Будівельне скло і склопакети

 

Скло – це амфорна речовина, яка не володіє в твердому стані властивостями кристалічної речовини. Традиційними головними сировинними компонентами скла є: кварцовий пісок (69…74%), сода (12…16%), вапняк і доломіт (5…12%).

Масове виробництво скла організоване за способом витягування по вертикалі із скло варильної печі через прокатні вальці у вигляді безперервної стрічки на зовні з охолодженням та прорізкою на листи.

Останній етап у виробництві скла є флоат-метод. при цьому процесі скло поступає із плавильної печі в горизонтальній площині у вигляді плоскої стрічки через ванну з розплавленим оловом на наступне охолодження і відпалювання. Величезною перевагою флоат-методу є висока продуктивність, стабільна товщина і якість поверхні.

Флоат-скло характеризується виключно рівною поверхнею і відсутністю оптичних дефектів. Найбільший розмір отриманого скла 6000х3200, товщина від 2 мм до 25 мм. Скло може бути прозорим, пофарбованим або мати спеціально нанесенні покриття. Скло, отримане за допомогою флоат-методу, називається флоат-склом.

У будівництві використовують пофарбоване у масі скло як сонцезахисне або абсорбуюче, що поглинає більше світлі ніж звичайне прозоре.

У світлопрозорих конструкціях з підвищеними вимогами до безпеки (скляні дахи, нахилені скляні площини фасадів тощо) використовують загартоване або ламіноване скло. Найпоширенішим типом цього скла є триплекс-конструкція із двох шарів скла і проміжкового ламінуючого шару (полівінілова плівка або смола). Це скло має високу міцність на стиск, і значно меншу на розтяг і згин.

У більшості сучасних світлопрозорих конструкціях види скла використовуються у так званих ізолюючих склопакетах. Під склопакетом розуміють елемент, в якому два чи більше шарів скла, герметично з’єднані між собою за допомогою спеціальної дистанційної рамки, а також внутрішнього і зовнішнього герметиків, що утворюють замкнутий проміжок (камеру), заповнений осушувачем повітря або іншими газами.

Виробництво сучасних склопакетів здійснюється у два етапи:

1) На дистанційну рамку шаром товщиною близько 4 мм методом екструзії за темпер. 120…140  наноситься термопластичний бутиловий герметик 9поліізобутилен) або вручну наклеюється бутилові стрічка. На цьому ж етапі дистанційна рамка заповнюється осушувачем, що поглинатиме вологу із повітря в повітряній камері. До попередньо обробленої рамки з двох боків приклеюється скло.

2) На автоматичному обладнанні або вручну наноситься зовнішній герметик.

 

Заповнення проміжку між шарами скла газом здійснюється через спеціальні отвори в дистанційній рамці в двох протилежних кутах, які пізніше герметизуються.

Протягом експлуатаційного періоду склопакету проходить поступова природна втрата газу із внутрішньої камери, і зворотно – дифузія водяного пару, через мікротріщини в герметику, які викликаються напруженнями в краєвій зоні під дією перепадів тиску і температур. Для компенсації напружень в краєвій зоні необхідний герметик з високим модулем пружності, який добре приймає розтягуючи зусилля.

 

Лекція №3

 

Розділ 2 Столярно-будівельні вироби. Вбудовані меблі

 

Тема 2.3 Віконні блоки з недеревних матеріалів

 

Мета: освітня – ознайомити студентів з конструкціями віконних блоків з полімерних матеріалів, непластичного полівінілхлориду (ПВХ).

 

Міжпредметні зв’язки: 2.11 Обл., Тема 2.5; 3.12 ОТСБВ, Тема 3.4

 

Методи та прийоми викладання: лекція з елементами бесіди

 

Матеріально-технічне забезпечення: конструктивні елементи віконних блоків з полімерних матеріалів; полівінілхлориду.

 

Література:

1. О.Б.Ференц «Технологія столярних виробів». с.283-284; 290-297; 230-232; 307-314

 

Самостійна робота

 

План

 

1. Віконні блоки з полімерних матеріалів

2. Вікна з металевими блоками.

