Теоретична сторона питання: розрахунки природного освітлення, необхідна сумарна площа вікон, норми інсоляції. Маркування стандартних вікон.
У минулих номерах нашого журналу ви вже ознайомилися з основними конструкціями будинку-фундаментом, стінами, перекриттями та дахом. Тепер розглянемо елементи, що зв'язують інтер'єр із зовнішнім середовищем. Поговоримо про вікна.
Здорова атмосфера в квартирі багато в чому залежить від якості, розмірів і розташування вікон. Вікно- один з незамінних, і в той же час досить дорогих архітектурно-конструктивних елементів будинку. Його функції різноманітні:
- Перш за все, вікно несе в приміщення природне, біологічно важливий для людини сонячне світло.
- Через вікно здійснюється подача свіжого повітря (тобто провітрювання приміщення).
- У той же час засклене вікно, як і стіна, має захищати приміщення від несприятливих зовнішніх воздействій- дощу, снігу, холодного повітря, пилу, перегріву сонячними променями, вуличного шуму.
- Дивлячись у вікно, ми отримуємо інформацію про те, що робиться на вулиці, яка сьогодні погода, так що воно-як би інструмент спілкування із зовнішнім світом. Така багатофункціональність вимагає, щоб конструкція вікна була міцною, зручною в експлуатації, допускала можливість періодичної чистки і миття скла.
Кількість, розміри і конфігурація вікон значною мірою визначають ступінь комфорту квартири, архітектурно-художнє рішення інтер'єрів і фасадів будівель. Не слід забувати і про зменшення витрат на штучне освітлення, якого можна досягти за рахунок раціонально спроектованих вікон. Обриси вікон бувають горизонтальні, аркові, лучкові і ін. Малюнки їх переплутав також вельми різноманітні. Давайте ж ширше і докладніше розглянемо проектування і вибір вікон, їх конструкції, і перш за все, вплив на природну освітленість приміщень.
Залежно від розташування засклених прорізів природне освітлення може бути:
- боковим (Одностороннім або двостороннім) - через вікна або вітражі.
- верхнім - через засклені ліхтарі в перекриттях, наприклад, для освітлення сходів, розташованої в середині котеджу; через вікна, розташовані у верхній частині стін, наприклад, в місцях перепаду висоти перекриттів в суміжних приміщеннях.
- комбінованим , Через вікна в похилих дахах мансардних приміщень.
При розрахунках природної освітленості приймається, що дана точка "А" висвітлюється рівномірно розсіяним дифузним (пряме сонячне випромінювання не враховується) світлом небосхилу. Ця величина непостійна і залежить від природних умов, тому освітленість приміщень прийнято позначати не в абсолютних одиницях (люксах), а в относітельних- у вигляді коефіцієнта природної освітленості (КПО) - е , Який виражає у відсотках відношення освітленості Евн даної точки А приміщення до одночасної зовнішньої її освітленості Ен (тобто, якщо б не було стін, стелі, затінюють сусідніх будівель, дерев):
e = (Евн / Ен) 100%
У порівнянні з освітленістю точки А, розташованої зовні приміщення, точка А всередині нього буде висвітлюватися лише ділянкою небосхилу, видимим через вікно, тобто дуже обмеженим світловим потоком. За необхідної освітленості приміщення діляться на кілька груп і розрядів, в залежності від умов зорової роботи в них і мають відповідні нормативні значення КПО. Наприклад, при бічному освітленні в точках, найбільш віддалених від вікон, мінімальне нормативне значення КПО: для кабінетів креслення і малювання одно 1,6-2,0%; для дитячих кімнат 1,2-1,5%, а для житлових приміщень в 3рази менше-0,4-0,5%. З цього випливає, що висвітлювати дитячі кімнати маленькими вікнами не рекомендується. Для деяких приміщень житлових будинків (коридори, санвузли) КПО не нормується, тому вони можуть не мати природного освітлення і вікна в них не обов'язкові. Зазначу, що отвір в товстій стіні, наприклад цегляної товщиною 510мм або 640мм з широкими бічними укосами, де вікна виходять як би втопленими в ніші, пропускає менше світла, ніж отвір тієї ж площі в тонкій стіні, де бічні укоси вузькі.
