В результате возникновения новых строительных материалов, а также достижений в области строительной физики, возникла необходимость создания нового руководства по монтажу светопрозрачных конструкций. В его создании приняли участие следующие организации:
- Институт оконной техники, г. Розенхайм,
- RAL-группы по качеству окон и входных дверей, г. Франкфурт на Майне,
- Представители обрабатывающей промышленности,
- Независимые консультанты по фасадной технике зарегистрированное объединение,
г.Мюльхайм на Руре.
• Факторы, влияющие на монтаж окна
• Теплоизоляция
Основные положения
• Поверхность границы климатической зоны квартиры.
• Поверхность границы климатической зоны улицы.
• Функциональная область – между ними.
Изотерма 10 °
Поверхность границы климатической зоны квартиры.
Температура воздуха в помещении 20 °С и относительная влажность 50%, соответствующая температура точки росы около 9,3 °С. Поверхность границы климатической зоны квартиры должна лежать в области свыше 10 °С. Это позволит при принятых условиях, которые соответствуют нормам DIN 4108-3, регламентирующим требования по влажности, исключить образование конденсата на поверхности и в конструкции.
Функциональная область
В этой области в основном обеспечивается тепло- и звукоизоляция в течение определенного промежутка времени. Обобщенно можно сформулировать требование к функциональной области так: функциональная область должна «оставаться сухой» и отделенной от комнатного климата. Основное правило – изнутри герметичнее, чем снаружи. Это препятствует проникновению пара из помещения в зону точки росы и образованию влаги в этой зоне.
Поверхность границы климатической зоны улицы.
• Препятствует попаданию влаги.
• Позволяет осуществить вывод влаги из функциональной зоны.
• Исключает возможность утечки теплого воздуха из комнаты через соединительные швы.
• Должна быть паропроницаема.
Плоскость установки
Наиболее благоприятными плоскостями установки окон и фасадов, гарантирующими невозможность образование конденсата и сокращения потерь тепла, являются:
- при монолитной наружной стене – середина откоса,
- при теплоизолирующей системе наружных стен – зона изолирующего слоя.
Диффузия водяных паров
Зимой абсолютная влажность воздуха, как правило, в помещении выше, чем снаружи, то есть в помещении устанавливается более высокое давление водяных паров, чем снаружи. В результате этого возникает перепад давления паров, что приводит возникновению оттока паров из помещения наружу.
Каждый материал оказывает определенное сопротивление прохождению водяных паров.
Если два конструктивных элемента, установленные рядом, имеют различную паропроницаемость, то диффузионный поток водяного пара будет протекать через материал с меньшим значением сопротивления диффузии. Если, например, в соединительном шве используется уплотнительный материал с очень высоким сопротивлением диффузии водяных паров, но одновременно применяется пористый камень для наружных стен, то диффузионный поток пройдет через наружную стену.
Окно – шов – стена во избежание повреждений от влаги в области присоединения должны рассматриваться как единая система. Вся система по отношению к диффузии водяных паров должна выполняться по принципу: «внутри герметичнее, чем снаружи».
Зависимость влажности от температуры
Соотношение влажности и температуры в соединительном шве определяются внутренним и наружным климатом.
Зависимость насыщающей способности воздуха от температуры.
Насыщающая способность – это то максимальное количество воды, которое может поглощать воздух при определенной температуре. По графику видно, что насыщающая способность сильно увеличивается с повышением температуры. Таким образом, теплый воздух более способен насыщаться водой, чем холодный.
Конденсат образуется в том случае, если воздух, охлаждаясь, не в состоянии больше удерживать исходное количество воды. Температура, при которой наступает этот эффект, называется температурой точки росы.
