Окна промышленных зданий

Форму, размеры и места расположения оконных проемов в промышленных зданиях выбирают на основании светотехнического расчета в целях обеспечения нормативного освещения для работающих и технологического процесса.

При проектировании естественного освещения здания учитывают ряд факторов: назначение здания, особенности микроклимата помещений, климатические условия района строительства и др.

Световые проемы предусматривают в стенах (естественное боковое освещение) здания виде отдельных окон или лент  (одна или несколько лент по высоте) и при необходимости в покрытии (верхнее освещение через фонари).

Окна должны обеспечивать необходимую освещенность, воздухообмен,  теплозащиту здания, быть долговечными, прочными и эстетичными.

В промышленных одноэтажных зданиях окна занимают значительную площадь в ограждающих стеновых конструкциях, поэтому при назначении их  размеров должны учитываться и экономические факторы.

Сплошное остекление целесообразно для зданий с избыточным выделением тепла, а также для зданий с взрывоопасными производствами.

Конструкции окон испытывают как силовые, так и несиловые воздействия. К нагрузкам силового характера относят ветровые, снеговые, а также монтажные нагрузки. К несиловым воздействиям относятся:  температурно-влажностные деформации, шум, солнечная радиация, пыль, атмосферные осадки, агрессивные химические примеси воздушной среды и т.п.

Остекление в окнах может быть одинарным, двойным или тройным.

Номинальные размеры оконных проемов по ширине и высоте принимают кратными 600 мм. Расстояние от уровня чистого пола здания до низа проема назначают 1,2 м , 1,8 м и более. Заполнение светопроемов осуществляют отдельными переплетами или панелями полной заводской готовности.

По материалу окна делят на: деревянные, железобетонные и металлические.

Металлические окна со стальными переплетами. Каркас таких окон представляет собой вертикальные импосты, расположенные через 1,5 – 2 м, которые  приваривают  к закладным элементам перемычечных панелей. К импостам на болтах крепят глухие переплеты или рамы с открывающимися фрамугами: верхней, средней или нижней подвески.

Переплеты изготавливают из прокатных профилей на сварке. Жесткость окон обеспечивают импостами и рамами  (уголками по периметру). При высоте проема более 8,4 м предусматривают ветровые ригели из швеллеров и уголков.

Окна с переплетами из спаренных труб и из гнутых профилей применяют для помещений с сухим и нормальным температурно-влажностным режимом при отсутствии агрессивных сред; окна с переплетами из одинарных труб – для помещений со среднеагрессивной средой.

Для заполнения окон применяют стекло толщиной 4 мм и клееные стеклопакеты толщиной 32 мм. Одинарное остекление и стеклопакеты крепят к переплетам с помощью резиновых профилей.

Стальные окна выполняют и из готовых стальных панелей. Оконные панели соединяют  между собой стальными планками и болтами, а с колоннами – аналогично соединениям стеновых панелей. Панели нижнего яруса устанавливают на цоколь по слою из цементно-песчаного раствора. Вертикальные швы закрывают нащельником, а горизонтальные – заполняют мастикой и закрывают стальными сливами. Стекла к переплетам крепят резиновыми профилями или алюминиевыми штапиками

Хорошими технико-экономическими показателями обладают проемы из переплетов и оконных панелей, выполненных из спаренных тонкостенных труб. В таких проемах высотой более 3,6 м устраивают ветровые ригели, которые крепят к колоннам каркаса или простеночным панелям. Переплеты крепят к закладным элементам и ветровым ригелям через 1,5 м. Швы между оконными панелями заполняют резиновыми профилями, гернитовыми шнурами, тиоколовой мастикой и снаружи закрывают алюминиевым нащельником.

Стальные заполнения оконных проемов обладают достаточной прочностью, хорошей светопрозрачностью. К их недостаткам следует отнести коррозию. 

Сопряжение стальных переплетов со стенами

Алюминиевые переплеты имеют теплотехнические характеристики практически не отличающиеся от характеристик аналогичных окон со стальными переплетами. Алюминиевые окна предназначены для зданий с сухим и нормальным температурно-влажностным режимом при отсутствии агрессивных сред.

Унифицированные конструкции алюминиевых окон  изготавливают с одинарным остеклением, с двойным остеклением стеклопакетами в одинарном переплете с термокладышем, двойным и тройным остеклением (стеклопакеты и стекло) в раздельных переплетах.

Максимальная высота оконных проемов с алюминиевыми переплетами не должна превышать 7,2 м. Окна крепят к ригелям. Вес окон и ветровая нагрузка воспринимается ригелями и цокольными панелями.

Окна состоят из алюминиевой коробки и створок, изготавливаемых из алюминиевых профилей. Стекла и стеклопакеты устанавливают в переплетах на опорные фиксирующие прокладки. Остекление закрепляют алюминиевыми  профильными штапиками-защелками через резиновые профили.

Сопряжение алюминиевых переплетов со стенами 

Железобетонные переплеты используются в зданиях с повышенной влажностью воздуха и при нормальном температурно-влажностном режиме. Эти окна выполняют из отдельных переплетов и в виде готовых стекложелезобетонных панелей, имеющих длину 6 м.

Железобетонные переплеты стыкуют по высоте без оконных коробок, соединяя между собой цементно-песчаным раствором. Крепят их к откосам проемов за счет выпусков арматуры, а переплеты верхнего яруса с помощью ершей. Швы между переплетами и стеной заделывают раствором, а зазор между перемычкой и переплетом (10 мм) – эластичными синтетическими материалами.

