Современные ограждающие оконные системы

К ограждающим конструкциям кроме стеновых относятся оконные системы. Практика эксплуатации зданий различного назначения показала, что теплопотери через окна могут составлять до 22%. Следовательно, конструкции окон и материалы, из которых их выполняют, должны обеспечить не только определенную освещенность, безопасность, но и комфортный температурно-влажностный режим.

В зависимости от назначения помещения, его расположения, климатических условий к стеклам могут предъявлять такие специальные требования: пониженная излучающая способность, теплопоглощение, высокая ударная прочность и пуленепробиваемость.

В современном строительстве оконные конструкции (системы) выполняют из дерева; дерева, защищенного с внешней стороны профильным алюминием; алюминиевых, стальных, поливинилхлоридных и стеклопластиковых профилей. Каждый из используемых материалов имеет свои преимущества и недостатки (ил. 32).

Так, при всех привычных положительных свойствах древесины – низкой плотности и теплопроводности, легкой обработки, невысокой стоимости изделий этот материал обладает такими серьезными недостатками, как гигроскопичность, коробление, склонность к загниванию и горючесть. Поэтому для обеспечения заданной долговечности древесину обрабатывают антисептиками, антипиренами и защищают красочными составами, которые необходимо систематически возобновлять.

В деревоалюминиевых окнах с наружной стороны деревянная поверхность защищена от увлажнения и разрушения алюминиевым профилем. Алюминиевые прессованные профили с пленочным акрилатным или полиуретановым покрытием толщиной до 10 – 15 мкм применяют для больших световых проемов, остекления высоких витражей. Это коррозионностойкий материал, обладающий высокой прочностью и атмосферостойкостью. В связи с тем, что высокая теплопроводность материала может вызвать появление конденсата на раме, в конструкции окон теплозащитные свойства повышены за счет заливки вспененной синтетической массы между двумя готовыми алюминиевыми рамами.

Стальные профили, изготовленные методом горячего или холодного проката, используют преимущественно для устройства окон в промышленном строительстве и при возведении общественных зданий. Так как стальные изделия подвержены коррозии, их прямо на заводе-изготовителе покрывают антикоррозионной грунтовкой, а после завершения монтажа – коррозионностойкой краской в два слоя.

Поливинилхлоридные профили обладают высокой долговечностью – до 20 лет и экологической безопасностью. К их достоинствам можно отнести возможность пятикратной вторичной переработки отходов и отработанных изделий без потери качественных характеристик. Основное сырье для их получения – калийная соль, нефть и газ. Для защиты от ультрафиолетовых лучей и перепада температур вводят специальные добавки.

Эти конструкции обладают следующими преимуществами:

- высокие водо- и коррозионная стойкость, водонепроницаемость;

- не загрязняются благодаря гладкой абсолютно плотной наружной поверхности;

- звукопоглощение и низкая теплопроводность – 0,17 Вт/мК (сухая древесина – 0,16 Вт/мК).

К недостаткам можно отнести:

- низкий модуль упругости поливинилхлорида, требующий усиления пластмассовых профилей стальными или алюминиевыми вкладышами;

- высокий коэффициент температурного расширения;

- процесс старения полимера, замедляемый за счет введения добавок оксидантов.

Остекление проводят одно- или двухкамерными стеклопакетами, представляющими собой жесткую герметичную конструкцию, выполненную из двух или трех листовых стекол с заполнением пространства осушенным воздухом или инертным газом (аргон, криптон), повышающим теплозащитные свойства и снижающим шум на 42 дБ. Для защиты от конденсата внутри помещают силикагель.

Герметизацию стеклопакета проводят специальными пластифицированными мастиками – одно- и двухкомпонентными.

Для остекления первых этажей применяют стекла повышенной прочности: закаленное, армированное, многослойное, ламинированное, т.е. защищенное специальным полимерным пленочным материалом. С использованием полимерных и окиснометаллических покрытий целенаправленно изменяют их назначение: поглощающие солнечную радиацию и ультрафиолетовые лучи, с односторонней прозрачностью – тонированные, безосколочные, пулестойкие, ударопрочные.

Низкоэмиссионные энергосберегающие стекла получают нанесением на стекло методом напыления покрытия на основе оксидов серебра и висмута или полимеров толщиной в несколько микрон, которое в несколько раз снижает тепловое излучение изнутри помещения. Этот же эффект использован в США при получении двухкамерных стеклопакетов с коэффициентом теплопроводности 1,13 Вт/мК. Для этого в камере стеклопакета между обычными стеклами натягивается и закрепляется прозрачная мембрана с низкоэмиссионным покрытием, которое наносят как на одну, так и на две стороны. При установке двух параллельных мембран коэффициент теплопроводности снижается до 0,4 Вт/мК.

Эффект отражения лучистой энергии использован при установке позади радиаторов отопления специальных экранов с покрытием из металлической фольги. Таким образом достигается возвращение в помещение до 90% лучистой энергии, что позволяет повысить температуру воздуха на 3-4 градуса.

Для защиты от нагрева солнечным светом используют стекла со специальным тончайшим металлическим слоем, работающим отражающе, как зеркало, или покрытием, состоящим из оксидов металлов. Последние обладают свойством поглощать часть солнечного излучения. Эти стекла имеют серый, бронзо-коричневый или зеленый цвет. Поглощая энергию, стекла нагреваются, поэтому их надо использовать в двойном остеклении или стеклопакете, где внешнее – специальное стекло, а внутреннее – обычное строительное.

Одним из перспективных экологически безопасных материалов, применяемых для вертикального остекления, выполнения светопрозрачных кровель, перегородок, является прозрачный пластик – поликарбонат. Ударная прочность этого материала в 200 раз выше, чем у стекла, и в
50 раз выше, чем у акриловых пластиков. Структурные панели и профили, изготовленные из этого материала методом экструзии, имеют множество внутренних воздухонаполненных ячеек, перегородки которых служат ребрами жесткости. Такие панели способны пропускать до 80% солнечного света. Из за внутренних перегородок материал обладает светорассеивающим и теплоизоляционным свойствами, равными по величине двухкамерному стеклопакету. На внешнюю сторону изделия наносят специальный защитный слой, повышающий атмосферостойкость и обеспечивающий устойчивую работу при температуре от минус 50 до плюс 115ºС.

Сотовый ячеистый поликарбонат в виде листов толщиной от 4,5 до 16 мм аналогичного назначения выпускают фирмы Германии и Франции. Израильские производители поставляют для этих целей специализированные поликарбонатные панели, которые имеют особое призматическое строение верхнего слоя, позволяющее зимой проводить повышенное количество солнечной энергии, а летом отражать большую часть светового излучения, не допуская перегрева помещения. Такие панели позволяют регулировать поток солнечной энергии в течение суток.

Двери и ворота для зданий и сооружений в зависимости от применяемых материалов могут быть деревянными, поливинилхлоридными, металлическими (алюминиевые, стальные) с заполнением промежутка между полотнами теплоизоляционным и звукоизоляционным материалом.

Двери в жилищном строительстве в основном выполняют из дерева с последующей окраской или пропиткой. При особых требованиях к надежности и пожарной безопасности в жилых зданиях устанавливают стальные двери из прокатных или штампованных профилей с обшивкой из листовой стали. Полотна стальных дверей могут иметь одинарные или двойные стенки. Наружные двери зданий могут выполнять из дерева, металла и поливинилхлорида. Их изготовление и эксплуатация не отличаются от соответствующих оконных конструкций.