| Температура воздуха q |
Температура точки росы q s в °С
в зависимости от относительной влажности
|
|
°С
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
65
|
|
30
|
10,5
|
12,9
|
14,9
|
16,8
|
18,4
|
20
|
21,4
|
22,7
|
|
29
|
9,7
|
12
|
14
|
15,9
|
17,5
|
19
|
20,4
|
21,7
|
|
28
|
8,8
|
11,1
|
13,1
|
15
|
16,6
|
18,1
|
19,5
|
20,8
|
|
27
|
8
|
10,2
|
12,2
|
14,1
|
15,7
|
17,2
|
18,6
|
19,9
|
|
26
|
7,1
|
9,4
|
11,4
|
13,2
|
14,8
|
16,3
|
17,6
|
18,9
|
|
25
|
6,2
|
8,5
|
10,5
|
12,2
|
13,9
|
15,3
|
16,7
|
18
|
|
24
|
5,4
|
7,6
|
9,6
|
11,3
|
12,9
|
14,4
|
15,8
|
17
|
|
23
|
4,5
|
6,7
|
8,7
|
10,4
|
12
|
13,5
|
14,8
|
16,1
|
|
22
|
3,6
|
5,9
|
7,8
|
9,5
|
11,1
|
12,5
|
13,9
|
15,1
|
|
21
|
2,8
|
5
|
6,9
|
8,6
|
10,2
|
11,6
|
12,9
|
14,2
|
|
20
|
1,9
|
4,1
|
6
|
7,7
|
9,3
|
10,7
|
12
|
13,2
|
|
19
|
1
|
3,2
|
5,1
|
6,8
|
8,3
|
9,8
|
11,1
|
12,3
|
|
18
|
0,2
|
2,3
|
4,2
|
5,9
|
7,4
|
8,8
|
10,1
|
11,3
|
| Температура точки росы в зависимости от температуры воздуха и относительной влажности (выписка из нормативов DIN 4108-5 табл. 1) |
Если воздух с температурой 20 °С и влажностью 50 % охлаждается до 9,3 °С, то его относительная влажность увеличивается до 100 %, т.е. воздух температурой 9,3 °С насыщен водой до предела. Если воздух или граничащие с ним поверхности будут охлаждаться дальше, то начнётся образование конденсата, поскольку воздух больше не в состоянии удерживать воду.
Тепловые мосты
Под тепловым мостом подразумевается область, которая характеризуется по отношению к граничащим с ней поверхностям:
- дополнительным тепловым потоком и
- изменением температуры внутренней поверхности
Изотерма – это линия, соединяющая точки с одинаковой температурой. Построение схемы изотерм позволяет выбрать оптимальную плоскость присоединения окна или фасада к каркасу сооружения.
 |
тепловой мост, вызванный
различной конфигурацией
элементов |
тепловой мост, вызванный
разницей в теплопроводности строительных материалов |
Виды тепловых мостов (наружная температура минус 15 °С, температура в помещении +20 ° С).
При помощи расчета распределения изотерм можно определить распределение температур в любом узле сопряжения и проанализировать возможные проблемы. Также схемы распределения изотерм позволяют произвести оценку в случае возникновения повреждений.
Важнейшей изотермой, позволяющей произвести оценку узла соединения строительных конструкций, является изотерма 10 °С . Для предотвращения образования конденсата на поверхностях внутри помещения, эта изотерма должна проходить внутри конструкции.
Бетонная стена с совмещённой теплоизоляцией, окно из ПВХ находится в одной плоскости с бетоном.
Изоляция соединительных швов.
Для устранения тепловых потерь через соединительный шов и исключения охлаждения поверхности границы климатической зоны помещения. Т.е., шов должен быть заполнен теплоизолирующим материалом и воздухонепроницаемым.
В качестве изоляционных материалов используются, например:
- минеральная вата
- ленты из вспененных материалов
- пеноматериалы
- природные материалы, как, например, овечья шерсть, лен, пробка и др.
Монтажная пена, являющаяся хорошим теплоизолятором, под воздействием влаги теряет свои свойства.
Звукоизоляция
На звукоизоляцию влияют:
• конструкция наружных стен
• конструкция стеклопакетов, установка панелей и т.д
• рамный и створочный профиль
• функциональные швы
• конструкция шва примыкания оконного блока к стене.
Показатель звукоизоляции для различных видов соединения и при различных дефектах окна и стены:
Установка окна по нормативам 45 дБ
Шов «окно – стена» полностью заполнен пеной 43 дБ
Отверстие от клиньев в пене 33 дБ
Волосяная трещина по периметру пена – стена 32 дБ
Незаполненный шов «окно-стена» 12 дБ
Для уменьшения влияния шовного шума необходимы следующие мероприятия:
- Изоляция шва . В качестве изолирующих материалов используются такие материалы, как пенополиуретановая пена, аэрозольная пробка или минеральные волокна, которые обеспечивают как звуко-, так и теплоизоляцию (только в сочетании с такими изолирующими материалами, как предварительно сжатые уплотнительные ленты или герметики для швов).
- Воздухонепроницаемость . Изолирующие системы такие, как изолирующие материалы и ленты создают акустическую герметизацию. Изоляционная пленка не может отождествляться с выше названными системами изоляции из-за ее незначительной массы.
