Фурнитура для современных окон
В общем смысле под понятием «фурнитура» (от французского fourniture) понимаются различные вспомогательные (подсобные) материалы для какого-либо производства. В традиционных окнах роль фурнитуры выполнял набор простейших ручек и петель, за счет которых осуществлялось их закрывание-открывание. Более сложные системы, применявшиеся в промышленных и общественных зданиях, выполнявшие, например, такие функции как открывание окон, расположенных на значительной высоте от пола, классифицировались в специальной литературе как дополнительные механизмы.
Появление на отечественном рынке развитых и технологичных оконных систем заставляет посмотреть на роль фурнитуры в окне с принципиально иных позиций. В настоящее время под оконной фурнитурой понимается сложная совокупность механизмов (петель, кронштейнов, тяг, соединительных элементов и др.), обеспечивающих открывание и закрывание окна в различных режимах. Основными режимами являются — поворот окна для мытья стекол и наклон окна для проветривания. При этом весь механизм управляется только от одной ручки.
В глухих окнах элементы фурнитуры не устанавливаются.
В зависимости от назначения и комплектации фурнитура может выполнять и некоторые дополнительные функции, такие как:
различные режимы микропроветривания помещений;
защита от взлома и нежелательного открывания окна детьми.
Кроме того, существует целый ряд специальных приспособлений для межкомнатных, входных и балконных дверей.
Как уже отмечалось в предыдущих главах, основной функцией светопрозрачных ограждений является освещение помещений естественным светом. Частичная потеря светопрозрачности, неизбежно возникающая вследствие запыленности и загрязненности наружного воздуха, влечет за собой состояние дискомфорта, нарушение нормальных условий эксплуатации помещения. Иными словами, окна нуждаются в периодической очистке от загрязнения, при этом все функции эффективного и безопасного обслуживания возложены на систему фурнитуры.
Наиболее актуально проблема возникает в многоэтажных зданиях, где эксплуатация и обслуживание окон напрямую связаны с вопросами жизнебезопасности.
Для первых этажей, как и в индивидуальном строительстве, необходимость регулярного обслуживания окон вступает в естественное противоречие с мерами по предотвращению проникновения в жилище с целью кражи. Проблема, традиционно решающаяся в нашей стране при помощи массивных решеток на окнах, в Германии продвигается по пути совершенствования технических решений стеклопакетов и разработки специальных систем противовзломной фурнитуры. Иными словами, европейский технический прогресс стремится создать условия безопасности, не наносящие ущерба психологическому комфорту.
В последние годы строительные фирмы Германии стали уделять все большее внимание защите от взлома и противовзломным окнам. Причин тому немало. Статистика говорит в данном случае сама за себя: согласно данным Криминальной полиции ФРГ и страховых компаний, каждые 2,5 мин. в Германии происходит квартирная кража. В 70% случаев квартирных краж взломщики проникают через окна или двері оконного типа, которые оснащены менее надежными запорами, чем входные двері, или не имеют их вовсе.
К сожалению, при всей очевидной важности проблемы, в настоящее время вопросы, связанные с проектированием и эксплуатацией систем оконной фурнитуры, являются своего рода «черной дырой» для украинских специалистов-строителей. Из всей области специальных знаний, затрагивающей светопрозрачные ограждения, они практически никак не отражены в профессиональной литературе. Вместе с тем, как показывает опыт эксплуатации современных окон в нашей стране, как минимум 50% рекламаций, предъявляемых к оконным фирмам, относятся к отказам в работе фурнитуры. При этом довольно часто проблема заключается не в качестве комплектующих фурнитуры, а изначально - в тех условиях работы, которые были заданы проектировщиком окна для механизма фурнитуры в целом (габаритные размеры окна, положение запорных ручек, установка окон в помещениях с влажной или агрессивной средой, условия монтажа и др.).
Остановимся более подробно на освещении технических возможностей систем фурнитуры для светопрозрачных ограждений с точки зрения возможной их реализации в проектных решениях.
Классификация систем фурнитуры
Системы фурнитуры классифицируются: 1) по способу открывания окна; 2) по типу оконного профиля; 3) по степени защиты от взлома; 4) по геометрической форме окна.
Для классификации фурнитуры по способу открывания введем такое понятие какрежим открывания.
Под основными режимами открывания створки будем понимать:
поворот;
откидывание (наклон);
сдвиг;
параллельное выставление.
Под поворотом будем понимать вращение створки вокруг вертикальной оси, расположенной с левой или с правой стороны створки. Расположение оси определяет такое понятие как правое или левое открывание.
