Пластиковые окна
Пластиковые окна- неотъемлемая часть архитектуры современности. Стеклопластиковыми конструкциями производят остекление промышленных объектов, жилых домов и частных застроек. Пластиковые окна по праву можно назвать успешным сочетанием инженерной мысли и достижений химической промышленности.
Впервые оконные рамы из поливинилхлорида были запатентованы в Германии в 1952 году. Создателем первых пластиковых рамных конструкций признан немецкий конструктор Хайнц Паше. Сырьем для производства оконных конструкций служит поливинилхлорид или ПВХ. Вещество было синтезировано в 1835 году французским химиком Анри Виктором Реньо, но промышленного распространения не получило. Значительно позже, в 1926 году американским химиком Уалдо Лонсбери Семоном была разработана методика по получению и улучшению пластичности полимера. С этого времени ПВХ прочно занял свое место в промышленности, потеснив на сырьевом рынке металл, древесину и некоторые виды пластических масс.
Масштабное производство рам из ПВХ началось в 60-х годах двадцатого столетия. И продукция быстро заполнила Европейские страны. В Россию этот товар пришел в начале девяностых годов, но не имел взрывного спроса, так как стоимость ПВХ-окна была ощутимо высока. Со временем производство стало налаживаться в России, и цена пошла вниз, а спрос многократно вырос. Сегодня предпочтение пластиковым окнам отдают подавляющее большинство пользователей и застройщиков благодаря высоким функциональным свойствам:
- Прочности.
- Долговечности.
- Шумоизоляции.
- Пониженной теплопроводности.
- Герметичности.
Устройство пластикового окна
Конструкции пластиковых окон любого производителя принципиально ничем не отличаются и состоит из:
- Рамы. Каждая оконная конструкция обязательно включает в себя несущий каркас из ПВХ- профиля. Профиль выпускается толстостенным – толщина наружной стенки не менее 3 мм. Средней толщины- 2,5 мм. И тонкостенным- толщина наружной стенки не нормируется. Для обеспечения жесткости внутри усилен нержавеющим металлом. Профиль представляет собой пустотелый брусок из поливинилхлорида, разделенный внутри отсеками или камерами. Выпускают 3-камерный профиль, 4-камерный, 6-камерный. От количества секций-камер зависит теплопроводность оконного каркаса. Необходимо отметить, что выпускают отдельно профиль под рамы, створки и импосты. Благодаря унификации ПВХ- профиля возможно производство окон любого размера и геометрической конфигурации.
- Створки. Отдельные застекленные конструкции из пвх- профиля, монтируемые в оконную раму. Предназначены для открывания и проветривания. Если эти функции в оконной системе не предусмотрены, то створки отсутствуют, а стеклопакет интегрируется в каркас.
- Импост. Элемент оконного каркаса, разделяющий его на секции. Служит для примыкания створок и обеспечения необходимой жесткости всей конструкции. Выполняется из профиля Т-образной формы.
- Штапик. Съемная деталь оконной системы. Нужен для фиксации стеклопакета. Для герметизации оснащен резиновым уплотнителем.
- Стеклопакет. Комбинация стекол, разделенных рамками, представляет собой конструкцию из двух или трех стекол- пакет. Дистанционные рамки, отделяющие стекла на определенное расстояние друг от друга, изготавливают из алюминия, нержавеющей стали, пластика и влагопоглощающего материала. Наиболее качественные выполняют из профиля с осушителем и теплоизолированными поверхностями, чтобы избежать появления мостиков холода. Для утепления и звукоизоляции из межстекольных камер некоторых моделей окон откачивают воздух или заполняют внутреннее пространство между стекол инертным газом аргоном.
- Фурнитура. В традиционном варианте применяется поворотно-откидная система манипуляций со створками окна, используются петли и ручки, механизмы открывания-закрывания, фиксаторы, ответные планки.
- Отливы. Устанавливаются с внешней стороны окна. Предназначены для отведения влаги стекающей с поверхности оконной конструкции. Выполняются из оцинкованной листовой стали или пластика.
- Обналичка. Предназначена для обрамления и декорирования внутренней и внешней стороны оконного проема.
