Правильный монтаж окон

Достоинства самого высококачественного окна возрастают или утрачиваются в зависимости от того, насколько удачно выполнено его сопряжение со строительным объектом...

 

Установленный в здании оконный блок должен удовлетворять целому ряду требований. Его конструкция должна быть непродуваемой и способной выполнять тепло- и звукоизолирующие функции. С наружной стороны окно не должно пропускать дождевую воду и ультрафиолетовые лучи, со стороны помещения - комнатный воздух и влагу.

Возникающие в оконной конструкции силовые нагрузки должны правильно передаваться на корпус здания. Все теплофизические и механические проявления в зонах оконной рамы и строительной конструкции воспринимаются и компенсируются швом в месте их сопряжения. Профессиональное исполнение этого шва, то есть грамотно выбранные геометрия, крепление, изоляция и уплотнение, имеют огромное значение для соблюдения ранее перечисленных условий.

Представленная на рисунке многоуровневая модель функций оконного блока позволяет судить о конкретном вмонтированном в строительную конструкцию окне, насколько оно удовлетворяет требованиям, обусловленным влиянием окружающей среды.

Уровень (1) соответствует условной поверхности, по которой обеспечивается разграничение наружного климата и микроклимата внутри помещения. Она должна проходить в зоне температур, превышающих температуру точки росы внутри помещения. При расчётных значениях комнатной температуры 20 °С и относительной влажности 50%, которым соответствует температура точки росы 9,3 °С, поверхность разделения должна пролегать в области выше 10 °С. Тогда при указанных условиях на наружных поверхностях конструкции и внутри неё не будет образовываться конденсат. Вероятность появления конденсата можно оценить по характеру изотерм.

Уровень (2) можно рассматривать как функциональную зону, правильный выбор которой может, в частности, в течение определённого времени обеспечивать тепло- и звукоизолирующие свойства окна. При этом связь с наружным климатом у закрытых систем происходит по границе этой функциональной зоны, а у открытых - через всю систему целиком. В общей формулировке это означает, что функциональная зона должна "оставаться сухой" и не соприкасаться с микроклиматом помещения.

Уровень (3), если выражаться в широком смысле, препятствует проникновению в оконную конструкцию воды (например, во "I время проливного дождя) с наружной стороны. В оконном блоке должен быть предусмотрен контролируемый отвод дождевой воды. Помимо этого необходимо обеспечить сток влаги, скапливающейся в функциональной зоне. Графическое изображение этого напоминает фахверковую крышу.

Предотвращению образования конденсата внутри оконного блока, а также в окружающей его конструкции может способствовать само положение смонтированного окна. Рекомендуется размещать его посередине толщины оконного проёма, если наружная стена не имеет промежуточного утепляющего слоя, или на уровне изолирующего слоя, если стена с утеплителем.

Поведение шва под воздействием тепла и влаги

Реакция присоединительного шва на воздействие тепла и влаги определяется климатом внутри и снаружи помещения. Если за расчётные принять следующие климатические условия (по DIN 4108, часть З): в помещении температура 20 °С, относительная влажность воздуха 50%, снаружи температура минус 15 °С, относительная влажность воздуха 80%, то в помещении точка росы при заданных характеристиках микроклимата составляет примерно 9,3°С (для упрощения округляем до 10 °С). Понятно, что при таких условиях температура в критических зонах строительной конструкции не должна опускаться ниже 10 °С, иначе образуется конденсат.

Следует позаботиться, чтобы в тех узлах строительной конструкции, где избежать нежелательных низких температур нельзя, не было бы условий для выпадения конденсата или же чтобы появляющаяся влага могла удаляться диффундируя или стекая наружу.

Вследствие перепада давления пара между климатическими зонами внутри и снаружи помещения возможны проникновение в присоединительный шов влажного тёплого воздуха из помещения, а также диффузия водяного пара сквозь строительную конструкцию. Опасность образования конденсата в полостях шва зависит от температуры и относительной влажности воздуха внутри шва. При установке оконного блока необходимо принять все меры против появления влаги в стыке. Если это все-таки не исключается, влага должна иметь возможность диффундировать наружу, а для этого нужно, чтобы сопротивление материала строительной конструкции диффузионному проникновению водяного пара снижалось в направлении от внутренней стороны к наружной. То есть должен соблюдаться принцип: внутри плотнее, чем снаружи. Разумеется, при этом важно обеспечить и наружный уровень защиты (3), то есть оконный блок должен сохранять герметичность при проливном дожде.