3. Конструкції вікон із непластичного полівінілхлориду (ПВХ)

 

1. Системи алюмінієвих віконних профілів утворюються тонкостінними профілями, геометрія яких визначається функціональним призначенням системи і її профілі можуть виконуватися одно- і багатокамерними. При цьому висока теплопровідність алюмінію поділила профілі на дві основні групи за технологічними характеристиками: «холодний профіль», що використовується при виготовленні вікон та дверей дя неопалюючих об’єктів, для скління вітрин і балконів, конструкцій внутрішніх перегородок і дверей і «теплий профіль» - для вікон і дверей приміщень з опаленням.

   Теплі профілі сконструйовані за 2-х, 3-х камерним принципом, зовнішня і внутрішня камери профілю з’єднані між собою поліамідними термоматеріалами, підсилені скловолокном, які розривають потоки холоду і забезпечують термоізоляцію. Таким чином, сучасні технічні рішення перетворили алюмінієві вікна у високоефективні енергозберігаючі будівельні конструкції.

  Термоізоляція в «теплих» алюмінієвих профілях забезпечується шляхом використання термоізолюючих перемичок, також їх називають вставками, терморозривами. Часто термоізоляція виготовляється із поліаміду, армованого скловолокна.

     Опір теплопередачі поліамідних вставок достатньо високий але внаслідок тепло переносу за рахунок конвективних потоків у середині камери, утвореної вставками і профілями, за тепло ізолюючими властивостями більшість теплих системних профілів входять в групи 2.1 і 2.2 згідно з DIN 4108.

   У профільній системі TS – 80 (Reynaers)  в камеру між термоізолюючими вставками вставляють полістирольні вкладки.

    Незважаючи на використання ізолюючих вставок, термічний опір профілів із алюмінію залишається більш низьким порівняно з віконними профілями з інших матеріалів. алюмінієві профілі не мають яскраво вираженої дренажної камери. Із цього випливає принципова різниця від профілів із ПВХ в рішенні вузла примикання до склопакета. Низькі характеристики міцності ПВХ зумовлюють використання просторової структури у вирішенні зовнішньої дренажної камери. В алюмінію така необхідність відпадає, і скління закріпляється у профілі із середини штапиком, а зовні тонкою стінкою рамного або стулкового профілю із вставленим ущільнювачем.

Таким чином, алюмінієвий профіль не має зовнішнього повітряного прошарку у місці примикання склопакета, лише створюється в ПВХ-профілях за рахунок дренажної камери і захищає крапову зону склопакета від промерзання.

 

  Деревоалюмінієві конструкції другого покоління

   Існуючі деревоалюмінієві віконні блоки випускалися двох типів: серія С і серія Р.

  Деревоалюмінієве вікно з подвійним склінням із роздільними і спареними рамами є комбінованим за матеріалом виробом, в якого внутрішня коробка і стулки виконані із дерева, а зовнішні – із алюмінієвих профілів. Розміри вікон згідно стандартів. Такі вікна використовувалися для пройомів в більшості громадських будинків. Через невідповідність ряду теплофізичних показників, якості та ін. недоліків дані конструкції не знайшли широкого використання.

   Існують комбіновані дерево алюмінієві конструкції другого покоління, які стають все більш популярними. У приміщенні такі вікна «дихають» затишком, а зовні системні алюмінієві профілі немов «друга шкіра», що захищає рами від погодних умов. Комбіновані віконні блоки передбачають ущільнення притвору, що прокладається всередині дерев’яної деталі стулки, і доповнюючи ущільнення, прокладене в коробці між дерев’яною основою і алюмінієвою оболонкою. Таким чином, забезпечується довгострокова і надійна ізоляція (Braga). Там, де цього вимагають умови будівництва і наступної експлуатації, додатковий захист від атмосферної дії створює третє ущільнення між алюмінієвою рамою і стулкою. Прогресивним конструкторським рішенням можна назвати приховану невидиму зовні систему відводу вологи з профілів коробки і імпоста. Перевага цих вікон і у тому, що алюмінієві профілі системи  Braga можна комбінувати із всіма дерев’яними віконними брусками, переріз яких відповідає вимогам  DIN 4108. Виготовлені у виробничих умовах алюмінієві рами можуть бути зварні чи з механічним кріпленням деталей. Розміри блоків можуть досягати 3500х2500 мм.