Под наклоном (или откидыванием) подразумевается поворот створки вокруг нижней горизонтальной оси. В терминологии, распространенной в настоящее время, под наклоном как правило понимается поворот на угол порядка 10°— 25°, а под откидыванием — на угол до 180°.
Режим сдвига подразумевает движение створки вдоль рамы по специальным направляющим.
Режим параллельного выставления створки предусматривает выдвижение створки из плоскости окна на определённое расстояние. Этот режим может быть применён для микропроветривания по контуру окна (его разгерметизации по всему периметру) или для обеспечения дальнейшего сдвига створки.
Способ открывания окна может предусматривать один или несколько режимов.
По способу открывания фурнитуру можно разделить на несколько групп.
Поворотная фурнитура с вертикальным подвесом имеет единственный режим — режим поворота и позволяет поворачивать створку в одном направлении — вокруг вертикальной оси. На рис. 7.1а показано поворотное окно с ложным импостом.
В наклонно-поворотной фурнитуре (в ряде источников — «поворотно-откидная» фурнитура) реализована комбинация двух режимов — поворота и наклона (откидывания). Эта фурнитура позволяет одну и ту же створку не только поворачивать вокруг вертикальной оси, но и наклонять как показано на рис.7.16. Окно открывается одной рукой в нужном направлении при определённом положении ручки.
В стандартном варианте последовательность режимов открывания осуществляется следующим образом: сначала — поворот, потом — откидывание (наклон). Концерном 81ЕСЕМА разработана система ТВТ, в которой стандартная последовательность режимов изменена — сначала откидывание, потом — поворот. Эта система применяется в Англии для детских садов, школ, учебных заведений, больниц — общественных зданий с повышенными требованиями безопасной эксплуатации окон.
Для эффективного быстрого проветривания (режим наклона) створку можно повернуть вокруг нижней горизонтальной оси на фиксированный угол 10°-25° (в зависимости от размеров створки). Фурнитура такого типа может устанавливаться на окнах различной формы - арочных, трапецевидных, прямоугольных. В зависимости от ограничений, накладываемых производителями профильной системы, комплект наклонно-поворотной фурнитуры может устанавливаться на одностворчатых и многостворчатых окнах высотой до 2.4 м и шириной до 1.6 м.
Поворотная фурнитура с нижним горизонтальным подвесом (откидная фурнитура) (рис.7.1 в) работает в режиме откидывания и предназначена для поворота окна на угол до 180° вокруг горизонтальной оси. В распространенной терминологии такое открывание часто называется фрамужным.
В отдельную группу может быть вынесена поворотная фурнитура с подвесом на средней горизонтальной оси. Такие окна называются среднеподвесными и применяются, как правило, в мансардных этажах или в помещениях с особыми требованиями по вентиляции.
Сдвижная фурнитура обеспечивает режим сдвига створки и применяется в основном для помещений с пониженными требованиями по теплоизоляции — при одинарном остеклении балконов, лоджий и т.п. Использование сдвижной фурнитуры предполагает применение специальных раздвижных профильных систем (из ПВХ, алюминия или дерева). В окнах с таким открыванием применяется воздухопроницаемое щеточное уплотнение.
Наклонно-сдвижная фурнитура (рис.7.1г) является наиболее сложной из всех систем и включает в себя три основных режима открывания - наклон, параллельное выставление и сдвиг. В отличие от сдвижной фурнитуры устанавливается на стандартный оконный профиль с уплотнением по контуру.
Рис. 7.1. Окна с различными способами открывания: а) поворотное окно; б) поворотно откидное; в) нижнеподвесное окно (фрамуга); г) наклонно - сдвижное окно
В наклонно-сдвижной системе обеспечивается плотное запирание створки по всему периметру. Данную фурнитуру целесообразно использовать там, где надо застеклить большую площадь при минимуме свободного места и герметично изолировать одно помещение от другого или от улицы.
Раздвижная складывающаяся фурнитура предназначена в основном для внутренних межкомнатных дверей большой высоты и площади. Может быть эффективно использована в помещениях со свободной планировкой и трансформируемыми перегородками.
По материалу оконного профиля фурнитура подразделяется на фурнитуру для окон:
с переплетами из ПВХ;
с переплетами из дерева;
с переплетами из алюминия.
