Основы сметного делаСметное дело в строительстве

Дренажная камера (в ряде источников - предкамера) оконного профиля предназначена для отвода наружу воды, проникающей через уплотнение при сильном дожде и ветре. С этой целью в раме и створке делается наклонный фальц, имеющий наклон к наружному краю, или специальная выемка (поз. 15), куда стекает вода, попадая затем в дренажные отверстия (см. рис. 2.4), вырезаемые в нескольких точках внизу окна по длине рамы и створки в дренажной камере. В наклонный фальц с определенным шагом устанавливаются выравнивающие прокладки (поз. 12) (в распространенной терминологии - мосты), предназначенные для монтажа стеклопакета. Правила установки опорных подкладок описаны в главе 3.
Для обеспечения воздухо- и водонепроницаемости, по всему контуру рамы и створки устанавливаются пористые уплотнения*. В зависимости от профильной системы, окно может иметь один, два или три контура уплотнения. В зависимости от расположения в оконном профиле оконные уплотнения могут быть классифицированы как наружное, внутреннее и среднее.
Профильные системы со средним уплотнением имеют определенную специфику с точки зрения изготовления глухих окон, а именно: срезание упорного элемента (поз. 2, рис. 2.7), для того, чтобы в рамный профиль вставить стеклопакет. В некоторых системах (например, в системе PLAFEN), упорный элемент для среднего уплотнения предусматривается в съемном варианте.
• Оконные уплотнения изготавливаются, как правило, из материала, обозначаемого аббревиатурой ЭПТК (этилен-пропилен-термополимер-каучук). Международное обозначение - EPDM. ЭПТК-EPDM обладает значительной долговечностью, устойчивостью по отношению к атмосферным воздействиям, высокой прочностью на растяжение (8.3 х 106 Н/м2) и эластичностью (удлинение при разрыве - 400%). При этом его эластичность сохраняется в интервале температур от -50"С до ~120 °С. Будучи устойчивым к воздействию кислот и щелочей, ЭПТК-EPDM имеет низкую сопротивляемость по отношению к минеральным маслам и жирам; набухает в таких растворителях, как бензин и углеводороды. При этом процесс набухания носит частично обратимый характер.
Внутреннее уплотнение прижимается к стеклу профилем штапика (поз. 8, рис. 2.3), для которого в профилях рамы и створки предусмотрен специальный паз. Большинство уплотнений изготавливаются отдельно и устанавливаются в штапик непосредственно в процессе изготовления окна. Существуют также штапики, выпускающиеся с так называемым коэкструдированным (экструдируемым вместе с профилем штапика)уплотнением (поз. III', рис. 2.3), которое составляет со штапиком неразрывное целое.
Системы уплотнения и водоотвода из профиля неразрывно связаны между собой и оказывают гораздо большее влияние на теплозащитные свойства оконного профиля и оконного блока в целом, чем количество камер.

Поскольку после сварки окна его дренажная камера образует замкнутую по периметру полость, считается, что вода, попавшая в водоотводной фальц внизу рамы или створки, будет эффективно отводиться только при условии устройства отверстий для компенсации ветрового давления в верхней части как рамного, так и створочного профиля. Внутри наружной камеры в этом случае будет создаваться давление, равное атмосферному, и свободное вытекание воды не будет затруднено.
Согласно ГОСТ 30674-99, отверстия для компенсации ветрового давления должны иметь диаметр не менее 6 мм (альтернатива - отверстия размером 5x10 мм). Количество отверстий: при длине профиля до 1000 мм - 2 шт, более 1000 мм - 3 шт. Допускается также удаление наружного уплотнения на участках длиной 30 мм в верхнем профиле рамы.
