Крепёжные элементы, используемые для монтажа окна должны обеспечивать возможность его свободной подвижки в монтажной плоскости проема при расширении-сжатии за счет нагрева-охлаждения; и одновременно препятствовать выгибу рамных элементов из плоскости за счёт знакопеременных температурных напряжений.

В стандартном варианте для монтажа окон используют специальные монтажные пластины или дюбели (рис. 5.2.1). Как дюбель, так и монтажная пластина обеспечивают возможность свободной подвижки оконного блока при его нагревании охлаждении, вызванном изменением температур наружного воздуха

Рис. 5.2.1. Закрепление окна из ПВХ в наружных стенах различной конструкции
а) сплошная кирпичная стена
б) кирпичная стена с пористым эффективным утеплителем
1 — оконная рама
2 — утеплитель в стене
3 — дюбель
4 — монтажная пластина
5 — анкер
.

При нагревании оконного блока и, соответственно, увеличении его размеров в большую сторону, монтажная пластина (поз. 4 рис. 5.2.1) изгибается, а закрепленные в стене анкеры (поз. 5 рис. 5.2.1) работают на выдёргивание. Дюбель (поз. 3 рис. 5.2.1) работает на выдёргивание при охлаждении окна, сопровождающемся уменьшением его размеров. При этом обеспечивается возможность свободной подвижки оконного блока при его температурном расширении вдоль собственной оси дюбеля.

В зависимости от архитектурно-композиционного решения светопрозрачных конструкций и фасада здания в целом, а также от конструкции наружных стен, на конкретном строительном объекте, могут быть применены крепёжные элементы с дополнительным консольным выпуском (рис. 5.2.2). Это решение достаточно часто применяется при монтаже конструкций панорамного и витражного остекления в случае, если несущие конструкции должны быть скрыты за плоскостью остекления.

Рис. 5.2.2. Крепёжные элементы с дополнительным консольным выпуском [7]

Спецификой современного коттеджного строительства является возведение многослойных наружных стен с использованием эффективных теплоизоляционных материалов. Такие стены, как правило, имеют два или три конструктивных слоя:

1. несущий внутренний слой, выполняемый из красного или многощелевого кирпича, керамзитобетонных, полистиролбетонных или пенобетонных блоков;
2. наружный облицовочный слой, обычно выполняемый из облицовочного многощелевого кирпича или красного кирпича со штукатуркой;
3. внутренний утепляющий слой, выполняемый из эффективных теплоизоляционных материалов — экструзионного пенополистирола и жёсткой базальтовой минеральной ваты.

Конструктивное решение наружных стен (используемые материалы, количество и толщина слоёв) принимается на основании теплотехнического расчёта согласно требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий»*.
* На объектах индивидуального строительства, по согласованию с заказчиком, конструкция наружных стен может быть принята, исходя из минимально допустимых требований по теплозащите (санитарно-гигиеническим требования). Это особенно важно для деревянных домов — брусовых и из оцилиндрованного бревна.

На рис. 5.2.3 показаны варианты установки окна из ПВХ в кирпичных стенах с внутренним теплоизоляционным слоем. Определяющую роль в позиционировании окна в проёме играет наличие или отсутствие четверти, а также толщина утепляющего слоя, различного для разных климатических районов. На рис. 5.2.3 толщина утеплителя 100 мм принята для условий г. Москвы при условии применения жёсткой минеральной ваты или экструзионного пенополистирола с коэффициентом теплопроводности l = 0,04…0, 0,05 Вт/м °С.

Закрепление окна при помощи дюбелей в верхней части в таких стенах возможно только при наличии средней железобетонной перемычки (рис. 5.2.3а). При отсутствии этой перемычки (рис. 5.2.3б), а также по боковым сторонам проёма, окно в таких стенах необходимо закреплять при помощи анкерных пластин или уголков.

Рис. 5.2.3. Варианты установки окон из ПВХ в стенах кирпичных домов. Система FUNKE KS Phoenix
a) Эффективная кирпичная кладка с четвертью и со средней железобетонной перемычкой. Вариант окна со стандартной рамой
б) Эффективная кирпичная кладка с четвертью без средней железобетонной перемычки. Вокруг оконного проёма — контур из несгораемого утеплителя. Вариант окна со стандартной рамой
в) Эффективная кирпичная кладка без четверти без средней железобетонной перемычки. Вокруг оконного проёма — контур из несгораемого утеплителя. Вариант окна с широкой рамой

В нижней части проёма оконную раму, в любом случае, рекомендуется закреплять при помощи анкерных пластин. Это связано с вероятностью попадания атмосферной воды в основную камеру ПВХ профиля, (что может вызвать коррозию армирующего вкладыша — см. раздел 3.2.3) и далее — в монтажный шов и стену. Для многослойных стен это является очень опасным, поскольку намокание утеплителя может вызвать его размораживание зимой, сопровождающееся локальным разрушением кирпичной кладки в подоконной зоне.

Удачным технологическим решением для трёхслойных стен является использование широкой рамы (рис. 5.2.3в), особенно в тех климатических районах, где расчётная толщина утеплителя не превышает её габаритные размеры (для системы FUNKE KS Phoenix — 144 мм).

