Оконные системы. Шаг 1. Общая характеристика оконных систем
Окно в свете архитектурных стилей
Если обратиться к истории, можно заметить, что жилища наших далеких предков не имели окон в современном их понимании. Хотя нечто подобное в виде отверстия в стене известно со времен неолита, многие древние цивилизации не знали окон. Подтверждением этому является и тот факт, что жилища (юрта, вигвам) многих современных народов имеют только дверь.
В Древнем Риме или Египте свет проникал в помещение через внутренний дворик, а на Древнем Востоке высоко над уровнем земли устраивали слуховые отверстия, которые заменяли окна.
Древнегреческие дома и храмы имели узкие щели в крыши, которые выполняли функции окон, поскольку они предназначались для проникновения света и вентиляции. Первые большие окна, выходящие на море, появились в термах города Помпеи.
Деревянные срубы в Древней Руси имели так называемые смотровые окна, которые прорубались в двух смежных бревнах до половины бревна. Такие окна назывались волоковыми, так как прикрывались (заволакивались) доской и по конструкции напоминали современные раздвижные двери. Перед наступлением зимы в них вставляли оконницу – раму, обтянутую бычьим пузырем, холстом, пропитанным маслом, или кусочками слюды.
Для эпохи Византии характерны узкие, вытянутые окна с закругленной верхней частью. Их размещали по периметру здания или в куполе, что не только регулировало освещенность внутреннего помещения, но и создавало эффект легкости и воздушности.
Попутно о терминах
Шкивная стойка – это деталь в раме окна, имеющего подъемный переплет, к которому прикрепляются блоки для шнуров.
Средневековье – время господства романского стиля – характеризуется суровостью, подчеркнутым аскетизмом. Жилищем феодалов выступали замки, представлявшие собой укрепленные крепости. При нападении окна должны были выполнять функции бойниц, что не могло не сказаться на их форме. Окна делали узкими, вытянутыми, напоминающими щели. Но первые остекленные окна появились именно в это время.
Распространение христианства в Европе привело к тому, что архитектура стала подчиняться требованиям религии, которая провозглашала примат духовного, божественного и отрицала всякие человеческие проявления. Романский стиль сменяется готическим. В моду вошли бестелесность и удлиненные формы. Это наложило отпечаток и на архитектуру. Элементы здания, как и оно само, устремляются кверху, преобладают стрельчатые арочные проемы, размещенные высоко над землей и украшенные витражами.
В эпоху поздней готики форма окна похожа на языки пламени.
Ренессанс, сменивший готику, провозгласил свободу от религиозных догм и ценность индивидуума. Возник интерес к Античности и античному наследию, для которого характерны симметрия, соразмерность, гармония. Окна становятся прямоугольными, стекла – прозрачными. В XV в. в Италии впервые начали устанавливать окна, разделенные переплетом на три части.
В XVI в. Ренессанс уступил место барокко – стилю, стремящемуся к изысканным формам. В архитектуре преобладающей становится кривая линия, что сказалось и на форме окон, которые могли иметь форму круга, эллипса и пр. (рис. 20).
Рис. 20. Внешний вид окна в стиле барокко
Распространяются большие окна, разделенные переплетами, разнообразными по толщине и конструкции. Появляются распашные окна и двойное остекление.
Когда в XVII в. была разработана технология производства плоского стекла, во Франции стали модны окна от самого пола. Они и по сей день называются французскими.
Попутно о терминах
Штифт – это деталь, имеющая коническую или цилиндрическую форму и предназначенная для неподвижного соединения деталей в определенном положении.
Классический стиль начала XIX в. ассоциируется с простотой, монументальностью, строгостью, симметричностью и правильностью форм (рис. 21).
Рис. 21. Общий вид окна в стиле классицизма
Именно в это время окна приобретают современный, привычный для нас вид в форме прямоугольника с двумя парами переплетов. Получили распространение окна с горбыльками на нижних створках, а также изогнутыми перемычками.