Для характеристики якості висвітлення конкретного приміщення необхідно враховувати наступні фактори: коефіцієнт нерівномірності освітленості при бічному, верхньому або комбінованому освітленні; коефіцієнт світлового пропускання вікна; світло, відбите від стін, підлоги, стелі; затінення від протилежних будинків та деякі інші.
Всі розглянуті фактори суттєво впливають на освітленість приміщень, що, на жаль, рідко враховується при проектуванні і експлуатації будівель, а також при ремонті і зміні матеріалу, кольору і фактури поверхонь вікон, стін, стель.
Безсумнівно, краса невеликого житлового будинку багато в чому визначається його вікнами. Чим більше вікно, тим більше в кімнаті світла і сонця, тим більш сучасною виглядає будівля. Звичайно, все це повинно відповідати певним межам і пропорціям.
У житлових будинках, з урахуванням невеликих розмірів кімнат і видів робіт, не пов'язаних з напругою зору, розміри вікон можуть бути орієнтовно (норми це допускають) визначено по відношенню площі вікна до площі підлоги кімнати з простої геометричної формулою:
Fокна треб. = (1 / n) Fполам2
Інакше кажучи, сумарна площа вікон (якщо їх декілька в приміщенні) повинна дорівнювати 1: 4 площі підлоги кімнати на першому поверсі і 1: 5-1: 6 - на другому, чи не затіненому деревами і розташованому вище від землі.
За необхідності (наприклад, складна конфігурація вітальні) слід провести розрахунки по СНиП 23-05-95 "Природне і штучне освітлення" з урахуванням зазначених вище чинників і коефіцієнтів. Для квартири в цілому ставлення площі світлових прорізів всіх житлових кімнат і кухні до площі підлоги цих приміщень, як правило, не повинно перевищувати 1: 5,5. Адля окремого приміщення допускається мінімальне співвідношення 1: 8.
Але тут вступають в дію інші чинники. Наприклад, якщо по архітектурної композиції фасаду при однаковій висоті поверхів вікна другого поверху бажано зробити меншими або більшими, ніж вікна першого. Вбольшінстве випадків питання вирішується на користь фасаду. Однак слід мати на увазі, що теплоізоляційна здатність у вікон гірше, ніж у стін (іноді в три рази), а пристрій 1м2 вікна з подвійним склінням в дерев'яних палітурках коштує майже в 1,5 рази дорожче такого ж ділянки теплою цегляної стіни, тобто . «Дірка» обходиться дорожче «бублика».
Існуюче уявлення, що в вікна йде багато тепла, не зовсім вірно. Насправді, кількість минає тепла залежить в основному від якості еластичних прокладок, закладення щілин між віконною коробкою і стіною, стиків стекол і рам. Так що це-одна з злободенних проблем якості будівництва. Важливо враховувати і орієнтацію вікон на ту чи іншу сторону горизонту, затененность деревами, деякі інші фактори, про що буде сказано нижче. Івсе ж, як і будь-яка крайність, захоплення занадто великими вікнами небажано.
Зараз різними фірмами пропонуються нові конструкції вікон для житлових будівель, зручні, з хорошими експлуатаційними якостями. Вони трохи дорожче традиційних, вірніше, консервативних, зате ці витрати виправдовують себе в подальшому.
Конструкція віконного блоку зазвичай складається з віконної коробки (або вітражного обрамлення) і вставлених в неї засклених, що відкриваються або глухих переплетов- стулок. Великі вікна (понад 2-3м2) і вітражі діляться на стулки за допомогою каркаса, що складається з нерухомих вертикальних і горизонтальних брусків і стійок, які збільшують жорсткість коробки і передають вітрове навантаження на несучий кістяк будівлі.