- Подоконник. Элемент, прикрывающий нижнюю часть оконного проема с внутренней стороны. Подоконники производят из толстостенного пластикового профиля, дерева, натурального или искусственного камня.
В подавляющем большинстве случаев для изготовления окон из ПВХ и аксессуаров используется пластик белого цвета, так как имеет респектабельный вид. Но нередко профиль ламинируется под природные материалы.
Функционал пластиковых окон
Пластиковые окна призваны:
- Обеспечить беспрепятственный доступ света в помещение.
- Регулировать воздухообмен по желанию владельца.
- Создавать определенный уровень шумоизоляции.
- Препятствовать появлению сквозняков.
- Выполнять и сохранять эксплуатационное назначение в течение всего срока службы.
- Быть безопасным в использовании.
Данный перечень- начальный уровень функциональных возможностей пластиковых оконных систем. Современные производители предлагают потребителям доукомплектовать пвх-окна дополнительными опциями, которые повышают качество жизни в целом.
- Энергосберегающий пакет. Это комплексная опция. Включает в себя заполнение межстекольных камер инертным газом, и напыление на стекло невидимого слоя серебра и оксида титана. В результате происходит отражение тепловой энергии от нагревательных приборов обратно в комнату, при этом не возникает препятствий доступу в помещение световому спектру. Инертный газ обладает меньшей теплопроводностью чем воздух, поэтому отведение тепла из помещения зимой и доступ тепла летом происходят менее интенсивно.
- Шумоизоляционные окна. В условиях оживленного городского ритма жизни неизбежно возникает повышенный уровень шума, связанный с автотранспортом, воздушными судами, криками людей, голосами животных, технологической деятельностью человека и другими причинами. Важно не допустить проникновение шума в жилище для того, чтобы иметь возможность комфортного проживания и отдыха. Помогают гасить звуковые колебания стекла толщиной от 6 мм. В стандартных стеклопакетах используется стекло толщиной 4 мм. Применение толстого, в 6 миллиметров, стекла снижает уровень шумовой нагрузки на 10 %. Хорошо справляется с задачей шумоизоляции тройное остекление, установка дистанционных рамок разной ширины, применение стекла, изготовленного по технологии триплекс. Триплекс- это многослойная конструкция, состоящая из двух и более стекольных листов с проложенной между ними полимерной пленкой. Достоинством таких стекол выступает особенность не колоться на острые опасные осколки при механическом ударе. При разрушающем воздействии на листе стекла появляются трещины, но пленка не позволяет рассыпаться и удерживает материал в площади окна.
- Микропроветривание. Все пластиковые окна, имеющие створки наделены функцией «проветривание». Но расстояние откидывания створки бывает избыточно и приводит к сквознякам или попаданию влаги при дожде, что не желательно, особенно если в доме есть дети. Этого несложно избежать, заказав монтаж дополнительной фурнитуры, которая обеспечит пошаговое откидывание створки окна от минимального в 2 мм. до максимального предела- 25мм.
- Москитная сетка. Данная опция, в зависимости от применяемой сетки, несет в себе функции не только защиты от насекомых, но и от попадания крупных частиц пыли и пыльцы, и может обеспечить безопасность домашним животным. Монтируется сетка в рамку из пластика или алюминия. Бывают открывающиеся и стационарные. Стационарные легко крепятся к оконному каркасу специальными крепежами. Открывающиеся представляют собой конструкцию похожую на дверь, монтируется на петлях. Используется в балконных дверях, не мешает доступу на балкон или лоджию. Существуют рулонные варианты монтажа москитной сетки. В этом случае на оконную раму крепится вал с намотанной сеткой. При необходимости легко отпускается по направляющим, закрывая проем, и фиксируется внизу рамы.
- Детская безопасность. Набором этих опций не стоит пренебрегать. Это не сильно удорожит покупку, но предотвратит нежелательные ситуации, связанные с чрезмерным любопытством детей. Безопасное использование пластиковых окон обеспечивается использованием специальной фурнитуры:
-Ручка с ключом. В запертом состоянии блокирует открывание створки в любом положении. Это не всегда удобно, так как делает невозможным проветривание помещения.