Нижняя пара оконного переплета отличалась от верхней меньшими размерами и разделялась горбыльками, или импостами. При этом верхняя часть окна оставалась глухой. С того времени в обиход вошли раздельные рамы, которые в объеме оконного блока могли раскрываться отдельно (рис. 22).
Рис. 22. Окно с раздельными рамами: 1 – оконный блок; 2 – раздельные рамы
Что касается оконной формы этого периода, то можно сказать, что окна были круглые, арочные, эллипсовидные.
Распространились распашные (штульповые) конструкции, рамы с мелким членением. Данное новшество диктовалось и тем, что промышленность еще не могла выпускать стекла больших размеров. Для улучшения теплоизоляции зимой в такие окна вставляли вторые рамы.
До 1870-х гг. в архитектуре господствовал классицизм, что отразилось и на окнах. Они приобретают крестообразную форму с преобладанием пары больших нижних переплетов над маленькими верхними. Кроме того, встречались конструкции с перекрестными горбыльками; простые двухстворчатые, которые снабжались или нет поперечными горбыльками.
Характерными для классицизма были немного изогнутые оконные перемычки со стрелой подъема арки, составляющей 1/7 ширины окна. Именно в этот период развивается конструкция окон с раздельными переплетами, которая будет превалировать практически в течение целых 100 лет.
С середины XIX до начала XX в. в архитектуре преобладает неоренессанс. Для него характерна вертикальная удлиненная форма окон с верхней фрамугой, не разделенной стойками.
Попутно о терминах
Противомоскитная сетка – это рамочная конструкция, которая, будучи вставлена в оконный проем, препятствует проникновению в помещение различных насекомых.
В данный период отмечается бурный рост промышленности. Окна воспринимаются исключительно с функциональной точки зрения. Достижениями этой поры являются: окна с форточкой, которая размещалась под импостом, в результате чего в окне устраивается еще один более тонкий горизонтальный переплет; Т-образные переплеты с горизонтальным импостом и вертикальным штульпом внизу; трехстворчатые окна, оборудованные большими нижними и маленькими верхними створками, причем шесть из них могли открываться или быть глухими. Фрамуга таких окон изготавливалась со створками, что уравновешивало размеры створок выше и ниже импоста (средника).
В начале XX в. как стиль оформляется модерн, характерной чертой которого становится отказ от прямых углов и линий. Им на смену приходят плавные, изогнутые формы. Элементы здания подчиняются единому стилю, широко внедряются новые технологии и материалы (стекло, металл). Окна становятся разнообразными по форме (рис. 23).
Рис. 23. Внешний вид окна в стиле модерн
Окна снабжаются добавочной перекладиной в верхних фрамугах, которая сочеталась как с прямым, так и с закругленным средником. Отличительной особенностью окон в стиле модерн стали фрамуги, разделенные горбыльками на мелкие части, при этом нижние створки оставались цельными. Чаще всего встречаются окна с двух– и трехстворчатым переплетом, расчлененным горбыльками.
С 1910 г. в архитектуре преобладает функционализм, или новое строительство. Появляются окна с несимметричными створками. Во второй половине XX в. преобладающей становится форма параллелепипеда, здания утрачивают индивидуальность, характерными становятся грубая отделка, маленькие, закрытые окна, а для индустриальных зданий используют ленточное остекление.
Характерная особенность – какая-либо деталь, не имеющая принципиального значения, исключается из конструкции. Функционализм достаточно широко представлен и в настоящее время, но явно прослеживается тенденция к усилению эстетических качеств конструкций окон.
Попутно о терминах
Царапина – случайное повреждение поверхности элемента, детали, конструкции каким-либо острым предметом, которое имеет форму длинного узкого углубления.
1920–1930 гг. – эпоха господства конструктивизма с характерной для него строгостью и лаконичностью форм. Окна приобретают квадратную или прямоугольную форму.