По форме окна фурнитура может быть подразделена на фурнитуру для:
прямоугольных окон;
арочных окон;
трапециевидных окон;
Принцип построения системы фурнитуры. Основные термины и определения
Аналогично оконным профилям, при дальнейшем описании конструктивных особенностей фурнитуры различного вида будем применять такое понятие как «система». Однако, если для профилей это понятие однозначно понимается как некоторый набор артикулов, в случае фурнитуры термин «система» имеет двоякое значение.
С одной стороны оно, как и для профилей, действительно подразумевает некий набор отдельных элементов — изделий, принцип комплектации которых будет рассмотрен ниже; с другой стороны понятие «системы» для фурнитуры обязательно привязывается к конструкции профильной системы. С этой точки зрения под «системой» понимают совокупность размеров сопряжения профилей рамы и створки.
Для окон из дерева — это 4/15-8, 12/18-9. Для окон из ПВХ различают следующие системы:
12/18 - 9 (профили Rehau S 780 и др.);
12/20 - 13 (профили PlusTec, Rehau S 730, Gealan 3000, Veka SL и др.);
12/22 — 13 (профили Thussen, Royal Deluxe и др.).
Диаграммы ограничений по размерам створки
Применение петель той или иной грузоподъемности регламентируется общим весом створки, а также моментом сил, который должен быть воспринят петлевой группой. Расчетный момент сил наклонно-поворотного и поворотного окна зависит от ширины створки. При этом окно рассматривается как открытое в режиме поворота.
Определение допустимых размеров створок в зависимости от действующих усилий реализовано в так называемых нагрузочных диаграммах, приводимых в техническом руководстве каждого из производителей систем фурнитуры для петель различной грузоподъемности.
В прил. 10 приведены нагрузочные диаграммы для петель системы AUBI 300 применительно к окнам различной формы - поворотным и поворотно-откидным.
Приведем пример назначения размеров открывающейся створки окна в соответствии с нагрузочной диаграммой.
Пример
Проектные размеры прямоугольной наклонно-поворотной створки окна из ПВХ с двухкамерным стеклопакетом 4 -12-4-12-4 приняты равными: 1) высота створки по фальцу - FFH = 1800 мм; 2) ширина створки по фальцу FFB = 1000 мм.
Собственный вес створки составляет 50 кг/м2.
Необходимо определить возможность изготовления окна с указанными параметрами при условии применения системы фурнитуры AUBI 300.
Площадь створки 8 = 1,8 м х 1,0 м = 1, 8 м2.
Общий вес створки СО = 1, 8 м2 х 50 кг/м2 = 90 кг.
По Прил. 10 находим диаграмму для створок весом до 100 кг.
По диаграмме (Рис. 7.45) находим точку пересечения (точка 1), заданных FFH = 1800 мм. и FFВ = 1000 мм.
Точка 1 находится в заштрихованной области ниже ограничительной линии для створок весом 50 кг/м2 (GG= 50 кг/м2), следовательно запроектированное окно не выходит за допустимые ограничения по размерам.
Рис. 7.45. Нагрузочная диаграмма для наклонно-поворотных окон из дерева и ПВХ. Максимальный вес створки до 100 кг. Система Siegenia-AUBI A300
При назначении размеров открывающихся створок необходимо помнить, что белая зона на нагрузочной диаграмме для окон заданной конструкции является зоной запретных размеров- Если точка пересечения координат ЕЕН и ЕЕВ запроектированного открывающегося окна попадает в «белую зону» диаграммы, необходимо изменить проектный размер открывающейся части.
Если точка пересечения координат ЕЕНи ЕЕВ оказывается над ограничительной линией для заданного веса створки, необходимо уменьшить вес остекления (скажем, заменить двухкамерный стеклопакет на однокамерный) или изменить проектный размер створки.
Критерии надежности и долговечности систем фурнитуры
Как уже отмечалось, большое число рекламаций, предъявляемых к оконным фирмам, связано с отказами в работе систем фурнитуры. При этом, как показывает опыт экспертных оценок, негативные эффекты могут быть вызваны целым рядом факторов, не относящихся непосредственно к качеству деталей, входящих в комплект. Причиной номер один в большинстве случаев скорее следует считать неграмотную комплектацию фурнитуры — частично или полностью не соответствующую характеру ее эксплуатации на конкретном строительном объекте.