  Концерн Fenestra Oy – найбільший виробник віконних і балконних систем у скандинавських країнах (Фінляндія). Вікна Fenestra зовні покриті алюмінієвим профілем фінської фірми Nokia або мають зовнішню раму із алюмінію. Внутрішні рами виготовляються із дерева і пофарбовані високоякісною фарбою Акзо Нобель. Дерево алюмінієві вікна відмінно підходять для будівництва офісів, промислових і житлових будинків. Якість віконних блоків відповідає вимогам і класу якості європейських стандартів. Гарантуються звукопоглинання 35 дБ і коефіцієнт теплопровідності К від 0,8 до 1,7 Вт/м² К.

На ринку України з’явились оригінальні комбіновані дерево алюмінієві віконні системи україно-японського СП «Morimoto and Co». Це нова віконна генерація ідеально поєднує переваги алюмінію, пластику та деревних матеріалів, що традиційно використовуються для виготовлення вікон. Основна ідея проста. Всередині дерево – природний матеріал з добрими тепло ізолюючими властивостями, архітектурно виразний, прекрасно поєднується з будь-якими деталями інтер’єру. Зовні алюміній – атмосферостійкий і дуже статичний матеріал, який є основою для кріплення фурнітури і скління, що не вимагає спеціального догляду за поверхнею і періодичного фарбування.

Комбіновані конструкції, не зважаючи на складну технологію виготовлення, більш ніж стрімко входять в наші будинки і безперечно майбутнє належить їм.

 

2. Деревостальні і стальні конструкції вікон не отримали ще широкого використання, не зважаючи на те, що в Україні виробляється достатньо тонколистової сталі за рік.

      Конструкції вікон і балконних дверей, в яких коробки виконані із гнутих металевих профілів, а стулки із деревини, призначені для крупно панельних громадських будинків, в яких використовуються вікна зі спареними стулками. У перспективі буде пропонуватися створення спеціального обладнання для виготовлення, заповнення віконних пройомів повністю із гнутої тонколистової сталі. Елементи вікон виготовляються у вигляді замкнутого профілю із рулонної холоднокатаної оцинкованої сталі, товщиною 0,6…1,5 мм.

Металеві профілі коробок повторюють конфігурацію елементів деревяних коробок з необхідними змінами, зумовленими особливостями виготовлення гнутих металевих профілів. Вертикальний імпост являє собою замкнутий профіль, утворений із гнутої металевої смуги із тонколистової сталі, яка з’єднується в замкнутий коробчастий профіль за допомогою фальцу. Стандартна пів завіса ПВ-1 встановлюється у дерев’яний вкладиш у спеціальне гніздо і закріплюється за допомогою шпильок коробка вікон із тонколистової сталі встановлюється у пройом таким чином, щоб бетон заповнив внутрішні порожнини профілів коробки. Металеві коробки збираються із чотирьох елементів гнутих металевих профілів із тонколистової сталі. Вертикальні елементи і верхній горизонтальний елемент коробки виготовляються із профілю іншої конфігурації. Для з’єднань елементів коробки передбачені спеціальні прорізи, а кінці вертикальних елементів та імпоста мають конфігурацію, що забезпечує повне закривання профілів при збиранні. Кінці вертикальних елементів закріплюються за допомогою контактного зварювання. Для фіксації фрамуг і кватирок передбачені прорізи. При формуванні панелі внутрішня частина металевої віконної коробки заповнюється бетоном.

   Покриття металевих елементів коробок – ґрунтовки ВМЛ-0143, колір вибирається за зразками підприємства, що виготовляє. Допускаються покриття іншими лакофарбовими матеріалами.