С точки зрения проектирования водоотвода, существуют разногласия между ГОСТ 30674-99 и техническими рекомендациями крупных производителей профильных систем. Так, рекомендации ГОСТ практически полностью совпадают с данными технических условий немецкой фирмы KOMMERLING за исключением размера дренажных отверстий (у KOMMERLING - 5 х 12 мм для рам и створок). Турецкая фирма PIMAPEN рекомендует выполнять водосливные отверстия размером 5 х 34 мм; при этом смещение между отверстиями в стенках профиля должно составлять 100 мм (расстояние, вдвое превышающее рекомендуемое российским ГОСТом). Согласно рекомендациям концерна VEKA, дренажные отверстия должны иметь размер 6x30 мм при смещении в стенках профиля, равном 100 мм. При этом два отверстия выполняются при длине профиля до 1300 мм, и три - при длине профиля свыше 1300 мм. У PIMAPEN эта контрольная величина составляет 1200 мм (при 1000 мм в российских нормах).
В любой оконной системе предусматривается отвод воды как вниз, так и вбок через профиль рамы (рис. 2.3, поз. 10). При организации водоотвода вбок дренажные отверстия закрываются снаружи специальными защитными колпачками.Таким образом, технические рекомендации VEKA и PIMAPEN допускают втрое большую площадь самого отверстия по сравнению с требованиями российских норм, однако при этом в 1,5 раза ограничивают количество отверстий на единицу длины окна.
Схема расположения и правила устройства водосливных (дренажных) отверстий и отверстий для компенсации ветрового давления приведена на рис. 2.5. В соответствии с техническими рекомендациями VEKA, в нижней горизонтальной области сверлятся 2 канавки размером 6x30 мм. Если ширина по фальцу превышает 1300 мм, сверлятся 3 канавки размером 6x30 мм. Для окон с ложным импостом с шириной по фальцу от 1300 мм сверлятся 4 канавки размером 6x30 мм на одинаковом расстоянии друг от друга.

В качестве примера, иллюстрирующего влияние дренажных отверстий на температурный режим краевой зоны стеклопакета, приведем результаты обследования двух окон, установленных на 2-ом этаже 12-ти этажного жилого дома.
Обследованные оконные блоки имели габаритную ширину 1770 мм и высоту 1430 мм. Состояли из глухой части, размером 1170 х 1430 мм, и открывающейся части, размером 600 х 1430 мм. Окна были изготовлены из профиля «INTERTEC — S» с тремя контурами уплотнения, как показано на рис. 2.7.
Из рисунка хорошо видно, что характерной особенностью рамного профиля рамного профиля обследованных окон является малая толщина дренажной камеры (поз. 1). В данном случае она составляет всего 8 мм, в то время как в большинстве других профильных систем этот размер, как правило, превышает 11—12 мм (см. рис. 2.2).
Нетрудно заметить, что чем меньше толщина дренажной камеры профиля, тем сложнее технологически выполнить смещение дренажных отверстий, требуемое нормативными документами. В обследованных окнах имелось четыре сквозных дренажных отверстия, при этом три из них приходились на глухую часть, длиной 1170мм.
Поскольку окна выходили на летное поле, сочетание низких температур с ветром вызывало запотевание стеклопакета на глухом остеклении уже в октябре при температуре наружного воздуха, равной -3 °С. Интересно отметить, что в открывающейся части с длиной профиля 600 мм и одним сквозным дренажным отверстием выпадение конденсата начиналось при температуре, близкой к -7 °С. При этом профиль створки системы «INTERTEC — S» имеет ширину дренажной камеры, равную 20 мм.Для анализа результатов натурных наблюдений было проведено численное моделирование процессов теплопередачи в профиле рамы (см. рис. 2.7), с установленным стеклопакетом (глухое остекление) для двух случаев:
1. Дренажные отверстия закрыты. Инфильтрация холодного воздуха внутрь профиля отсутствует.
2. Дренажные отверстия открыты.
Температура воздуха внутри помещения t в в обоих случаях принималась равной + 20 °с.Как показали результаты моделирования, в случае закрытых отверстий, температура на поверхности стекла, обращенной в помещение, в месте примыкания внутреннего контура уплотнения составила t, = + 13 °С при температуре наружного воздуха, равной t в = -32 °С. На высоте 3 см от контура внутреннего уплотнения температура стекла равна 12 = + 15 °С.