Так, например, если на одинаковые окна в индивидуальном загородном доме, использующемся раз в неделю для отдыха, и в хирургическом отделении поликлиники установить один и тот же комплект фурнитуры, то разница в сроках его безотказной работы будет колоссальной. Помещения медицинских учреждений нуждаются в интенсивном проветривании, при этом окна зачастую необходимо открывать в различных режимах, соответственно и нагрузка на фурнитуру в этом случае несопоставима с частным домом. В комплект фурнитуры в зданиях с повышенными требованиями к вентиляции и не оборудованных специальными приточными системами следует в обязательном порядке включать более мощные петли, а также такие дополнительные элементы как устройства для микропроветривания или ступенчатого откидывания створки, блокираторы поворота ручки, ограничители открывания и др., которые имеются в любой развитой фурнитурной системе. Иными словами, чем больше технических возможностей имеет система фурнитуры, тем большими возможностями располагает проектировщик для задания режима ее стабильной и долговечной работы в определенном здании или помещении. Дополнительные элементы устанавливаются как расширение базового комплекта, а их подробное описание содержится в технических каталогах производителей фурнитуры.
Для долговечности и надежности системы фурнитуры принципиально важными являются также такие факторы как: 1) стойкость к коррозии и 2) стойкость к износу.
Стойкость к коррозии обеспечивается специальным антикоррозионным покрытием из цветных металлов. Сначала на стальную фурнитуру наносится цинковое покрытие, обеспечивающее защиту от влаги. Затем на цинковое покрытие в специальной гальванической ванне наносят оксид хрома и соли редких металлов для защиты цинкового покрытия от окисления. При этом состав и технология нанесения антикоррозионного покрытия индивидуальны для каждого из производителей систем фурнитуры.
Покрытия испытываются аэрозолью соляного тумана. При этом согласно немецким нормам DIN 50021-75, через 72 часа на видимых поверхностях стальных частей не должна образовываться белая ржавчина, а через 240 часов — красная ржавчина. Из оценки антикоррозионных свойств исключаются: места клепок, места, обработанные для монтажа фурнитуры на окне, части и узлы, не обработанные при создании поверхности, если они не находятся в видимой части фурнитуры, места сварки и непосредственно прилежащие области.
Кроме стандартных испытаний, оговоренных нормами, каждый производитель фурнитуры может проводить и собственные дополнительные испытания покрытий. Так концерн SIEGENIA-AUBI KG проводит испытания покрытий на воздействие силиконов, чистящих средств, хлорированной воды и др. Специальные испытания проводятся в районах морских побережий.
В этом же аспекте могут быть рассмотрены и мероприятия, предотвращающие разбалтывание крепления элементов контурного механизма внутри фурнитурного паза, вызванное локальным разрушением профиля в местах крепежных саморезов.
При передаче усилий от оконной ручки на элементы фурнитуры, в них возникают продольные усилия N, которые через крепежные саморезы передаются на профиль, как показано на рис. 7.47. В профиле при этом возникают местные противоположно направленные напряжения N', сосредоточенные в точках установки саморезов. При многократно повторяющихся нагрузках это может привести к растрескиванию и локальному разрушению ПВХ, особенно если фурнитурный врез оказывается в холодной зоне в зимний период.
На рис. 7.47 (поз. 4) показаны направляющие шипы системы SIEGENIA-AUBI А 300, закрепляющиеся в фурнитурном врезе. Помимо технологических преимуществ, позволяющих более точно фиксировать фурнитуру на стадии сборки окна, такое решение позволяет частично разгрузить саморезы и рассредоточить напряжения N’ по четырем точкам вместо одной.
Рис. 7.47. Схема передачи усилий с элементов фурнитуры на оконный профиль. 1 - фальц фурнитурного вреза в профиле, 2 - элементы фурнитуры, 3 - крепежные саморезы, 4 — направляющие шипы, закрепляющиеся в фурнитурном врезе профиля (система SIEGENIA-AUBI А 300)
Технологические особенности установки фурнитуры на оконных конструкциях
Проблемы, возникающие при эксплуатации фурнитуры, могут быть также вызваны некачественным ее монтажом на окне в заводских условиях. В этой связи имеет смысл кратко остановиться на описании основных технологических операций, которые предусматриваются техническим руководством каждого из производителей систем фурнитуры.
При установке фурнитуры на окна из ПВХ, комплект монтируется на готовую сваренную створку, в которой заранее профрезерованы по шаблону отверстия под ручку и (при необходимости) под замковую группу. Все элементы фурнитуры - ответные планки, основные приводы, петли и др. — должны устанавливаться строго по шаблонам, выдаваемым изготовителем фурнитуры.
Монтаж фурнитуры на изделия производится на специальных столах, поверхность которых обита материалом с коротким ворсом во избежание механического повреждения оконных конструкций — появления царапин. К столам по сборке фурнитуры должны быть подведены линии сжатого воздуха и электропитания для постоянной очистки механизмов фурнитуры от пластмассовой крошки и пыли.
