This article examines the main issues associated with window frame installation. Examples of window structures exhibiting these phenomena are provided. Existing solutions for improving the thermal insulation of window slopes are described.
Keywords: window block, installation, window frame, joint sealing, thermal insulation, invention.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью классификации полезных изобретений для деревянных оконных рам в условиях широкого и быстрорастущего рынка оконных конструкций, где деревянным окнам уделяется меньше внимания, чем металлопластиковым. Необходимо из широкого спектра научных работ выделить те, что относятся к деревянным окнам и классифицировать их.
Каждое полезное изобретение направлено на решение одной или нескольких задач, стоящих перед изобретателем, строителем, проектировщиком или изготовителем.
Рассмотрим патент № 2577695 «Деревянное окно и способ его изготовления» [1]. Сущность предлагаемого решения заключается в изменении формы сечения оконного профиля. Для производства такого профиля применяется унифицированный комплект ножей, что позволяет автоматизировать производство. Профиль изготавливается из клееного бруса, эффективность данной технологии была доказана более ранними исследованиями в области деревянных оконных рам.
Согласно конструкции, стекло вклеивается в пазы и выполняет несущую функцию. За счёт установки 2–3 стёкол в створку увеличиваются теплоизоляционные характеристики оконного блока.
Профиль имеет Т-образную форму, которая упрощает монтаж подоконника, отливов, откосов, а также служит для надёжной фиксации окна в проёме. Предложенная форма профиля позволяет экономить материал при производстве и увеличить площадь светопрозрачной части за счёт узкой видимой ширины. Использование металлических или ПВХ накладок защищает внешнюю часть рамы от разрушающего воздействия дождя, солнца, ветра и позволяет увеличить срок службы оконной рамы.
При рассмотрении патента № 176748 «Конструкция деревянного оконного и балконного блока» [2] были выделены отличительные особенности конструкции, которые заключаются в использовании сменных внутренних и внешних накладок, а также в повышении герметизации прижимных пазов между створкой и рамой.
Два рассмотренных выше патента предполагают использование дерева в виде клееного бруса или фанеры в качестве основного теплоизоляционного материала. Однако в деревянных окнах теплоизоляционным материалом может выступать и синтетический материал. Например, пенополиуретан, коэффициент теплопроводности которого значительно ниже, чем у древесины. Так патент № 34603 [5] «Оконный блок» предлагает профиль оконной рамы, состоящий минимум из трёх слоёв, где наружные слои могут быть выполнены из дерева или металла, а внутренний из пенополиуретана с коэффициентом плотности не менее 200 кг/м3. Преимуществом такого оконного блока является низкая теплопроводность. Требуемая жёсткость конструкции достигается за счёт внешних слоёв, при этом к внутреннему слою также применяются требования по минимальной жёсткости.
К рассмотрению предлагается и другая полезная модель оконной рамы, выполненной из комбинированных материалов. В патенте № 202526 [3] «Профиль для фасадных оконных конструкций» описан профиль окна, состоящий из алюминиевых профилей с герметичными воздушными камерами, служащими для теплоизоляции, и деревянных накладок. Данное изобретение обладает рядом преимуществ. Среди них и применение натурального дерева, обладающего художественно-эстетичной привлекательностью, и возможность монтажа и демонтажа накладок независимо от рамной конструкции. Монтаж накладок по технологии производится после завершения отделочных работ, что позволяет сохранить целостность древесины и аккуратный внешний вид оконного заполнения. В данной конструкции холодный металл и древесина, расположенная со стороны тёплого помещения, не контактируют благодаря термостатическому разрыву в виде армированного стекловолокном полиамида. В результате предотвращается выпадение конденсата внутри конструкции и появление участков гниения на древесине. Описанная конструкция может быть эффективно применена для остекления больших площадей. Например, фасадов административных, офисных и социокультурных зданий, витрин магазинов, жилых домов.
В соответствии с оригинальными архитектурными решениями появляется потребность в нестандартных окнах. Так в патенте № 27622 «Оконный блок» [4] описано изобретение, направленное на решение одной из таких задач. Автор предлагает модуль дугообразного деревянного профиля. Соседние окна стыкуются между собой с помощью пазов, предусмотренных конструкцией.