Віконні коробки і палітурки, разом складові віконні блоки , Бувають дерев'яними (хвойні породи з вологістю не більше 15-18%), металевими (будівельна чорна і рідше нержавіюча сталь, сплави алюмінію), пластмасовими, а також залізобетонними (частіше застосовуються для виробничих будівель) і комбінованими.
Скло і обрамляють його палітурки схильні до температурних деформацій, але мають різні коефіцієнти лінійного розширення, тому в місцях їх з'єднань передбачають зазори, що запобігають руйнування скла від холодного металу або набряклою деревини. Зазори заповнюють пружними прокладками (морозостійкої гумою, замазкою і т.п.) і компенсують різницю температурних деформацій і захищають від інфільтрації (продувності).
Деревообробні підприємства і фірми зазвичай продають стандартні прямокутні віконні блоки, для захисту від зволоження та гниття просочені антисептиком або загорнуті по зовнішньому контуру смужкою руберойду або толю. Ці смужки кріпляться трьома шурупами до кожної сторони блоку. Блоки поставляються на будівництво із заповненням та склінням (товщиною 3, 4, 5 мм). Дерев'яна коробка встановлюється у віконний отвір і кріпиться цвяхами до дерев'яних просочених антисептиком пробках розміром приблизно з цегла, закладеним в кладку по 2-3 штуки з кожної вертикальної сторони отвору. Зміцнення коробки в цегляній стіні і захист від дощу і інфільтрації забезпечують також верхній і бічні виступи (чверті) в кладці стіни і подальша штукатурка або облицювання укосів. Чверті утворюються за рахунок ложкових цегли (їх ширина 120мм), що йдуть з боку фасаду і як би висунутих всередину отвору на одну чверть цегли, тобто на 65мм. Скаждим укосу і зверху віконний отвір з боку фасаду менше, ніж з боку приміщення. Аоконний блок виходить заглибленим на ширину чверті по відношенню до площини фасаду. Іноді будівельники спрощують віконні прорізи, викладаючи їх без чвертей. Це значно послаблює кріплення віконних блоків і збільшує інфільтрацію і охолодження приміщень. Заглиблення вікон по відношенню до фасаду в цьому випадку може бути на ті ж 120мм або більше. Внизу отвору чверті не роблять і у вікна встановлюють підвіконня зазвичай на висоті 700-900мм від підлоги кімнати. Монтаж віконних блоків необхідно вести за допомогою рівня і схилу, інакше можливі перекоси і труднощі з підгонкою переплутав, що може привести до тріщин стекол. Вдеревянних брущатих будинках прорізи вікон роблять на 1/20 їх висоти більше, з огляду на подальшу осадку стін.
Верх вікна слід максимально наблизити до стелі, залишивши для перемички 100-200мм - це забезпечить кращу освітленість в глибині приміщення.
Нижній зовнішній горизонтальний укіс віконного прорізу роблять якомога більш крутим (приблизно до20), щоб на ньому не залежувався сніг, а краплі дощу стікали назовні. Його цементують і покривають водозливом з оцинкованої покрівельної сталі або керамічної плитки. Верхній край водозливу слід заводити в паз нижнього бруса обв'язки віконної коробки; його краї повинні бути підняті на 10-20мм по сторонам віконного отвору, щоб перешкоджати зволоженню стін дощовою водою, зазвичай зганяє вітром до краю отвору.
Різні способи кріплення рам до віконних коробок обумовлюють варіанти відкривання вікон: распашние- всередину або назовні (переважно на перших поверхах), поворотом по горизонтальній або по вертикальній осі. Впоследніегоди все ширше застосовуються вікна, стулки яких можна відкривати як вертикально побоковой осі, так і горизонтально поніжней.
Оправи краще влаштовувати з наплавом, тобто з чвертю (1015мм), що перекриває щілину між палітуркою і коробкою з боку приміщення. Для зменшення інфільтрації і уникнення утворення конденсату на внутрішню сторону наплава наклеюють гумовий, пластиковий або вовняний шнур (ущільнюючу прокладку). Такий палітурка на зиму годі й заклеювати. Найчастіше палітурки відкриваються всередину приміщення, що забезпечує простоту і безпеку миття і зміни стекол.