Для підвищення рівня опору теплопередачі віконного блоку з коробкою із гнутих металевих профілів рекомендується:

- Ізолювати металеву коробку шляхом вкладання в порожнину гнутих профілів вертикальних і горизонтальних елементів та імпоста коробки теплоізоляційного матеріалу – полістирольних плит або пінополіуретану;

- Забезпечити максимальне прикриття бетоном металевої коробки з боку приміщення;

- На внутрішні грані вертикального імпоста (з боку приміщення) передбачити паз для встановлення на клею ущільнюючої прокладки із пористої резини.

 

    Метою розробки даного напрямку є впровадження в промислове та індустріальне виробництво нових конструкцій вікон та балконних дверей дерев’яних з металевими коробками із гнутих профілів, що відповідають підвищеним експлуатаційним якостям довговічності, економічної доцільності (вартість виробів за попередніми даними буде знаходитися між аналогічними показниками дерев’яних стандартних, алюмінієвих і пластикових конструкцій.  

 

 

3. Вікна та двері із ПВХ, загальні вимоги до конструкції

 

     Держбудом України затверджено новий державний стандарт «Вікна та двері полівінілхлоридні. Загальні технічні умови»., який має силу закону та фактично відміняє всі чинні раніше документи. Стандарт поширюється на вікна та двері, що виготовлені із жорского полівінілхлориду.

Вікна та двері виконують ряд функцій. Вони мають захищати будинки від атмосферного впливу, шкідливої дії навколишнього середовища. Також забезпечують освітленість і вентиляцію. Вікна мають проектуватися так, щоб витрати тепла були мінімальними.

  Досягнення опору теплопередачі вікон 0,5 м² ·  /Вт можливо, як правило, при використанні двокамерних склопакетів або однокамерних склопакетів з нанесеним на скло тепло відбиваючим шаром. Однак, при цьому збільшується маса скління і знижується світлова проникність.

Герметизація вікон не тільки покращує теплозахист, але і підвищує звукоізолюючі властивості вікон.

У КиївЗНДІЕП Державному стандарті викладені вимоги як до конструкцій вікон, балконних дверей і дверей, так і окремо до матеріалів, конструкційних профілів і комплектуючих виробів. насамперед забезпечити безпеку життя і здоров'я населення. Для вікон та балконних дверей встановлені вимоги до міцності і жорсткості виробів при їх відчиненні-зачиненні, дії вітрових, статичних і ударних навантажень, забезпеченню відповідного опору теплопередачі і повітропроникності.

     Вироби мають виготовлятися згідно з вимогами нового ДСТУ, а також технічної документації, що розробляється відповідно до ГОСТ 2.001 і затверджується у встановленому порядку. ДСТУ регламентує зміст технічної документації, до основних розділів належать:

А – пояснююча записка;

Б – типи і розміри конструкцій;

В – складальні креслення виробу з вузлами примикання, розміщення віконних і дверних приладів, ущільнюючих прокладок і кріпильних виробів; типами, розмірами і кріпленням елементів жорсткості;

Г – креслення виробів, поперечних перерізів профілів із ПВХ із вказанням їх розмірів, допусків та ін;

Д – варіанти встановлення та кріплення конструкцій у будинках

 

Якість поверхні виробів забезпечується шорсткістю не більше 3,2 мкм, а в місцях зварних швів – не більше 20 мкм

  Ефективне функціонування виробів значно залежить від числа відкривань їх стуляючи елементів у процесі експлуатації. при відчиненні-зачиненні конструкцій зміна розмірів діагоналей віконних стулок чи дверних полотен не має перевищувати 0,1% від їх довжини за такої кількості циклів:

- Вікна, тип П, В, ПВ, ПД, СП (повертаючі, відкидні, повертаючо-відкидні, підвісні, середньо-повертаючі)       5000;

- Балконні двері                                 10000;

- Вікна тип Р (розсувні)                     10000;

- Двері зовнішні, тип Р, П                  100000.

 

 

Лекція №4