ОСТЕКЛЕНИЕ БАЛКОНОВ И ЛОДЖИЙ конструктивными
ЭЛЕМЕНТами по стандарту
Трофимов С.П. (БГТУ, г. Минск, РБ)
The state standard of Republic Belarus in which functional, constructive, ergonomic and other requirements to elements balconies and loggias glass cover are defined is developed and installed.
В Республике Беларусь реализуется программа разработки национальных технических правовых актов на период до 2010 г.. Головной организацией по техническому нормированию и стандартизации в области строительства является Республиканское унитарное предприятие «Стройтехнорм», в структуре которого функционируют технические комитеты (ТКС), осуществляющие разработку государственных стандартов (СТБ), технических кодексов установившейся практики (ТКП), строительных норм и других нормативных документов.
В соответствии с программой технического нормирования и стандартизации ТКС «Металлические и деревянные конструкции» разработан СТБ 1912-2008 [2], который определил технические условия на элементы остекления балконов и лоджий изготавливаемые из древесины, алюминиевых и поливинилхлоридных профилей, также из комбинации этих материалов.
Остекление балконов и лоджий получило широкое применение, особенно в жилых зданиях. Оно является элементом архитектурного облика и интерьера, средством усиления эффективности ограждающих конструкций зданий (тепло-, шумо- и влагоизоляции помещений, уменьшения проникновения пыли) и решения некоторых бытовых потребностей жильцов.
Остекление давно практиковалось в порядке частной инициативы в нарушение запрета со стороны архитектурного надзора и коммунальных служб. В прошлом десятилетии в результате ослабления государственного контроля и приватизации жилья несанкционированное остекление балконов и лоджий приобрело массовый характер.
Значительная часть работ по остеклению балконов и лоджий производилась жильцами самостоятельно с применением доступных, простых в обработке и дешевых древесных материалов, а также вновь изготовленных или бывших в употреблении старых окон. Нарастающий спрос на этот вид услуг стал удовлетворяться частными предпринимателями и фирмами, часть из которых была зарегистрирована на этот вид деятельности.
Ограничения на остекление балконов и лоджий выдерживалось только по отношению к фасадам домов, выходивших на центральные магистрали крупных городов, и памятников архитектуры.
Самовольное остекление балконов и лоджий ведет к значительному ухудшению облика зданий (рис. 1 а) и архитектурных ансамблей, несет ряд потенциальных опасностей, связанных с монтажом и длительной эксплуатацией конструкций, особенно в зданиях повышенной этажности. С этим обстоятельством связано появление нормативных документов, устанавливающих требования к получению разрешения и необходимости выполнения проекта на этот вид строительных работ.
а б в
Рисунок 1- Примеры остекления балконов и лоджий: а – кустарного; б, в – проектного
В условиях массового проектного остекления балконов и лоджий (рис. 1) появилась необходимость организации серийного производства элементов остекления и разработки соответствующего стандарта [2], устанавливающего технические условия на их изготовление.
Согласно определению в стандарте, элементом остекления балкона и лоджии является наружная ограждающая конструкция здания в соответствующей зоне, предназначенная для сообщения с окружающим пространством, естественного освещения и вентиляции ее и помещений, улучшения защиты от атмосферных, шумовых воздействий и состоящая из рамы (как правило), светопрозрачной части и уплотнения монтажных швов.
Наряду с деревянными элементами остекления в настоящее время все более широко используются специальные профильные системы и изделия из алюминия и поливинилхлорида. Однако древесина и далее будет иметь применение в остеклении, особенно в зданиях малой, средней этажности и в многоэтажных (6-9 этажей).
Прочность, долговечность и экономичность изделий обеспечиваются на стадии конструирования обоснованным выбором материалов, размеров деталей, элементов и назначением характеристик соединений, а установочные габариты определяются геометрическими характеристиками монтажного проема. Надежность, срок службы и внешний вид элементов остекления зависят также от конкретных условий монтажа и эксплуатации, от качества клеевых и лакокрасочных материалов, периодичности проведения работ по восстановлению защитно-декоративного покрытия и замены уплотняющих прокладок.
В процессе разработки стандарта изучались функции, условия монтажа и эксплуатации элементов остекления балконов и лоджий с определением технических условий на их изготовление (требований функциональных, конструктивных, эргономических, к материалам и др.). На основе технических требований должны решаться задачи совершенствования конструкции этих изделий.
Элементы остекления балконов и лоджий разнообразны по архитектурным, конструктивных, компоновочным решениям (рис. 1) и применяемым материалам. По конструктивному исполнению элементы остекления должны быть одинарными. В зависимости от числа створок в ряду остекления выделяют одно-, двух- и многостворчатые элементы остекления.