Глухі одинарні, не відкриваються палітурки можна влаштовувати на холодних верандах, в неопалюваних будівлях, а також в отворах внутрішніх стін.
По теплотехнічних міркувань, а також для поліпшення звукоізоляції, в віконних блоках встановлюють одне, два або три скла. Подвійне скління найбільш поширене в середній смузі Росії-врайонах з зимовими температурами до -26С - вспаренних палітурках; врайонах, де взимку від -26Cдо -31С - в роздільних палітурках. Потрійне скління характерно переважно для Сибіру і північних районів. ВОстаннім часом для захисту від зовнішнього шуму і збереження тепла в будинку вікна з потрійним склінням застосовують залежно від місцевих умов, в тому числі і в середній смузі Росії.
Віконні коробки з подвійними палітурками можуть бути роздільними (втолстих стінах), складовими (з примикають один до одного брусків) і цільними (з одного бруска). Оправи, в свою чергу, бувають роздільними з зовнішніми (літніми) і внутрішніми (зимовими, в сільських будинках знімаються на літній період) стулками з відстанню між ними 900-1300мм, а також спареними, в яких зовнішня і внутрішня стулки щільно прилягають один до одного .
Вікна зі спареними палітурками найбільш економічні по витраті деревини, зручні при монтажі та в експлуатації, пропускають приблизно на 20% більше світла, ніж вікна з роздільними палітурками. Найчастіше вони застосовуються в сучасних будинках.
У спарених палітурках на коробку, що складається з одного цільного бруска (60100мм), навішують внутрішній палітурка, а зовнішній кріплять до нього за допомогою навесок і гачків. Роз'єднують ці палітурки лише для миття скла.
Для провітрювання кімнат служать невеликі відкриваються створкі- кватирки і фрамуги. Останні краще встановлювати у верхній частині вікна. При відкриванні на її нижній горизонтальній осі це дозволяє направити потік холодного повітря до стелі. Пристрій фрамуг особливо доцільно у великих приміщеннях і там, де провітрювання бажано вести постійно і в присутності людей (класи, дитячі кімнати, спальні, кухні).
Через індустріалізації виготовлення вікон і з економічних міркувань кількість їх типорозмірів обмежена. Стандартні вікна, зроблені на заводі, мають прямокутну форму різних пропорцій і розмірів, відносно недорогі, мають високу якість, легко і швидко монтуються. Типорозміри віконних блоків з дерев'яними рамами призначаються з урахуванням стандартних розмірів скла, що випускається заводами, і кратні укрупнених будівельному модулю 3М (300мм). Це дає можливість поєднання і блокування вікон різних розмірів і пропорцій в одній будівлі.
Маркування стандартних вікон (що важливо знати при їх покупці) проста. Так, вікна зі спареними палітурками позначаються буквами ОС, а з раздельнимі- ОР. Потім вказуються номінальні модульні розміри вікна в дециметрах: по висоті (от09 до18) і по ширині (от06 до21). Наприклад, маркування ОС 12-15 означає: вікно зі спареними палітурками номінальною висотою 1200, шириною 1500 мм, а ЗР 15-12 - вікно з роздільними палітурками висотою 1500, шириною 1200 мм. Конструктивні розміри завжди менше номінальних на величину нормативних швів і зазорів, що необхідно для установки блоку в стіну. Крім того, конструктивні розміри вікон ОС і ОР також мають між собою невеликі відмінності. Розміри ж віконних прорізів дещо більше (вкірпічной стінах на 20мм) номінальних розмірів віконних блоків. Робиться це для того, щоб запобігти сприйняття тиску від осідання стін на вікна, тому між віконними коробками і гранями стінових прорізів слід передбачати зазори: в цегляних стінах з 20мм зверху і з боків і 30мм знизу. Нижній зазор враховує розміщення підвіконня. Потім зазори конопатят антисептированной клоччям і накривають лиштвами або штукатуркою укосів, що забезпечує герметизацію і теплостійкість вікна.