-Нижний замок. Устанавливается на раму, а ответный элемент на створку. В замкнутом положении разрешает открывать окно на проветривание, но делает невозможным открытие створки настежь.
- Солнцезащитный пакет. По желанию заказчика в стеклопакете могут тонированные стекла, которые уменьшат поступление солнечного света в офис или квартиру. По аналогии с энергосберегающим пакетом могут применяться стекла с напылением из оксидов серебра, которое отражает инфракрасное излучение. Этим достигается стабильность внутреннего температурного режима без потери освещенности.
- Защита от взлома. Огромное число краж осуществляется именно через окна. Внимание воров привлекают квартиры и офисы на первых и на последних этажах, а также загородные коттеджи и дачи. Для безопасности владельцев и сохранности их имущества производителями разработаны системы, повышающие уровень противодействия злоумышленникам:
- Триплекс. Многослойная конструкция, которая не позволяет мгновенно разбиться стеклу.
- Усиление штапика и стеклопакета. Штапик совместно или отдельно со стеклопакетом вклеиваются в каркас окна, тем самым усложняя процесс вынимания стеклопакета из рамы.
- Противовзломная фурнитура. Это титановая пластина, установленная в районе ручки, препятствует высверливанию механизма.
Тщательно продуманная система анти-взлом значительно увеличивает время проникновения в жилище или офис злоумышленникам. В данной ситуации время играет против преступников, и технические средства, интегрированные в окна, помогут предотвратить незаконный доступ без вытекающих последствий.
Монтаж пластиковых окон
Работы по установке пластиковых окон включают в себя:
- Снятие размеров. Замер должен производить квалифицированный специалист. От этого зависит качество будущего пластикового окна
- Демонтаж прежней конструкции. Бывает разрушающего действия, при котором старую конструкцию выпиливают и утилизируют; и неразрушающего- при этом сохраняют целостность окна для дальнейшего использования, например, на даче.
- Подготовительные работы. Обеспечение доступа к оконному проему, удаление цементной пыли, остатков монтажной пены и частей старой конструкции, доставка к месту монтажа всех необходимых элементов.
- Монтаж. Сюда входит:
- Установка каркаса без створок
- Инсталляция паро-и-гидроизоляционных пленок
- Крепление рамы к проему
- Герметизация монтажной пеной
- Вставка и фиксация стеклопакета
- Финальные работы:
- Установка откосов, отливов
- Регулировка фурнитуры
- Удаление защитных пленок.
Ошибки при установке окон
Принимая работы по установке пластиковых окон, следует обратить внимание на возможные ошибки при монтаже ПВХ окон.
- Уровень положения каркаса в оконном проеме. Легко проверить водяным уровнем или открыв створку в вертикальном положении. Если створка под своим весом не смещается ни в сторону закрытия, ни в сторону открытия, значит вертикальный уровень выдержан в пределах нормы. В обратном случае окном будет неудобно пользоваться и повышается износ отдельных деталей фурнитуры.
- Качество фурнитуры. При открывании- закрывании окна в разных режимах не должно происходить подклиниваний, должна прослеживаться плавность хода, не требуется чрезмерных усилий для манипуляций.
- Примыкания стеклопакетов должно быть загерметизировано влагостойким герметиком.
- Места запенивания должны быть закрыты подоконником или откосами. Монтажная пена быстро разрушается под действием ультрафиолета. Так как в застывшем виде это пористый материал, то очевидно, что пена впитывает и удерживает влагу. Поэтому многократные циклы замерзания-оттаивания разрушающе действуют на слой пены и приводят к увеличению теплопотерь и неравномерной усадке пластикового окна.
- В холодное время очень информативно проявляет себя некачественная гидроизоляция в виде влаги на стеклах и профиле. Плохая герметизация выдает себя притоком наружного воздуха- сквозняк.
Обслуживание пластиковых окон
Пластиковые окна– это надежная, продуманная инженерная конструкция. Но чтобы оконная система прослужила долгие годы и не создавала трудностей, ее требуется периодически обслуживать. Уходу и обслуживанию подлежат:
- Профиль рамы. После монтажа нужно удалить все защитные пленки, так как со временем удалить это будет сложно. Необходимо очищать от пыли и грязи щелочными моющими средствами. Нельзя применять грубые абразивные вещества, растворители, кислотные средства, так как поливинилхлорид может стать шероховатым, потерять фактуру, пожелтеть. При смене сезонов нужно очищать от грязи места примыкания створок к каркасу.