Стандартом предусмотрено открывание створок внутрь помещения, а также сдвиг влево и вправо в плоскости остекления. По способам открывания створок выделяют: распашные с поворотом вокруг вертикальной крайней оси, откидные с поворотом вокруг нижней горизонтальной оси, поворотно-откидные с поворотом вокруг вертикальной и нижней крайней осей, раздвижные (включая наклонно-сдвижные) с горизонтальным перемещением створок и глухие (допускаются при наличии в конструкции других открывающихся створок. В организации притвора створок предусмотрены элементы остекления безимпостные и с импостами.
Стандарт устанавливает также требования назначения, надежности, стойкости к нагрузкам и воздействиям, эргономики и эстетики, конструктивные, к материалам, комплектующим изделиям и безопасности элементов остекления. Обычно для изготовления рам используют смолистую древесину хвойных пород.
К особенностям элементов остекления с учетом выполняемых функций и условий применения, относятся: 1) пониженные требования к изоляции от внешней среды в сравнении с окнами по [3]; 2) повышенные требования безопасности, как к элементу лицевой поверхности здания; 3) меньшая степень защищенности от ветра и температурно-влажностных воздействий на элементы по сравнению с окнами; 4) необходимость обеспечения стойкости с учетом изменения ветровой нагрузки по высоте здания; 5) увеличенная площадь остекления при меньших размерах поперечного сечения элементов по сравнению с окнами; 6) монтаж в нестандартизированные по размерам и непрямоугольные по форме (по данным автора до 10 см на 6 м) проемы без четверти, нередко с плохим состоянием материала конструкций примыкания; 7) высокие требования к архитектурному решению и стилевому единству в здании; 8) требования обеспечения возможности эвакуации; 9) усложненные условия выполнения монтажных работ, обслуживания и демонтажа; 10) юридические ограничения на технические характеристики и возможность установки; 11) технические и материальные ограничения изготовителей монтажных организаций.
Элементы остекления балконов и лоджий эксплуатируются в условиях широкого диапазона изменения температуры и влажности, в сочетании большими форматами рам это может создавать проблемы обеспечения необходимых зазоров в притворах, нормальной работы уплотнителей и фурнитуры. Для оценки влияния атмосферных условий на геометрические характеристики элементов остекления следует отметить актуальность исследования коробления деревянных рам вследствие знакопеременной величины градиента влажности брусков от наружной до внутренней их поверхности.
При рассмотрении водопроницаемости конструкции остекления был сделан вывод о необходимости проведения дополнительных экспериментальных исследований, по результатам которых должно быть установлено нормативное значение показателя.
Важным компонентом конструктивного анализа элементов остекления балконов и лоджий является расчет на ветровую нагрузку. Расчет может быть проведен по методикам производителей профильных систем, с учетом условий установки изделий (высотная отметка, ориентация и окружение объекта). Ветровая нагрузка принимается во внимание при ограничении размеров створок, определении сечений брусков и толщины стекла. При определении величины ветровой нагрузки и прогиба элементов необходимо учитывать тенденции изменения климатических данных по сравнению с нормативными значениями [1].
Ветровая нагрузка и Допускаемая стрела прогиба элементов остекления по линии наибольшего размера (обычно высота) должна учитывать безопасность эксплуатации с точки зрения обеспечения целостности светопрозрачного элемента и надежного удержания в четверти из рамы при уменьшении длины проекции стекла. При определении условий прогиба следует учитывать предусмотренную стандартом негерметичность конструкции.
При разработке СТБ 1912 особое внимание было обращено на обеспечение безопасности эксплуатации элементов остекления в части материала применяемого светопрозрачного элемента. При применении изделий, начиная с 5 этажа, рекомендуется использовать травмобезопасное закаленное или многослойное (триплекс) стекло.
Стандартом установлен максимально допустимый относительный прогиб элемента остекления в 1/300 длины, что соответствует наиболее высокому класс по СТБ 939 на окна. Жесткость показателя обоснована опасностью конструкции, находящейся в плоскости фасада здания в отсутствие упора в стеновой проем, а также уменьшенными размерами поперечного сечения брусков створок.
Введение нового стандарта и появление определенных технических требований к элементам остекления не осталось незамеченным у производителей этих изделий и алюминиевых профильных систем для них, особенно в части .ужесточения параметров жесткости конструкции, применения травмобезопасного стекла и угловых соединений створок из древесных материалов.
На основе требований стандарта при конструировании и производстве изделий должна быть обеспечена функциональность, экономичность, надежность и безопасность выпускаемых элементов остекления балконов и лоджий.
Литература
1. СНиП 2.01.07-85**. Нагрузки и воздействия:
2. СТБ 1912-2008. Элементы остекления балконов и лоджий. Технические условия.
3. СТБ 939-93. Окна и балконные двери для зданий и сооружений. Общие технические условия:
4. Трофимов, С.П. Остекление балконов и лоджий с применением конструктивных элементов из древесины / С.П. Трофимов // Тр. БГТУ. Сер. II Лесная и деревообр. пром-сть - 2008. - Вып. - XVI. С. 252-255.