При попадании в дренажные отверстия холодного воздуха с улицы, уже при его температуре, равной t д = —10 °С, температура на поверхности стекла, обращенной в помещение, в месте примыкания внутреннего контура уплотнения падала до t j = — 2.7 "С, а на высоте 3 см от контура внутреннего уплотнения температура стекла равнялась всего лишь t г = + 3.8 °С.
Таким образом, расположение дренажных отверстий оказывает определяющее влияние на явления, связанные с промерзанием краевой зоны стеклопакета, продувания холодного воздуха через уплотнения и появления наледи в водоотводном фальце как створки, так и рамы. При этом наиболее уязвимым с точки зрения всех перечисленных дефектов является глухое остекление.
Очевидно, что водоотвод из ПВХ-профиля жизненно необходим, поскольку в результате существенной разницы в величине коэффициента температурного расширения профиля и стекла, а также относительно невысокой долговечности (2-3 года) ЭПДМ-уплот-нителей, разуплотнение окна в той или иной степени в процессе эксплуатации неизбежно. Появившихся в результате этих явлений неплотностей будет достаточно для попадания атмосферной влаги в профиль при сильном дожде или в результате оттаивания снега при обильном снегопаде. Аналогично неизбежно и проникновение внутрь профиля теплого воздуха со стороны помещения. При отсутствии водоотвода на водоотводном фальце под стеклопакетом будет накапливаться лед, что в конце концов приведет к растрескиванию стеклопакета и профиля.

Выше были рассмотрены конструктивные решения и принцип построения оконных профильных систем из ПВХ. При этом описанные характеристики, отражающие фундаментальные основополагающие принципы, далеко не исчерпывают всех возможностей, которыми располагают архитекторы и инженеры-проектировщики, закладывая окна из ПВХ в проектных решениях. Вместе с тем, как и для любого строительного изделия, у металлопластикового окна существуют функциональные ограничения, накладываемые технологическими особенностями его изготовления.
Как показывает опыт применения окон из ПВХ, как у архитекторов, так и у инженеров-строителей возникают многочисленные проблемные ситуации, вызванные незнанием особенностей технологического процесса.
Поскольку при нормальной организации производства архитектор и проектировщик выступают непосредственно в качестве постановщика задачи производителю, имеет смысл рассмотреть основные технологические операции производства окон с по-ливинилхлоридными переплетами, отличающие их от более знакомых в нашей стране окон из дерева и алюминия.
При этом с точки зрения архитектурного проектирования интересны прежде всего такие технологические возможности как цветовое решение, возможности формообразования, ограничения по максимальным размерам.Диаграмма наглядно иллюстрирует возможности ПВХ-профилей с точки зрения изготовления окон как прямоугольной формы, так и имеющих скосы под тупыми и острыми углами, а также различные закругленные формы. Следует отметить, что из всех оконных материалов ПВХ представляет наибольшие возможности гибки с различными радиусами кривизны.
Технологическая цепочка изготовления стандартного окна включает в себя последовательное выполнение следующих операций:
1) доставка, разгрузка и складирование профиля;
2) нарезка профиля на заготовки;
3) нарезка стального усилителя;
4) вставка и крепление стальных усилителей;
5) сверление и фрезерование отверстий для водоотлива, вентиляции и фурнитуры;
6) сваривание углов рамы и створки;
7) механическое присоединение вертикальных и горизонтальных импостов; зачистка углов;
9) монтаж фурнитуры;
10) вставка уплотнителей по контуру окна;
11) вставка стеклопакетов (остекление);
12) функциональный контроль, проверка комплектации и промежуточное складирование готовых окон;
13) окончательный выходной контроль качества, отгрузка и доставка потребителю.

Нарезка профиля на заготовки. Оконный профиль нарезается по размерам индивидуально для каждого окна с соответствующими допусками, указываемыми в техническом руководстве производителя профильных систем. Профили нарезаются на двухголовочной или одноголовочной усорезной пиле с углом реза 90° —20° и длиной реза до 6100 мм * в зависимости от модели пилы.Здесь и далее приводятся характеристики производственного оборудования немецкой фирмы URBAN, являющейся крупнейшим мировым производителем оборудования для производства окон из ПВХ. Возможности оборудования других производителей могут отличаться.