В 1920–1950 гг. утверждается ар-деко – стиль, противоположный по своему внешнему выражению конструктивизму. В архитектуре получают распространение ступенчатые или зигзагообразные формы, кривые линии, свободная планировка и ленточные окна.
В конце XX в. властвует постмодернизм, объединяющий приемы и направления разных эпох, выдвигающий на первый план эстетику.
Сейчас актуальны такие стили, как хай-тек, биотек.
Хай-тек начал складываться в 1980-е гг. Для него характерен взгляд на архитектуру как на инженерию, отсюда обилие пластика, металла, трубчатых конструкций, которые не только не скрываются, – напротив, выставляются напоказ, а также ленточное остекление либо остекление больших поверхностей.
Попутно о терминах
Фальцлюфт – так называется расстояние между фальцами рамы и створкам оконного блока.
Биотеку (другие названия – «архитектурная бионика», «эко-тек», «биоурбанизм») присуще заимствование природных форм.
Стиль еще находится на стадии формирования, поэтому страдает от отсутствия практичности и функциональности.
Таким образом, окно имеет давнюю и длинную историю. Отверстие в стене и современную сложную оконную систему разделяют века. В настоящее время окна создают не только облик здания, но и комфорт в помещении, поддерживают определенный уровень шума и температуры.
Какому архитектурному стилю отдать предпочтение, решить достаточно сложно. Наиболее популярными являются модерн и классика, предполагающие прямоугольные, квадратные, круглые, арочные окна; встречаются треугольные и трапециевидные (рис. 24). Модны витражные окна.
Рис. 24. Виды современных окон: 1 – прямоугольное: 1а – с горбыльками; 1б – с нижней открывающейся фрамугой; 1в – с открывающимися фрамугами; 1г – глухое; 1д – с верхней открывающейся фрамугой; 1ж – с верхней и боковой открывающимися фрамугами; 1з – с тремя открывающимися фрамугами; 2 – треугольное; 3 – трапециевидное: 3а – одностороннее; 3б – с открывающимися фрамугами; 4 – арочное: 4а – глухое; 4б, 4в – с горбыльками; 4г – с открывающимися фрамугами
Окно как элемент оконной системы
Окно представляет собой обязательную часть ограждающей конструкции здания, основной функцией которой является сообщение внутреннего пространства помещения с внешним. Но этим предназначение окна не ограничивается, поскольку оконная система обеспечивает естественное освещение, вентиляцию, шумоизоляцию, защищает помещение от природно-климатических воздействий.
Попутно о терминах
Цапфа – это участок вала или оси, который поддерживается опорой. Цапфа, расположенная на конце, называется шипом, в средней части – шейкой, в торце – пятой.
Оконная система включает:
1) проем в ограждающей конструкции, снабженный откосами;
2) оконный блок;
3) уплотнение;
4) подоконную доску;
5) фрамугу;
6) горбыльки и прочие мелкие детали.
Облик любого здания складывается из различных составляющих, среди которых важное место отводится окнам, которые должны соответствовать всему строению по цвету, форме, размеру.
Подходя к окну или открывая его, мы давно уже не думаем о том, как оно устроено, как функционирует, из какого материала изготовлено, – настолько привычным для нас стал этот элемент окружающей обстановки, хотя роль окон трудно переоценить.
Старая, изношенная конструкция перестает выполнять свое предназначение, включающее герметизацию помещения, теплозащиту, в конце концов, выглядит не слишком эстетично и совсем не украшает ни фасад дома, ни интерьер квартиры.
Поэтому такое окно требует замены или, по крайней мере, ремонта.
Современное окно способно решить все возложенные на него задачи. Оно не только красиво и эстетично, но и функционально.
Кроме того, уровень современных технологий таков, что можно воспроизвести окно любого исторического стиля, при этом будут обеспечены новейшие способы открывания окон, для остекления – предложены стеклопакеты с заранее заданными свойствами и дополнительными аксессуарами.
