ПВХ) окон и балконных дверей      ¦ чение     ¦

¦льного   ¦ ние    ¦                                    ¦ R(о)      ¦

¦периода  ¦ R(o)_тр¦                                    ¦           ¦

+-------------------------------------------------------------------¦

¦                                                                   ¦

¦до 2500    0,38    Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна    0,38     ¦

¦                   с однокамерными стеклопакетами (СПО)            ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные спаренные по ГОСТ 11214     0,40     ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные раздельные по ГОСТ 11214    0,43     ¦

¦                                                                   ¦

¦до 4000    0,50    Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна    0,50     ¦

¦                   с двухкамерными стеклопакетами (СПД)            ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна    0,53     ¦

¦                   с СПО и теплоотражающим покрытием               ¦

¦                   внутреннего стекла (ТОП)                        ¦

¦                                                                   ¦

¦до 5000    0,55    Деревянные с тройным остеклением по    0,55     ¦

¦                   ГОСТ 16289                                      ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные со стеклом и СПО по ГОСТ    0,55     ¦

¦                   24699                                           ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна    0,57     ¦

¦                   с СПД и ТОП                                     ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна    0,60     ¦

¦                   с СПО и ТОП, заполнение - аргон                 ¦

¦                                                                   ¦

¦до 6000    0,65    Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна    0,65     ¦

¦                   с СПД и ТОП, межстекольные расстояния           ¦

¦                   12 и 8 мм, с усиленными сечениями               ¦

¦                   профилей                                        ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные спаренные по ГОСТ 11214     0,65     ¦

¦                   с установкой теплового экрана между             ¦

¦                   стекол                                          ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные с тройным остеклением       0,65     ¦

¦                   по ГОСТ 16289 с ТОП                             ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные со стеклом и СПО с ТОП      0,65     ¦

¦                   по ГОСТ 24699                                   ¦

¦                                                                   ¦

¦до 8000    0,75    Деревянные со стеклом и СПО с ТОП      0,75     ¦

¦                   по ГОСТ 24699, заполнение - аргон,              ¦

¦                   с усиленным сечением профилей                   ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные со стеклом и СПД с ТОП      0,78     ¦

¦                   по ГОСТ 24699, межстекольные                    ¦

¦                   расстояния 12 и 8 мм, с усиленным               ¦

¦                   сечением профилей                               ¦

¦                                                                   ¦

¦свыше      0,85    Деревянные с тройным остеклением с     0,85     ¦

¦8000               ТОП по ГОСТ 16289 и установкой в                ¦

¦                   спаренной части теплового экрана                ¦

¦                                                                   ¦

¦                   Деревянные со стеклом и СПО с ТОП      1,00     ¦

¦                   по ГОСТ 24699, заполнение - криптон,            ¦

¦                   с усиленным сечением профилей                   ¦

+-------------------------------------------------------------------+

3.   В чем же выражается эффективность окон из стеклокомпозита

        Приведены особенности оконных и дверных систем, изготовленных с использованием стеклокомпозитного профиля. Указаны недостатки окон с использованием ПВХ и алюминиевых профилей. 

       За последние несколько лет широкое распространение получили окна и двери из полимерных материалов, а также их комбинации с традиционными материалами (дерево, алюминий). Благодаря активной маркетинговой политике наиболее широкое применение в производстве светопрозрачных конструкций получили окна и двери из поливинилхлорида (ПВХ). Обладая необходимым набором функциональных требований, предъявляемых к таким конструкциям, и достаточно низкой ценой, они завоевали значительную часть рынка окон, символизируя в России пресловутый «евроремонт». Но окнам из ПВХ, наряду с достоинствами, присущи и недостатки, главным из которых является недостаточная несущая способность оконных и дверных профилей из ПВХ, что приводит к выполнению обязательного условия - необходимости их усиления металлическими гнутыми вкладышами. Это существенно снижает теплотехнические качества окон, усложняет технологию их сборки и увеличивает стоимость. 

      Борьба производителей ПВХ окон за улучшение теплотехнических параметров привела к разработке многокамерных (5 и более) оконных профилей большего сечения, что усложнило изготовление и эксплуатацию технологической оснастки и проведение самого процесса экструзии профилей и последующей сборки самих окон. Это сразу же отразилось на цене «теплых» окон. Поливинилхлорид, как материал, в силу своих физикомеханических характеристик остается отделочным, а не конструкционным материалом. 

      Другим недостатком ПВХ, как и многих других термопластов, является значительный температурный коэффициент линейного расширения, в 4-5 раз превышающий ТКЛР стали, в паре с которой он работает в оконных конструкциях. Например в условиях российских зим это приводит к изменению длины 2,5 м профиля на 5-6 мм. С этим явлением борются введением различного рода стабилизаторов. 