Описанные выше изобретения направлены на изменение конструкции деревянной оконной рамы. Однако во время эксплуатации окон проблемы могут возникать и в откосах. Автор патента № 74151 «Теплоизоляционное обрамление окон» решает именно такую задачу. Изобретение направлено на утепление оконных откосов и герметизацию стыков между рамой и откосом. Обрамление выполняется из теплоизоляционных твёрдых материалов, что увеличивает сопротивление теплопередаче в монтажных узлах по сравнению с применением четвертей из кирпича. Разработано несколько конструктивных вариантов монтажа для данного изобретения, что позволяет создавать оконные проёмы с объёмными декоративными наличниками по периметру и без них. Теплоизоляционное обрамление возможно применять как в новом строительстве, так и при реконструкции. Монтаж может производиться в стены из кладочного материала и в панельную стену. Данное решение позволяет сделать старые здания энергоэффективными.
Рассмотренное изобретение улучшает характеристики окна при эксплуатации, но увеличивает объём работы при монтаже, тем самым усложняя процесс. Существуют и изобретения, направленные на облегчение монтажа.
Например, такое изобретение описано в патенте № 65543 «Потайное устройство для фиксации дверного короба или оконного блока». Потайное устройство предназначено для облегчения монтажа деревянных оконных блоков и дверных коробов. Оно незаметно при эксплуатации и позволяет монтировать дверные и оконные блоки с минимальным зазором
На основе рассмотренных патентов выделим основные задачи, которые решаются при проектировании новых полезных моделей:
— повышение теплоизоляционных характеристик;
— снижение себестоимости, экономическая выгода;
— унификация и упрощение процесса производства, процесса монтажа;
— повышение устойчивости оконной рамы в проёме;
— герметизация оконных стыков, монтажных узлов;
— нестандартные формы окон: витражные, радиусные, круглые, арочные, эркерные и др.
Существует два подхода к решению поставленных при проектировании задач:
- изменение конструкции оконной рамы:
— сечение профиля рамы;
— применение комбинированных современных материалов;
— нестандартные формы оконных проёмов;
- изменение способа монтажа:
— теплоизоляционное обрамление;
— нащельники;
— доборы;
— потайные фиксирующие устройства.
Преобладающее большинство полезных изобретений для деревянных оконных рам направлено на изменение оконного профиля. Реже встречаются новые решения для улучшения монтажа. Существенное внимание уделяется улучшению эксплуатационных характеристик конструкций, увеличению срока их службы и оптимизации производственных процессов. При этом особое значение придаётся сохранению эстетических качеств оконных систем. Перспективным направлением для улучшения характеристик оконного блока является применение комбинированных материалов.
Литература:
- Патент № 2577695 C1 Российская Федерация, МПК E06B 3/00. Деревянное окно и способ его изготовления: № 2014134027/12: заявл. 19.08.2014: опубл. 20.03.2016 / А. Н. Хорошавин. — EDN WBNIOU.
- Патент на полезную модель № 176748 U1 Российская Федерация, МПК E06B 1/34, E06B 3/30, E06B 1/06. Конструкция деревянного оконного и балконного блока: № 2017127222: заявл. 28.07.2017: опубл. 25.01.2018 / С. И. Цуцкий. — EDN TVNGDB.
- Патент на полезную модель № 202526 U1 Российская Федерация, МПК E06B 3/30. Профиль для фасадных и оконных конструкций: № 2020134442: заявл. 21.10.2020: опубл. 20.02.2021 / Э. Г. Киракосян; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Промпрогресс». — EDN XEQMJH.
- Патент на полезную модель № 27622 U1 Российская Федерация, МПК E06B 3/00. Оконный блок: № 2002112901/20: заявл. 20.05.2002: опубл. 10.02.2003 / В. А. Агапова, А. М. Николаева. — EDN IXZFQX.
- Патент на полезную модель № 34603 U1 Российская Федерация, МПК E06B 3/00. Оконный блок: № 2003120173/20: заявл. 03.07.2003: опубл. 10.12.2003 / В. М. Пилипенко, Л. Н. Данилевский, Б. И. Таурогинский [и др.]; заявитель Научно-исследовательское и проектно-технологическое унитарное предприятие «Институт НИПТИС», Научно-исследовательское учреждение «Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко» Белгосуниверситета. — EDN KRCJSH.
- Патент на полезную модель № 65543 U1 Российская Федерация, МПК E06B 1/04. Потайное устройство для фиксации дверного короба или оконного блока, монтируемое в стене в области проема: № 2006146537/22: заявл. 27.12.2006: опубл. 10.08.2007 / Ю. В. Эпштейн. — EDN GQADQV.
- Патент на полезную модель № 74151 U1 Российская Федерация, МПК E06B 3/00. Теплоизоляционное обрамление окон: № 2007126247/22: заявл. 09.07.2007: опубл. 20.06.2008 / Е. Д. Малафеев. — EDN HZNEZN.