Первоначально на раме устанавливаются ответные планки и рамные части петлевой группы для верхней и нижней петли в наклонно-поворотной фурнитуре. Для поворотной фурнитуры добавляются средние петли (скрытые прижимы).
На створке последовательно монтируются:
Все угловые передачи.
В положении «открыто» (среднее положение запорных цапф) — основной привод, подбираемый по размерным артикулам в соответствии с размером створки. В зависимости от типа привода (константный или переменный), производится обрубание (обрезка) передаточной рейки с одной или с двух сторон с пробивкой крепежных отверстий, для того, чтобы адаптировать выбранный механизм к конкретным размерам створки. Обрубание производится таким образом, чтобы имелась возможность свободного хода элементов фурнитуры по всему контуру, при этом в местах их состыковки не должно возникать концентрации напряжений. Узел соединения обрезанных элементов фурнитуры между собой показан на рис. 7.48.
После установки основного привода аналогично, с подрезкой, монтируются ножничный кронштейн и, при необходимости, промежуточные передачи.
Затем устанавливаются рамная и створочная части петлевой группы. Створка навешивается на раму, и работа окна проверяется на стенде. При необходимости фурнитура регулируется. Трудности при повороте оконной ручки в открытом положении, сопровождающиеся характерными щелчками, зачастую говорят об ошибках, допущенных при подрезке элементов — их упирания друг в друга. В этом случае необходим демонтаж нерабочих элементов комплекта и их повторная установка.
Рис. 7.48. Узел соединения элементов фурнитуры между собой
В этом отношении можно также говорить о том, что при комплектации окна следует по возможности избегать промежуточных передач, для которых также необходима обрезка рейки. Соответственно, чем меньше узлов сопряжения элементов в комплекте фурнитуры, тем надежнее работает контурный механизм. При понимании принципов комплектации фурнитуры эта проблема может быть решена проектировщиком уже непосредственно на стадии проектирования фасадов и назначения размеров окна.
Правила эксплуатации оконной фурнитуры
При проведении монтажных работ часто возникает необходимость демонтажа створок с последующим возвратом их на место, что, как правило, ведет к разрегулированию фурнитуры. Поэтому окончательная регулировка фурнитуры производится, как правило, уже после монтажа окон непосредственно на строительном объекте. При этом довольно часто возникают проблемы, вызванные следующими причинами:
Неверная установка стеклопакета в профиле (неправильная его фиксация опорными и фиксирующими подкладками — см. раздел 3.5 «Прочность стеклопакетов»), приводящая к неравномерному распределению нагрузок на петлевую группу и, соответственно, отвисанию створки.
Некачественный монтаж окна в проеме с отклонениями от вертикали, приводящий к эксцентриситетам в петлевой группе и элементах контурного механизма.
Отсутствие требуемых температурных зазоров между ПВХ-окном и стеной, приводящее к выгибам оконных профилей из плоскости, и соответственно, к неплотному прижиму рамы в точках запирания.имости фурнитура регулируется. Трудности при повороте оконной ручки в открытом положении, сопровождающиеся характерными щелчками, зачастую говорят об ошибках, допущенных при подрезке элементов — их упирания друг в друга. В этом случае необходим демонтаж нерабочих элементов комплекта и их повторная установка.
Регулировка фурнитуры не может полностью устранить негативный эффект от всех перечисленных выше факторов, однако может частично его компенсировать. Комплект фурнитуры имеет несколько точек регулировки, зависящих от системы: 1) по петлям в зависимости от конструкции; 2) по ответным планкам или запорным цапфам (роликам). За счет регулирования тех или иных узлов возможно изменение положения створки и ее прижима в пределах до 1... 2 мм.
За счет регулировки фурнитуры прижим створки может быть оптимизирован к зимним или летним условиям эксплуатации окна, что особенно актуально для створок из ПВХ. В этом отношении фурнитура также может гибко компенсировать незначительные необратимые деформации профилей, вызванные цикличным температурным расширением-сжатием ПВХ и усушкой-набуханием древесины. Установленная фурнитура требует своевременного грамотного обслуживания и ухода. Согласно рекомендациям производителей, ее необходимо смазывать специальным фурнитурным маслом, не вызывающим коррозии металлических элементов и повреждения материала профиля, не реже одного раза в год. Следует также обратить внимание на защиту элементов фурнитуры и фурнитурных пазов от засорения пылью, грязью и штукатурным раствором, что неизбежно ведет к выходу ее из строя
| 