Теплозащита и мостики холода

Теплопередача в зоне привязки оконного блока в значительной мере определяется его положением, а также правильностью распределения изолирующих слоев в этой зоне. Под "тепловым мостом" понимается участок поверхности, внутри которого, по сравнению с примыкающими поверхностями, наблюдаются более низкая температура (поэтому его ещё называют мостиком холода) и дополнительный тепловой поток. В зоне оконного блока стена из кирпича или бетона вплотную соседствует с оконной коробкой. Различная толщина этих строительных элементов обусловливает неизбежное возникновение тепловых мостов, то есть совсем обойтись без теплопотерь в зоне привязки невозможно. Наличие окна в проёме монолитной стены проявляется на графиках в виде сильного искажения изотерм, сопоставление которых помогает разобраться, как лучше расположить окно в строительной конструкции, чтобы сократить теплопотери. Изотермой, как известно, называется линия, соединяющая точки с одинаковой температурой. Её характер определяется наличием тепловых мостов, обусловленных особенностями материала или же геометрией (углы, кромки и т.д.). В зоне сопряжения окна со строительной конструкцией возникают тепловые мосты обоих видов.

Изотермические графики

При помощи изотермических линий можно отобразить температурные характеристики, свойственные тем или иным условиям установки окна в проёме здания. При обычных условиях в помещении (20°С и 50%) важнейшей для оценки сопряжения является базовая 10-градусная изотерма. Чтобы предупреждалось образование конденсата перед внутренним швом сопряжения, эта изотерма должна проходить через всю внутреннюю часть конструкции. Чем меньше изгибов у 10-градусной изотермы, тем меньше будут утечки тепла в зоне сопряжения. Варианты удачного расположения различных оконных блоков в проёмах разной конструкции показаны на предыдущих рисунках.

Изоляция шва сопряжения

Наряду с защитой от попадания влаги необходимо позаботиться о безукоризненной тепло-и звукоизоляции присоединительного шва. Для того чтобы температура у внутренней поверхности сопряжения держалась достаточно высокой, нужно заделать все стыки в зоне оконного блока подходящим изолирующим материалом. Без такой изоляции возникает опасность охлаждения внутренней поверхности до температуры ниже точки росы, и тогда в зоне сопряжения может образоваться сырость.

Меры по тепло-, влаго- и звукоизоляции

Крепёж

Все закономерно возникающие в оконной конструкции силовые нагрузки должны обязательно передаваться на несущую конструкцию через крепёж. Силы, действующие в плоскости окна, воспринимаются строительной конструкцией через опорные колодки, которые должны работать только на сдавливание. Дюбели, накладки и подобные детали не достаточны для восприятия нагрузки. Важно следить, чтобы колодки правильно располагались по углам оконной коробки, а также в зонах стоек и ригелей и чтобы рамные профили имели достаточный запас прочности на изгиб. Размеры опорных колодок должны выбираться с расчётом на то, чтобы они не мешали при последующих работах по заделке шва. По ширине основания колодка должна соответствовать монтажной толщине рамы. Вспомогательные клинья, используемые во время монтажа, после закрепления оконного блока обязательно следует удалить.

Наряду с правильно подобранными и расположенными опорными колодками необходимо выбрать подходящие крепёжные средства для надёжного удержания окна в проёме. С учётом поведения рамных материалов при линейном удлинении для каждого из них определены расстояния между крепёжными точками. Расстояние между анкерами для алюминиевых и деревянных окон не должно превышать 800 мм, для пластмассовых окон - 700 мм. Расстояние от внутреннего угла должно быть в пределах 100-150 мм, так же как и расстояние до стойки или ригеля от внутренней стороны рамного профиля. Критерии, по которым выбираются крепёжные средства и система крепежа, в основном, следующие:

О применяемых крепёжных средствах важно знать следующее.

Рамные дюбели (штыри)

Работают на сдвиг, срез и изгиб. Их применение, в особенности при больших нагрузках, ограничено из-за необходимости выдерживать определённое расстояние между стеной и оконной коробкой. Следует выбирать дюбели достаточных размеров, с учётом рекомендаций изготовителя.

Соединительные накладки

Довольно податливы на сгиб, благодаря чему хорошо воспринимают продольные перемещения рамных материалов. Как крепёж накладка работает, в основном, на срез и способна выдерживать большие нагрузки, чем дюбели. Однако накладки могут воспринимать только усилия, направленные перпендикулярно.