Оконные проёмы в индивидуальном строительстве могут выполняться как с четвертями, так и без четвертей. Четверть оконного или наружного дверного проёма конструктивно выполняет две основные функции: 1) защита монтажного шва от продувания; 2) технологическое удобство монтажа оконного или дверного блока.

В общем понимании, термин «четверть» в строительстве исторически происходит от размера, равного ¼ от размера длинной стороны стандартного кирпича — 250 мм. Исходя из точных арифметических вычислений, размер четверти равен 250/4 = 62,5 мм. Соответственно, в большинстве кирпичных домов размер четверти, как правило, составляет 65 – 70 мм.

Независимо от наличия или отсутствия четверти, при установке окна по всему контуру проёма должны быть предусмотрены технологические (температурные) зазоры, необходимые для свободной подвижки окна при его температурном расширении-сжатии. Это требование должно быть обязательно выполнено, независимо от типа стены, в которой закрепляется окно (кирпичная, брусовая и т. д.). В деревянном доме температурные зазоры должны откладываться от монтажной деревянной рамы (см. рис. 5.1.5).

Поскольку при нагревании окно расширяется во всех направлениях, температурные зазоры должны быть оставлены везде, где окно соприкасается с препятствиями, мешающими свободной подвижке (рис. 5.2.4). Распространённая ошибка: ширина шва в верхней части проёма с четвертью, как правило, получается конструктивно и определяется расстоянием, технологически необходимым для установки на рамном профиле москитной сетки (см. рис. 5.2.3 а, б). При этом про возможность температурного выгиба окна в сторону четверти монтажники часто забывают, и окно прижимается к четверти вплотную (рис. 5.2.5).

Толщина монтажных швов (монтажных температурных зазоров) назначается в зависимости от изменения размеров оконных блоков в результате колебания температур (рис. 5.2.6).

Рис. 5.2.5. Распространённая ошибка при монтаже. Окно из ПВХ вплотную прижато к четверти. Отсутствует возможность свободной подвижки окна в сторону четверти при температурном расширении

Необходимый температурный зазор (ширина шва) назначается из условия линейного расширения окна из ПВХ белого цвета с армированием. Согласно фактический коэффициент линейного расширения установленных окон при изменении температуры от –20 °С до +80 °С составляет aокна = 25 x 10-6 l/К [7]. Это почти в 3 раза ниже коэффициента линейного расширения твёрдого ПВХ aПВХ = 70 x 10-6 l/К. При расчётах температурных изменений геометрии окон из ПВХ используется определённый запас надёжности. При этом величина расчётного значения коэффициента линейного расширения принимается равной 60% от соответствующей величины для твёрдого ПВХ и равняется aокна расч = 42 x 10-6 l/К.

В большинстве случаев реальное прогнозируемое изменение геометрических размеров окна может быть определено из табл. 5.2.1.

Табл. 5.2.1. Изменение габаритных размеров оконного блока из ПВХ белого цвета с армированием при температуре установки +15 °С и нагревании-охлаждении на 30 °С [7].

Ширина/высота окна, мм	Изменение размеров, мм при aокна расч = 42 x 10-6 l/К
1500	+–1,9
2500	+–3,2
3500	+–4,4
4500	+–5,7

Для оценки запаса надёжности, заложенного в нормативных документах (рис. 5.2.6), и принципиально важного для условий зимнего монтажа, можно рассчитать температурное изменение размеров оконного блока в реальных эксплуатационных условиях г. Москвы.

Расчётное изменение размера элемента оконной коробки (рамы) ΔL в направлении, перпендикулярном проектируемому шву, может быть определено по формуле:

ΔL = k ΔT l (5.2.1)

где
l — размер элемента оконной коробки в направлении, перпендикулярном проектируемому шву, мм;
k — коэффициент температурного расширения материала профиля оконной рамы, принимаемый равным 42 x 10-6 l/ °С для белых ПВХ профилей, арми- рованных стальным вкладышем ΔT — температурный интервал, вызывающий максимально возможное для данного климатического района изменение размера оконной рамы, определяемый как

ΔT = tmax – (tmin) (5.2.2)

где
tmin — абсолютно минимальная температура воздуха для данного климатиче- ского района, определяемая по табл. 1 и табл. 2 СНиП 23-01-99 «Строитель- ная климатология»
tmax — максимально возможная в эксплуатационных условиях температура нагрева поверхности профиля коробки (рамы) за счёт неблагоприятного со- четания высокой температуры наружного воздуха и направленного воздей- ствия солнечной радиации.

Соответственно температурное расширение оконного блока шириной 150 мм, в условиях г. Москвы при изменении его температуры на 100 °С по отношению к абсолютно минимальной tmin = –43 °С (т. е. при нагревании до +57 °С) составит

ΔT = tmax – (tmin) = 57– (-43) = 100 °С
ΔL = k ΔT l = 42 x 10-6 x 100 x 1500 = 6,3 мм

Таким образом, для осуществления свободной подвижки оконного блока из ПВХ белого цвета необходимо иметь расстояние до стены в 3 мм с каждой из сторон. Если сопоставить эту величину с данными рис. 5.2.6, то можно увидеть, ощутимый запас требований RAL и ещё больший запас, зафиксированный в ГОСТ 30971-2002.

Рис. 5.2.6. Минимально допустимая толщина монтажных швов (температурных зазоров).
а) согласно RAL
б) согласно ГОСТ 30971-2002

Возврат к списку