Нарезка стального усилителя осуществляется на специальной пиле по металлу. Тип стальною усилителя принимается в соответствии со статическим расчетом.
Отрезанный усилитель для рамы и створки должен иметь длину на 10 мм меньше ПВХ-профиля, в который он вставляется. Таким образом обеспечивается расстояние в 5 мм по краям оконного профиля, необходимое для сварки заготовок между собой (рис. 2.10). Для импостов и поперечин, устанавливаемых при помощи механических соединителей, усилитель отрезается короче профиля на 15 мм.
Вставка и крепление стальных усилителей. Усилитель закрепляется в профиле шурупами. Первый шуруп завинчивается на расстоянии 15—20 см от угла. Расстояние между шурупами составляет 25—30 см.Сверление и фрезерование отверстий для водоотлива, вентиляции и фурнитуры.
В профилях с прикрученными усилителями при помощи специальных фрез вырезаются дренажные отверстия, отверстия для выравнивания ветрового давления, а также отверстия для замка и ручки.

Сваривание углов рамы и створки. Соединение профильных заготовок между собой в углах производится при помощи сварки. В оконном блоке между собой по углам свариваются только профили рамы и створки. Закрепление импоста, осуществляемое при помощи механических соединителей, и штапика, вщелкиваемого в пазы рамного и створочного профиля, и не соединяемого дополнительно по углам, будут рассмотрены ниже. Для сварки оконных профилей применяются сварочные машины с нагревательными элементами. Поверхность нагревательных элементов покрывается те-флоновой пленкой определенной толщины. Пленка заменяется после 300—400 сварочных операций. Сварка производится при температурах нагревательных элементов 240 - 250°С. Для сварочных работ применяют сварочные машины с диапазоном сваривания от 30" до 180°С с контролем температуры, которая должна поддерживаться постоянной на протяжении всего времени выполнения операции (30 секунд — нагрев и 40 — 45 секунд соединение).
Сварочные машины оснащаются упорами и подкладками - цулагами. Сварочные цулага индивидуальны для каждого вида профилей (рис. 2.11). Набор цулаг поставляется изготовителю окон непосредственно разработчиком профильной системы.
Сваренные профили должны остывать около 20 мин прежде чем их можно будет обрабатывать дальше.Необходимо отметить, что площадь углового сварного шва, а также его качество наряду с характером закрепления импоста являются определяющими для пространственной работы оконного блока под действием эксплуатационных и монтажных нагрузок.
Светлый наплавленный валик вблизи сварного шва означает, что сварка была проведена правильно. Если при сварке белого профиля образуется наплавленный валик коричневого цвета с шероховатой поверхностью, это означает что произошел пережог материала из-за слишком высокой температуры сварки или слишком долгого времени плавления. Окна с такими дефектами не принимаются для установки в проемы и однозначно подлежат переделке.
После охлаждения сварные швы зачищаются изнутри и снаружи. Сварочный наплав удаляется при помощи ручных или автоматических установок.

Механическое присоединение вертикальных и горизонтальных импостов. После изготовления рамы, в нее вставляются вертикальные и горизонтальные импосты (поперечины). В каждой профильной системе разработан свой узел крепления импоста, однако все решения сходятся между собой в общем принципе. На рис. 2.12 показаны два варианта крепления импоста системы VEKA Softline AD. Соединитель, закрепляемый при помощи торцевых шурупов (рис. 2.12 а), наиболее распространен. В системе VEKA Softline AD для его крепления применяется специальный профиль импоста (с отверстиями для шурупов), в других системах (например PlusTec и Rehau S 730) применяется соответствующая крепежная вставка. Соединитель на основе П-образного стального элемента (рис. 2.12 б) более прочен. В расчетной схеме рамы он может быть принят в качестве равноценного сварке. Вместе с тем, это решение и более дорого, и применяется далеко не во всех профильных системах.