      Следующим недостатком ПВХ, присущим всем термопластам, является старение материала. Лучшие образцы окон из ПВХ, изготовленные с применением различных специальных добавок в условиях умеренного климата имеют максимальную долговечность около 30 лет. При больших колебаниях температур, в условиях резкоконтинетального климата нашей страны, начинают сказываться высокие температурные деформации термопласта, что приводит к его короблению, растрескиванию и ускоренному старению. Поверхность профилей из ПВХ легко царапается и деструктируется. Проявившиеся дефекты на оконных блоках практически неисправимы. Восстановление внешнего вида материала требует специальных покрытий. 

      Еще одной проблемой ПВХ является выделение диоксинов, хлора, и их соединений с веществами многочисленных добавок, стабилизаторов, красителей при его горении. При вдыхании продуктов горения ПВХ кроме диоксинов, на слизистой оболочке дыхательных путей образуется в том числе и кислота, что при высокой концентрации дыма может привести к тяжелейшим последствиям как для людей оказавшихся жертвами пожара, так и для пожарных, участвующих в тушении таких оконных систем. Подобные случаи        уже    были в        Европе       (Польша),   отмечены   они    и        у        нас. 

Большие экологические проблемы связаны и с последующей утилизацией, отработавших свой срок оконных систем. Эта проблема пока отодвинута на срок службы оконных систем из ПВХ, но она неизбежно встанет через несколько лет. 

       Прекрасной альтернативой окнам из ПВХ является стеклокомпозит на основе полиэфирных смол, представляющий собой высокопрочный термореактивный анизотропный экологичный материал. Основными компонентами стеклокомпозита являются стеклянное волокно (60-65 %) и полиэфирная смола (35-40 %). Стекловолокно является армирующим материалом и обеспечивает основные физико-механические свойства. Полиэфирная смола выполняет связующие функции, склеивая стекловолокно в единый монолит, способствует эффективному использованию прочностных свойств стекловолокна и равномерному распределению усилий между волокнами, придает стеклокомпозиту атмосферную, химическую, свето- стойкость. Связующее также воспринимает часть усилий, развивающихся в материале при его работе под нагрузкой. Выбором марки стекловолокна, количества стекловолокон, а также маркой, сочетанием инградиентов связующего и введением специальных добавок можно в определенной степени регулировать физико-технические характеристики стеклокомпозита, придавать материалу особые свойства или усилить имеющиеся, например, трудногорючести или повышенной химической стойкости. 

      Стеклокомпозитный профили изготавливают методом пултрузии, который заключается в протягивании предварительно пропитанного термореактивной полиэфирной смолой стекловолокна через нагретую профильную форму (фильеру). Внутри фильеры происходит реакция полимеризации смолы и на выходе фильеры получают готовое изделие – тонкостенный профиль определенного сечения. Процесс является необратимым, профиль невозможно расплавить или исправить, в отличии от

ПВХ,             который             при             нагревании             деформируется. 

      Стеклокомпозиты наиболее удачно сочетают в себе свойства, необходимые для изготовления светопрозрачных конструкций (окон и раздвижных дверей): высокую механическую прочность при малом удельном весе (стеклопластик обеспечивает прочность в 8 раз превыщающую показатели ПВХ); хорошие теплотехнические качества – сопротивление теплопередаче непрозрачной части стеклопластикового окна сечением 60 мм составляет 0,75-0,85 м2К/Вт, что на 20-25% выше, чем у ПВХ профилей. и в 500 раз выше, чем у алюминиевого профиля; стеклокомпозит является наиболее стабильным материалом, обеспечивающим превосходную прочность в течении всего срока службы окон и раздвижных дверей(более 50 лет) и способен успешно противостоять холоду Крайнего Севера, жаре Среднеазиатских пустынь и суровому морскому климату;высокая коррозионная стойкость стеклокомпозитных материалов позволяет использовать его в судостроении, в химических производствах, где к поверхности конструкционных материалов предъявляются повышенные требования и где оконные рамы и раздвижные двери из стеклокомпозита обеспечивают большую долговечность в сравнении с ПВХ и алюминием. 

     Приоритет в создании стеклокомпозитных окон и раздвижных дверей принадлежит специалистам Северной Америки, где подобные конструкции получили широкое распространение. В России используется лицензионная технология и оборудование для изготовления стеклокомпозитных профилей для производства окон и раздвижных дверей , полученная из Канады .  ООО «Стеклопластик», располагающей оборудованием и технологией пултрузионного производства, в настоящее время выпускаются комплекты стеклокомпозитных профилей для производства окон и раздвижных дверей:  Серия-300. Оконные стеклокомпозитные блоки с глухими и поворотными сворками. 

Ширина профиля – 60 мм. Максимальные размеры створок – 900 (1200) х 2500 мм. Ширина лицевой стороны створки – 89 мм (вместо 108 –140 мм у аналогов), что увеличивает световой проем окна и обеспечивает увеличенное светопропускание оконного блока. Заполнение- экологичный и огнестойкий пеноизол. 