Попутно о терминах
Анкер представляет собой деталь, скрепу, которая предназначена для удержания конструкции благодаря жесткости фиксации в кирпиче, бетоне и т. п.
Архитекторы всегда уделяли особое внимание окнам, их дизайну, размерам, членению, форме, расположению на фасаде. Поэтому возводились постройки, которые несли отпечаток времени, отражали вкусы и стили, характерные для каждой эпохи. Современная строительная индустрия предлагает множество оконных конструкций, которые только на первый взгляд ничем не отличаются друг от друга. Разные технологические линии, различные возможности производителей отражаются не только на внешнем виде конструкций, но и на их качестве. Благодаря техническому прогрессу, который нашел воплощение в новых технологиях, материалах и решениях, окно отвечает требованиям, предъявляемым к нему сегодня.
Помимо традиционных деревянных окон, в оконных системах используются полимерные, стальные, алюминиевые профили, которые не отягощены теми недостатками, что характерны для натуральной древесины.
Теплотехнические свойства окон
Одной из основных функций оконных систем, как уже было сказано, является теплоизоляция. Однако теплоизолирующие свойства ограждающих конструкций (стен) в 6 раз больше теплотехнических характеристик окон. Из этого следует простой вывод: теплопотери через окна в 6 раз больше, чем теплопотери через наружные стены. Сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей должно соответствовать требованиям № 3, 4 СНиПа II-3–79* «Строительная теплотехника».
Попутно о терминах
Дюбель – это специальный гвоздь, изготовленный из закаленной стали, отличающийся особой прочностью и предназначенный для вбивания в бетон, кирпич и тому подобные строительные материалы.
Данный параметр зависит от функционального назначения помещения и представлен в табл. 6.
Таблица 6 Сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей в зависимости от функционального назначения помещений (СНиП II-3–79*)
Примечание.
1. Промежуточное значение Rотр следует определять интерполяцией.
2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений производственных зданий с влажным и мокрым режимом, с избытком тепла от 23 Вт/м3, а также для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажным и мокрым режимом следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимом производственных зданий.
3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий.
4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных проемов, допускается применение конструкций с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже установленного в таблице.
Попутно о терминах
Композитные материалы представляют собой многокомпонентные материалы, которые включают в свой состав полимерную, металлическую, керамическую или другую основу, армированную наполнителями из волокон и др.
Термосопротивление оконного стекла, имеющего теплопроводность 0,76 Вт/м°С при толщине 3 мм, равно 0,004 м2°С/Вт, то есть оно настолько мало, что при расчетах его часто не принимают во внимание. Величина термосопротивления остекленной части окна определяется толщиной воздушной прослойки, которая, несмотря на это, даже при увеличении до 5 см и выше почти не влияет на термосопротивление оконной системы. Поэтому, чтобы повысить термосопротивление оконной системы, реализуют конструктивное решение, предполагающее наличие нескольких воздушных прослоек. Для российских климатических условий оптимально иметь две прослойки, то есть тройное остекление. Конструкция тройного остекления представлена в виде:
1)остекления в раздельно-спаренном переплете;
2) спаренного остекления с переставным третьим стеклом;
3) стекла и стеклопакета в раздельном переплете;
4) стекла и стеклопакета в спаренном переплете;
5) двухкамерного стеклопакета.
В основе теплоизоляционной эффективности трехслойного остекления лежит снижение конвективных теплопотерь и теплопотерь, обусловленных теплопроводностью материалов, из которых изготовлена оконная система. Установлено, что более 70% тепла теряется через стекла вследствие излучения. В связи с этим часто находят выход из этого положения не в установке третьего стекла, поскольку из-за этого снижается светопрозрачность оконной конструкции, а в применении особого теплоотражающего покрытия, нанесенного на светопрозрачную часть оконной системы, о разновидностях которого речь шла выше.
Конец ознакомительного фрагмента.