Для точного примыкания к рамному профилю заготовка импоста на концах фрезеруется по контуру на специальном фрезерном станке, после чего закрепляется в соответствии с принятой схемой.Монтаж фурнитуры: вставка уплотнителей по контуру окна. После сварки и установки импостов, по периметру рамы и створки укладываются уплотнения. Укладка уплотнений осуществляется вручную с допуском на сжатие по длине 1 %. Уплотнения поставляются покрытые тонким силиконовым слоем, нанесенным пульверизатором. Благодаря этому они легко устанавливаются в паз. Укладка уплотнения начинается с середины верхней части окна. Любая профильная система имеет несколько видов уплотнения — как для рамы и створки, так и для штапика. В зависимости от типа устанавливаемого уплотнения оно непрерывно прокладывается через углы или надрезается по углам и стыкуется без зазора с проклейкой. В любом случае, по всему периметру окна должен обеспечиваться равномерный сплошной уплотняющий контур без разрывов.
Уплотнение для штапика может выполняться двумя способами: 1) укладываться по контуру рамы или створки и затем зажиматься штапиком при остеклении; 2) нарезаться и устанавливаться вместе со штапиком, при этом штапик может поставляться в палетах уже со вставленным уплотнением или иметь коэкструдированное уплотнение. Тип уплотнения и штапика подбирается в зависимости от принятой толщины стеклопакета. С точки зрения трудозатрат при изготовлении окон второй способ более удобен.

Вставка стеклопакетов (остекление) и закрепление их при помощи штапиков. Шта-пик является элементом, устанавливаемым на завершающей стадии изготовления окна. До штапика на окно устанавливается комплект фурнитуры и стеклопакеты, правила установки которых рассмотрены в соответствующих разделах (главы 2 и 3), а также в главе 9 (монтаж), поскольку необходимость расстекления и обратного застекления окна является технологической операцией, в большинстве случаев необходимой для монтажа окон непосредственно на строительном объекте.
Штапики режутся на пиле для резки штапиков под углом 45°. Штапики длиной менее 400 мм режутся под прямым углом. Ножка на концах штапика в любом случае режется под углом 45° в противоположном направлении. Благодаря комбинированному пильному диску штапик режется при ходе пильного полотна вперед, а ножка назад. За счет этого наплавленный валик сварного шва рамы или створки не мешает установке штапика. В случае вставленного на заводе уплотнения, уплотнение режется вместе со штапиком. Если применяется штапик без уплотнения, вначале режется штапик, затем уплотнение для стекла укладывается в штапик и отрезается кусачками точно по заданному размеру.
При установке штапиков, нарезанных под углом 45°, вначале устанавливаются более короткие штапики, потом более длинные. Штапики вбиваются несильными ударами при помощи пластмассового или резинового молотка. При установке штапиков, нарезанных под прямым углом, вначале укладываются горизонтальные штапики, затем вертикальные. При необходимости расстекления окна штапик снимается при помощи острого шпателя.

Гибка оконного профиля. Как показывает практика, наибольшее количество спорных моментов между проектировщиками и изготовителями вызывают конструктивные решения арочных и круглых окон, т.е. все то, что связано с гибкой ПВХ. На рис. 2.13 приведена таблица минимально возможных радиусов гибки для профилей рам и створок системы VEKA Softline AD. Гибка рам и створок является наиболее отработанной стандартной операцией. Кроме того, можно гнуть импостные и штуль-повые профили.
Для того, чтобы согнуть оконный профиль из жесткого ПВХ, его необходимо разогреть до температуры размягчения, после чего определенным образом приложить изгибающие нагрузки, так чтобы получить изогнутый элемент с заданными геометрическими параметрами. Изгиб профиля должен осуществляться в одной плоскости, при этом необходимо избежать выгиба из плоскости (депланации) узких наружных стенок профиля.