- Стеклопакет. Не требует пристального внимания. После монтажа нужно очистить застекленную поверхность от всех наклеенных элементов. В ходе эксплуатации стекла следует мыть теплой водой или специальными химическими средствами. Нельзя удалять загрязнение твердыми и острыми предметами, во избежание появления царапин и ухудшению прозрачности.
- Уплотнители. Со временем резинки ссыхаются и трескаются. За их состоянием нужно наблюдать. 1-2 раза в год рекомендуется смазывать глицерином или спец. средствами по уходу за уплотнителями пластиковых окон. В случае появления трещин на материале уплотнителя, его необходимо заменить.
- Фурнитура. Рекомендуется смазывать веретенным маслом подвижные части фурнитуры. Нельзя самостоятельно регулировать элементы фурнитуры при отсутствии навыков. Этим должен заниматься специалист. Нельзя одновременно стараться открыть и откинуть створку. При таком обращении створка может слететь с зацепов.
Как выбрать пластиковые окна
Большинство покупателей уверены в том, что, заказав окна из хорошего армированного пластика, на выходе получат качественный продукт. Это лишь половина дела. Вторая половина получения качественной продукции кроется в добросовестности и компетенции производителя. Поэтому обращаться стоит только к проверенным производителям. Самое простое, но в тоже время, эффективное решение найти знакомых, кто пользуется продукцией того или иного производителя. В этом случае есть возможность получить рекомендательный отзыв и увидеть, как ведут себя окна во время эксплуатации. Добросовестный производитель имеет необходимые документы, подтверждающие качество продукции: ГОСТы либо ТУ и декларацию о соответствии, либо, дополнительно к декларации, сертификат добровольной сертификации. Ответственные организации предоставляют гарантию на пластиковые окна длительностью от 5 лет и более. Важно помнить, что качественная продукция не может стоить дешево. Низкая цена пластиковых окон признак посредственного качества, либо маркетинговый ход, который в итоге приведет к росту стоимости. Поэтому при выборе окон нужно четко сформировать функциональные потребности окна, чтобы не переплачивать за ненужные опции. Крупные, уверенные компании имеют обученный и высококвалифицированный штат. Не секрет, что самую качественную продукцию могут загубить человеческие руки. Квалификация сотрудников подтверждается профильными удостоверениями и дипломами.
Только обдуманный, рациональный и всесторонний подход к выбору окон ПВХ приведет к приобретению продукции высокого качества и позволит эксплуатировать ее долгие годы без дополнительных вложений.
Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.
Цифровые технологии – спорту
Олимпиада в Сочи и Чемпионат мира по футболу – 2018 задали новые требования к проектированию и строительству спортивных сооружений в России. О том, как создать современный спортивный объект мирового класса и уложиться в жесткий дедлайн, рассказывает руководитель отдела ОВиКВ компании «Метрополис» Сергей Брюзгин.
Проектирование спортивных сооружений – задача сложная и ответственная. Объекты такого рода сочетают в себе яркую, запоминающуюся архитектуру и комплекс сложнейших инженерных систем. Именно поэтому проектировщики постоянно находятся в поиске новых эффективных решений для работы с такими проектами.
В основе – технологии
Одними из наиболее успешных разработок, активно используемых проектировщиками, являются BIM-технологии. Их применение при проектировании современных сложных объектов, к числу которых относятся и спортивные сооружения, является одним из ключевых условий успешных инвестиций заказчика, ведь технология BIM-проектирования позволяет существенно сэкономить время и средства, необходимые для реализации проекта.
Эта технология дает возможность повысить качество проектирования и на раннем этапе представить полную картину того, как будет выглядеть и функционировать объект. При необходимости заказчик может своевременно внести корректировки в проект на той стадии, когда изменения не влекут за собой больших затрат. Это отличная возможность для всех участников проекта получить практически идеальный продукт, обладающий внешней привлекательностью, комфортом и безопасностью среды и, что самое главное, инвестиционной привлекательностью.