Анкеры

Могут воспринимать большие нагрузки. Они применяются, например, для крепления подвесных фасадов и в подобных условиях. Для каждого вида анкеров делаются статические расчёты допустимой весовой и растягивающей нагрузки - эти данные можно сравнивать по каталогам разных изготовителей.

Выводы

Герметизация

Неправильная герметизация нередко оказывается причиной повреждения постройки. Влага из помещения не должна проникать в шов, а если предотвратить это не удаётся, то должна быть предусмотрена возможность удаления конденсата наружу. Гидроизоляционный и ветрозащитный слои нужно, в принципе, устанавливать внутри строительных элементов, 'причём так, чтобы они препятствовали проникновению в конструкцию воздуха и влаги из помещения и в тех местах, где температура поверхности окажется ниже точки росы, не появлялась бы сырость. При правильном исполнении оконного блока соблюдение этого требования обеспечивается на уровне (1).

Ширина шва

Ширина шва определяется тем, насколько подвержены изменениям размеров, в зависимости от температуры и влажности, используемые рамные материалы. Выдерживание значения минимальной ширины для профиля ещё не освобождает от необходимости учитывать соответствующие данные для уплотнительных материалов. Обычно изготовители этих изделий указывают оптимальную ширину шва.

Системы уплотнения

При выборе уплотнительной системы в первую очередь учитывается конструкция наружной стены. В старых домах сопряжения в проёмах выполнялись иначе, чем это делается при новом строительстве. Для новых объектов могут проектироваться принципиально новые способы присоединения оконных блоков. При санации старого фонда контуры оконных проёмов часто требуется сохранить в их первоначальном виде - это ограничивает выбор уплотнительных систем, а также способа сопряжения и заделки швов. В зависимости от функционального назначения применяются соответствующие уплотнительные системы:

Их можно разумно комбинировать с учётом требований.

Впрыскиваемые герметики

Наряду с широко применяемым в строительстве силиконом, для заделки оконных швов используются и другие впрыскиваемые герметики: акриловые, полисульфидные и полиуретановые. Одним из важнейших для герметика свойств является его способность воспринимать относительные смещения шва. Она зависит от материала и толщины уплотнителя и указывается в процентах. В общем случае для сечения шва принимается, что толщина уплотнителя d должна составлять половину ширины шва b (d = 0,5Ь). Чтобы выдержать это условие, необходимо использовать невпитывающие гидроизоляционные материалы с закрытыми порами и закладывать их в глубину, благодаря чему может быть определена толщина, отнимаемая уложенным герметиком. Впрыскиваемые герметики должны хорошо схватываться с основой, на которую они наносятся. Поэтому важно предварительно оценить схватывающие свойства соответствующих поверхностей. Схватываемость можно существенно улучшить, применяя так называемые праймеры для первого покрывного слоя. Следует использовать только те праймеры из рекомендованных изготовителями герметиков, которые пригодны для обеих сторон шва.

Ленточные уплотнители

Уплотнительные ленты изготавливаются из импрегнированного мягкого пенопласта и поставляются в сильно спрессованном виде. Ленты от разных изготовителей различаются по типу и конструкции. В отличие от впрыскиваемых герметиков, уплотнительные ленты передают на уплотняемые поверхности только нагрузку давления, но не тянущие усилия. Уплотнительная лента может сглаживать шероховатости поверхности примерно до 3 мм. Шов остаётся закрытым и герметичным. Поэтому спрессованные уплотнительные ленты особенно рекомендуются для заделки стыков с оштукатуренными поверхностями, гипсокартонными плитами и другими неблагоприятными для схватывания материалами. Непроницаемость ленты по отношению к воде, пару и шуму тем выше, чем больше она спрессована и/или чем она шире. Уплотнительную ленту надо подготовить к использованию в швах сопряжения в соответствии с погодными условиями во время проведения заделочных работ. В холодные дни рекомендуется предварительно подержать ленту в тепле, а в жару - по возможности охладить.

Гидроизоляционное полотно

Для защиты швов в зоне оконных блоков преимущественно применяются уплотнительные полотна из полимерных материалов группы PIB (полиизобутилен). Полотна особенно подходят для работ по сопряжению многослойных строительных элементов. Склеивание применяется обычно только как вспомогательное средство при монтаже. На участках, где требуются гарантированное надёжное прилегание и герметичность на длительный срок, рекомендуется использовать механическую защиту. Сопротивление полимерных полотен диффузии пара настолько велико, что при прокладывании их снаружи приходится проделывать дополнительные компенсирующие отверстия. Как правило, применение полотна ограничивается герметизацией зон верхнего и нижнего сопряжения окна.