Очевидно, что при многокамерной полой структуре ПВХ-профиля, это требование является практически невыполнимым. Поэтому непосредственно до разогрева профиля в его основную камеру по всей длине заготовки вводят специальный вкладыш из отдельных кусочков жесткого ПВХ, соединенных между собой. Пластиковые гибочные вкладыши индивидуальны для каждого профиля и называются цепями.После вставки основной внутренней цепи профиль разогревают в термокамере за счет инфракрасного излучения или (что является более старым методом) в глицериновой ванне. При этом равномерность прогрева профиля является определяющим фактором для качества гибки.
Разогретый профиль помещают на специальный стол с зафиксированными согласно проектному радиусу роликовыми направляющими. По бокам профиля выставляются еще две обжимные цепи, после чего осуществляется его изгиб. Размер рабочего стола определяет максимальный радиус изгиба дуги. При этом минимальный радиус (рис. 2.13) определяется жесткостью профиля.
Таким образом, при всей простоте изготовления окон из ПВХ, гибка профиля является сложной операцией, требующей определенного опыта и навыков. Очевидно, что при изготовлении окна с открывающейся арочной створкой достаточно трудно в идеале выдержать совпадение радиуса изгиба рамного и створочного профиля. Если учесть при этом, что изогнутые профили не могут быть проармированы, то сложности в эксплуатации такого окна (за счет проблем организации плотного притвора в арочной части) дополнительно за счет температурных деформаций неармиро-ванного ПВХ становятся очевидны. Не случайно опытные производители по возможности стараются сделать арочные части окон глухими.
Наглядно взаимосвязь архитектуры и технологических решений может быть проиллюстрирована на примере реальных объектов, возведенных и эксплуатирующихся в настоящее время.

В отличие от окон из ПВХ, алюминиевые окна хорошо известны в нашей стране еще со времен Советского Союза. В практику отечественного строительства окна с пакетным остеклением в переплетах из так называемого «теплого» алюминия были внедрены Всесоюзным институтом легких сплавов уже в 70-х годах. Впервые они были применены при строительстве Института автоматики и телемеханики в Москве. В дальнейшем типовые теплые алюминиевые окна были разработаны институтами Гипромонтажиндустрия и ЦНИИПромзданий для унифицированных одноэтажных зданий с легким металлическим каркасом. Окна из пустотелых алюминиевых профилей, называемые сейчас «холодным» алюминием, применялись при строительстве большинства административных зданий.
В настоящее время на рынке современных алюминиевых окон представлены развитые профильные системы как отечественных, так и зарубежных производителей.По сравнению со сталью алюминий является мягким пластичным материалом. Плотность его составляет р = 2700 к г ум а модуль упругости Е = 71 ООО Па, что почти в три раза меньше плотности и модуля упругости стали. Алюминий очень пластичен - удлинение при разрыве достигает 40-50%, но прочность его весьма низка (предел прочности ов составляет порядка 60—70 МПа). Алюминий имеет очень высокую, даже по сравнению с другими металлами, теплопроводность. Его коэффициент теплопроводности составляет X = 220 Вт/м °С, что почти в 4 раза превышает коэффициент теплопроводности стали. Чистый алюминий быстро покрывается очень прочной окисной пленкой, препятствующей дальнейшему развитию коррозии.
Вследствие низкой прочности технически чистый алюминий в строительных конструкциях применяется крайне редко. Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки — магний, марганец, медь, кремний цинк и некоторые другие элементы. Алюминиевые многокомпонентные сплавы имеют в 2—5 раз большую прочность по сравнению с чистым алюминием, однако их относительное удлинение при этом в 2—3 раза ниже.
Для производства оконных профилей используются сплавы на основе системы Al-Mg-Si, которые по своему химическому составу относятся к деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой. Так, практически все зарубежные производители используют сплав AlMgSi 0.5F22 (сплав N 6060 в соответствии с «Международным регистром сплавов и химических композиций для алюминиевых сплавов», издаваемым Вашингтонской Ассоциацией Алюминия), а российские производители используют сплав АД-31.