Маленькие отверстия или волосяные трещины в узле соединения могут очень значительно ухудшить общий показатель звукоизоляции. Воздухонепроницаемые соединительные швы необходимы не только для защиты от влаги, но и для защиты от шума.
Резюме
Конструкция должна быть со стороны помещения воздухонепроницаема по всему периметру.
Поверхность разделения внутренней климатической зоны должна быть более паронепроницаема, чем поверхность защиты от погодных воздействий.
Необходимо обеспечить водонепроницаемость внешней плоскости защиты от погодных воздействий, проникающая влага должна под контролем выводиться наружу.
Крепление и снятие нагрузок
Силы, приложенные к оконному блоку, вызваны воздействием следующих нагрузок:
- собственный вес,
- ветровая нагрузка,
- транспортная нагрузка,
- нагрузка от подвижных элементов (например, от оконных створок).
Эти силы необходимо надежно передать на корпус здания и на грунт.
Передача нагрузок
При креплении окон силы, действующие в плоскости окна (собственный вес), создают усилие сжатия и передаются при помощи несущих подкладок на конструкцию здания.
Расположение несущих и дистанционных подкладок.
Для передачи нагрузок, действующих в плоскости окна, недостаточно дюбелей, анкерных планок, пены и т.п.
Рамные профили должны иметь достаточную жесткость на изгиб. Несущие подкладки необходимо устанавливать в углах рам, около импостов и ригелей, в зависимости от способа открывания. Подкладки и конструктивные элементы, передающие нагрузки, должны устанавливаться таким образом, чтобы избежать возникновению напряжений в раме.
Габариты несущих подкладок определяются таким образом, чтобы они позволили в дальнейшем выполнить мероприятия по герметизации. Они должны
соответствовать толщине рам. Материал для изготовления несущих подкладок должен обеспечивать стабильную форму, которая не будет меняться в процессе эксплуатации, и обладать незначительной теплопроводностью.
Для балконных дверей шириной от 1м несущие подкладки необходимо расположить также и в середине нижнего рамного профиля.
Необходимо обратить внимание на то, чтобы элементы конструкции рамы не были деформированы из-за чрезмерного затягивания крепежных средств, например, болтов.
Клинья, используемые при монтаже в качестве вспомогательных фиксирующих средств, должны быть удалены после выполнения крепежа.
Средства для крепления
Критерии выбора крепежных средств определяются:
- конструкцией стен,
- видом сооружения (старая / новая постройка),
- материалом рамы,
- нагрузкой.
Рамные дюбели
Воспринимают напряжение при сдвиге, срезе и изгибе. Поэтому использование дюбелей, особенно при больших нагрузках, ограничено необходимым расстоянием между стеной и рамой. При выборе дюбелей необходимо учитывать рекомендации изготовителя.
Планки (анкеры)
Планки имеют относительно низкую прочность на изгиб. Это позволяет материалу, из которого сделана рама, совершать обусловленные температурными изменениями деформации. Планки могут снимать только те нагрузки, которые действуют перпендикулярно к плоскости окна.
Уголки
Крепёжные уголки, как правило, жесткие на изгиб и могут за счет этого передавать большие нагрузки на конструкцию здания (часто применяются для ленточного остекления и т.д.). Они либо крепятся дюбелями, либо привариваются к металлическим закладным элементам.
Консоли
Если окно в многослойных системах стен находится в зоне утеплителя, то для его крепления необходимы опорные элементы, например, консоли. Само крепление выполняется с таким расчетом, чтобы оно воспринимало ожидаемые ветровые нагрузки, а также собственный вес окна с открытыми створками и передавало нагрузки перпендикулярно к плоскости окна на несущие части стены.
Металлические элементы в соединительных швах неизбежно являются слабыми местами с точки зрения теплотехники. Поэтому необходимо такое сочетание средств крепления и изоляционных материалов, которое бы не приводило к возникновению тепловых мостов.
Окно крепится по периметру. Так как материал рам подвержен тепловой деформации, то расстояние между креплениями должно быть ограниченно. Для пластиковых рам расстояние между креплениями не должно превышать 700 мм. Расстояние от крепления до внутреннего угла рамы или до внутренней поверхности импоста – от 100 до150 мм.
Выполнение необходимого соединения на современном техническом уровне только использованием пеноматериалов, клеев или аналогичных строительных материалов в настоящее время невозможно. Соединение должно выполняться механически. При использовании дюбелей и винтов необходимо учитывать данные изготовителей по строительным материалам, глубине сверления, расстояниям от края и т.д.