Сейчас все проекты нашей компании разрабатываются с применением этой технологии. Например, Центр художественной гимнастики имени Ирины Винер-Усмановой еще в 2016 году получил первое место на конкурсе BIM-технологий, организованном Минстроем РФ.
Другая многообещающая разработка – достаточно молодая в строительной сфере технология математического моделирования (CFD-моделирование). До ее появления то или иное техническое решение можно было обосновать либо опираясь на накопленный опыт (чаще всего используя решения, принятые ранее для подобных объектов), либо при помощи натурных испытаний (создание макета, испытательного стенда и т.п.). Первый вариант – рискованный (аналогичный объект может достаточно сильно отличаться по своим характеристикам от проектируемого, что может дать свою погрешность и привести к неработоспособности решения). Второй – затратный как по деньгам, так и по времени, не говоря о том, что далеко не все макеты можно физически реализовать. Технология CFD дает возможность за пару дней, а иногда и за несколько часов решить нестандартный узел, внести в него требуемые корректировки и добиться эффективности и работоспособности решения.
Мы применяли CFD-моделирование при проектировании таких объектов, как Центр художественной гимнастики в Москве, многофункциональный плавательный центр «Лужники», крытый каток Москомспорта, а также при проектировании жилых зданий.
До того, как мы освоили эту технологию, нам казалось, что ее применение будет востребовано только на уникальных объектах, однако практика показала, что использование CFD-моделей полезно для объектов любого уровня сложности. С его помощью можно решать такие задачи, как распределение температур в сложных трехмерных многослойных конструкциях, расчет параметров микроклимата помещений, воздухораспределение, расчет потерь давления в нестандартных сетевых элементах и т. д.
Данная технология дает специалисту возможность на раннем этапе проектирования отследить вероятные недочеты потенциальных инженерных решений, а иногда и понять, что предлагаемое решение слишком затратно (как энергетически, так и финансово) или вовсе нежизнеспособно. Например, для проверки условий, создаваемых для зрителей и спортсменов, наша компания выполняла оценку проектных решений систем вентиляции и кондиционирования главной арены Центра художественной гимнастики в Москве при помощи CFD-моделирования. Для достижения оптимального результата нам пришлось провести 8 итераций расчетов, в результате чего системы вентиляции и кондиционирования были значительно переработаны. Это еще раз подтверждает: CFD-моделирование и проектирование при помощи BIM-технологий позволяет на раннем этапе выявить проблемы и оптимизировать проектные решения. А заказчик, в свою очередь, получает наглядное, интуитивно понятное обоснование принимаемых решений. Вот несколько примеров выполненных расчетов:
В гармонии со стройкой
Посмотрим, как применение этих технологий реально отражается на строительном процессе. В качестве примера возьмем Центр художественной гимнастики. Для проектируемого объекта выполнялись следующие стадии проекта:
- концептуальные решения (стадия «К»);
- стадия «Проектная документация» (стадия «П»);
- стадия «Рабочая документация» (стадия «Р»);
- авторский надзор.
Проект стадии «К» стартовал в конце мая 2016 года и длился примерно 2 месяца. Последующая стадия «П» длилась примерно 3,5 месяца. Стадия «Р» длилась примерно 2 года, при этом строительные работы на объекте велись с запаздыванием от проекта всего на 2–3 месяца, иногда этот разрыв становился еще меньше, так что можно сказать, что проект стадии «Р», строительство и авторский надзор шли практически параллельно.
Основные сложности при проектировании как раз и связаны с малым разрывом в сроках между разработкой проектного решения и выдачей его для реализации на стройплощадку. У инженеров и архитекторов остается очень немного времени на принятие и согласование решений, и ошибки при таких малых сроках недопустимы. Именно использование BIM-технологий и, в частности, CFD-моделирования позволяет проектировщикам достаточно комфортно чувствовать себя в процессе взаимодействия со всеми заинтересованными сторонами. При этом есть, конечно, одно обязательно условие, с чем нам повезло: в арсенале всех участников проекта были современные технологии и подходы к проектированию, что позволило выполнить поставленную задачу в требуемый срок.