Железобетонные переплеты не подвергаются загниванию и коррозии, но трудоемки в изготовлении и тяжелы в устройстве.

Деревянные переплеты и панели применяют во временных зданиях и в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом.

Отдельные переплеты-блоки состоят из коробок и створок (раздельных и спаренных). Блоки располагают в один или несколько ярусов. При высоте проема более 7,2 м между ярусами блоков укладывают деревянные ригели. Ригели и деревянные импосты, устанавливаемые через 3 м по ширине проема, воспринимают ветровые усилия. Крепят оконные блоки к откосам, перемычкам, ригелям и импостам гвоздями и ершами. Стыки конопатят паклей и закрывают нащельником.

В стенах из крупных панелей ленточные и сплошные световые проемы целесообразно заполнять деревянными панелями. Панели имеют размеры 1,3х6; 1.8х6 м. Они могут быть глухими и с открывающимися створками. Элементы панели соединяют между собой шипами и склеивают. К колоннам панели крепят коротышами из уголков, а между собой – гвоздями. Зазоры между панелями заполняют смоленой паклей или упругими синтетическими материалами и с обеих сторон закрывают нащельниками.

Деревянное заполнение проемов нетрудоемкое в изготовлении, имеет небольшой вес, но возгораемое, подвержено короблению и загниванию, менее прочное и светоактивное в  сравнении с другими материалами, применяемыми для заполнения оконных проемов.

Узлы сопряжения створок деревянных окон с рамой переплета

Беспереплетное заполнение оконных проемов.  К беспереплетным заполнениям относят стеклоблоки,  листы из стеклопластика и профильное стекло.

Заполнения из стеклоблоков обеспечивают герметичность  ограждений,  повышенное сопротивление теплопередаче, снижают тепловую радиацию. Они гигиеничны, легки в уборке.

Заполнения оконных проемов из стеклоблоков применяют в промышленных зданиях с кондиционированием воздуха и вакуумной гигиеной (приборостроение, радиоэлектроника и т.п.) и для производств с повышенными гигиеническим требованиями (предприятия пищевой и легкой промышленности, часовые заводы и т.п.).

К недостаткам ограждений из стеклоблоков следует отнести возможные их разрушения в связи с усадочными и температурными деформациями от неравномерного прогрева и разности  коэффициентов линейного расширения стекла и материала швов (бетона, раствора).

В промышленных зданиях для заполнения оконных проемов применяют стекложелезобетонные панели, имеющие  номинальную длину 6 м, где светопрозрачным элементом служат стеклоблоки. Панели устанавливают на стальные столики и крепят к колоннам, как и стеновые панели. Швы между панелями заполняют жгутами из пороизола или гернита и промазывают мастикой. Стекложелезобетонные панели дешевле стальных на 40-60%.

В зданиях со стенами из волнистых асбестоцементных или алюминиевых листов  целесообразны светопрозрачные ограждения из волнистых  стеклопластиков. Стеклопластиковые листы по размерам и профилю соответствуют алюминиевым и асбестоцементным листам и имеют толщину 1,5 – 2,5 мм. Крепление их к ригелям аналогично креплениям асбестоцементных и алюминиевых листов.

Заполнение оконных проемов профильным стеклом осуществляют из отдельных элементов и из панелей. Стеклопрофилит (стекор) имеет сечение в виде швеллера, двойного швеллера и коробки (коробчатого сечения).

В неотапливаемых зданиях применяют стекор швеллерного сечения; в отапливаемых – коробчатого типа на высоту не менее 2,4 м от пола (выше возможно применение стекора швеллерного типа); в герметических зданиях – только коробчатого типа стекор.

Типоразмеры профильного стекла (стекора) промышленных зданий

Стекор применяют для ленточного остекления высотой 1,8 – 3,6 м и остекления отдельных  проемов высотой 2,4 – 6 м. При  сплошном остеклении высотой до 15, 6 м в проемы устанавливают стальной фахверк из горизонтальных ригелей, которые располагают между ярусами остекления и вертикальных импостов- тяжей, связывающих ригели между колоннами. Стальные горизонтальные ригели опирают на опорные консоли колонн.

Стекор крепят к стеновым перемычечным панелям и ригелям с помощью винтов, скрепляющих обоймы стекора с  крепежными уголками. Обоймы образуют непрерывным обрамляющим гнутым уголком. Сопряжение уплотняют прокладками из морозостойкой резины и защищают от увлажнения гидроизоляционной мастикой (рис.5).

На основе стеклопрофилита изготавливают панели. Панели с заполнением стекором швеллерного типа  имеют номинальные размеры 1,8х6; 2,4х6 м, коробчатого типа - 1,8х6; 2,4х6 и 3х6 м.

Панель представляет собой стальную раму из гнутых профилей на сварке, заполненную стекором. Для обеспечения жесткости в вертикальных швах панели  с шагом 1 м размещают тяжи. В местах соприкосновения стеклопрофилита с рамой устанавливают прокладки из губчатой резины.

Панели опирают на стальные столики и крепят к колоннам анкерами и болтами. Швы между панелями заделывают пороизолом и закрывают нащельником.

При заполнении оконных проемов стеклопрофилитом, стеклоблоками, стеклопластиком или матовым и рифленым стеклами в нижней части окон рекомендуется устраивать узкие ленты из обычного стекла – для психологической связи людей, находящихся внутри здания, с природным  окружением.