Серия-600. Дверные блоки с раздвижными секциями для остекления балконов. Раздвижные двери и окна из стеклокомпозита.  Ширина профиля – 146 мм. Максимальные размеры дверных блоков – ширина - от 2400 до 4800 мм, высота – до 3000 мм.  Заполнение- экологичный и огнестойкий пеноизол. 

Сборка стеклокомпозитных профилей в оконные блоки и конструкции раздвижных дверей осуществляется с помощью специальных вкладышей (ширблоков), отливаемых из высокопрочного полиамида ПА-6, и фиксируемых винтами-саморезами. 

      Остекление глухих и створчатых раздвижных стеклокомпозитных оконных и дверных производится одно или двухкамерными стеклопакетами. Для уплотнения стеклопакетов в стеклокомпозитных профилях используются специальные уплотнители из резины. Для защиты помещений от насекомых могут устанавливаться сетчатые экраны. 

     Оконные и раздвижные дверные блоки из стеклокомпозита по желанию Заказчиков окрашиваются алкидными или полиуретановыми эмалями в любые цвета по каталогу RAL., покрываются шпоном ценных пород дерева, ламинируются плёнками ПВХ. 

     На основе серийно выпускаемых стеклокомпозитных профилей организовано поточное производство окон и раздвижных дверей, обладающих прекрасными теплотехническими характеристиками, долговечностью и надежностью. 

     Дальнейшее совершенствование светопрозрачных конструкций из стеклокомпозита планируется вести по следующим направлениям:  1. Создание стеклокомпозитных дистанционных рамок для стеклопакетов.  В настоящее время изготовлена оснастка и проводятся испытания одного из вариантов конструкции стеклокомпозитной рамки для использования в стеклопакетах, что позволит резко улучшить теплотехнические параметры оконных блоков. 

2.                 Проектируется новая оконная система из стеклокомпозита увеличенного сечения, теплотехнические характеристики которой выше используемых на 30-40%. 

3.                 Проектируется новая система раздвижных дверей из стеклокомпозита с улучшенным дизайном профиля створок. 

      С целью снижения стоимости оконных и дверных профилей совместно с производителями полиэфирных смол проводятся работы по замене импортных материалов и связующих на отечественные. В ООО «Стеклопластик» используется комплексный подход к проектированию светопрозрачных конструкций и к разработке оконных профилей и профилей для раздвижных дверей из стеклокомпозита с учетом особенностей проектирования технологической оснастки для процессов пултрузии. В настоящее время отработана технология изготовления фильер длиной более 800 мм с прочностью рабочих профилирующих поверхностей до 65-68 единиц HRC. Ведутся работы по совершенствованию процессов пропитки стекловолокна полиэфирными смолами с целью повышения скорости протягивания профилей и целый ряд других конструктивно-технологических усовершенствований. 

     Внедрение этих мероприятий позволит повысить производительность процессов пултрузии оконных профилей и профилей для раздвижных дверей и снизить себестоимость их производства, а высококачественные оконные и раздвижные дверные блоки из стеклокомпозита станут ещё дешевле и доступнее для российских потребителей. 

4.   Заключение

Тепловая модернизация старых зданий требует единовременных капиталовложений, которые составляют в среднем 5-10% от стоимости дома, а экономический эффект - экономия на отоплении - 50%. Подсчитано, что затраты на проведение тепловой модернизации этой категории задний окупаются за 5-10 лет.

      Утепление наружных стен, покрытий и перекрытий до Уровня требований СНиП П-3-79 (1998), этап II, дает меньший эффект и является рентабельным для нового строительства, а также при реконструкции крупнопанельных домов, где учитывается дополнительный эффект, связанный с эксплуатационными расходами на ремонт фасадов, стыков и т.п. Для остальных зданий срок окупаемости превышает 10 лет, а для старой застройки достигает 20 лет.

      В настоящее время растет число реализованных проектов реконструкции зданий в частности панельных пятиэтажек в Москве и Санкт-Петербурге, в которых удалось добиться двукратного снижения затрат на обогрев. В случае массового внедрения этого успешного опыта, даже по самым приблизительным подсчетам, можно будет сократить тепловые потери всего жилищного фонда на 30%.

       В соответствии с Национальным проектом с 2010 году более 50 % от общего объема строительства составляет малоэтажное строительство, где наиболее целесообразным является использование легких утеплителей из стекловолокна и минеральной ваты.

5.   Литература

1.     РААСН. Концепция проектирования и строительства жилых домов нового поколения // Новые материалы, конструкции, оборудование и технологии в строительном комплексе Москвы / ТИ КАСРРГ.

01.02.2000.

2.     СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания».

3.     СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания».

4.     СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания».

5.     ГОСТ 23166. Оконные общие технические условия. Дата введения 2001-01-01.

6.     В.А. Тарасов, ЗАО "КБЕ Оконные технологии".

7.     Экономическое обозрение №23 (471)

Интернет-Ресурс:

1.     http://www.steklokompozit.ru/v-chem-zhe-vyrazhaetsya-effektivnost-okoniz-steklokompozita

2.     http://docs.cntd.ru/document/901705167