На жаль в реальному будівництві розміщення і розміри віконних прорізів нерідко значно відрізняються від запроектованих, а в надмірно великі зазори часом вкладають дошки, цеглу, що в експлуатації може призвести до значної продувності вікон, яку майже неможливо ліквідувати. Тому рекомендую уважно контролювати точність проектних розмірів і їх дотримання при будівництві.
Так як вікна одного розміру відрізняються малюнком стулок, наявністю кватирок, верхніх або нижніх фрамуг і ін., Вкінці маркування відповідно додають літери А, В, Е. Вікна, що випускаються зарубіжними фірмами, мають своє маркування.
У котеджних будинках вікна і вітражі з металевими рамами встановлюють вкрай рідко. Їх проектування, виготовлення і монтаж замовляються індивідуально. Вони можуть мати різноманітні малюнки з алюмінієвих або сталевих легких профілів, штампованих або прокатних. Сталеві елементи вікон для захисту від корозії оцинковують або покривають фарбою, наприклад, перхлорвиниловой. Алюмінієві конструкції витонченіше і естетичніше сталевих, мають високу міцність і надійністю, кращими експлуатаційними якостями. У цьому матеріалі ми не будемо розглядати армовані, куленепробивні, візерункові і інші види стекол.
Повертаючись до вітражів, можна відзначити, що іноді вони (скла товщиною 3-8мм) можуть замінити цілу стіну, наприклад, веранди, або утворити на фасаді стрічкові горизонтальні або вертикальні смуги, в залежності від призначення приміщень і архітектурної композиції фасадів, а також бажання композиційно зв'язати інтер'єр із зовнішнім середовищем. Щоб уникнути накопичення тепла в приміщенні, слід подумати про сонцезахисних пристроях (козирки, жалюзі), які краще розмістити зовні перед отвором або між стеклами.
Останнім часом досить великого поширення набули віконні блоки, виконані з екологічно чистих синтетичних матеріалів, алюмінію або дерева, пропоновані вітчизняними і зарубіжними фірмами. Ці вікна відрізняються високою светопропускной ефективністю, високою якістю, (навіть в суворих кліматичних умовах), хорошим дизайном, простотою і надійністю в експлуатації. Вних зазвичай застосовуються склопакети, що представляють собою два або три полірованих скла товщиною 3-5мм, з'єднані рамою товщиною близько 70мм з синтетичними ущільнювачами і термовкладиш з різних матеріалів у різних фірм-виробників.
Конструкція склопакета (прошарок між стеклами от8 до20мм) герметична, заповнена аргоном або іншим інертним газом, забезпечує підвищені звукоізоляцію і теплоізоляцію і виключає утворення конденсату на склі. Система з двома стеклами називається однокамерним склопакетом, з трьома стекламі- двокамерним. Мийка й очищення стекол виробляються тільки з зовнішніх сторін без розкриття стулок рам. Рами ж можуть повертатися в двох площинах, легко і зручно відкриватися і закриватися за допомогою поставляється в комплекті фурнітури.
Слід мати на увазі, що глухі вікна з однокамерними склопакетами стоять приблизно в 2 рази дешевше вікон з одноплощинного відкриванням і в 3раза- сдвухплоскостним відкриванням.
При використанні сучасних пластикових, металевих, дерев'яних вікон зрідка замовники висловлюють нарікання на випадання конденсату і промерзання. Вбольшінстве випадків це є дефектом установки з порушенням технології монтажу вікон. Тому треба вибирати надійну фірму, що має досвід роботи в наших умовах, ліцензію на будівельну діяльність і сертифікат. Зазначу, що з січня 1998 ГосстроемРФ введена обов'язкова сертифікація всіх вікон, застосовуваних на території Росії.
Звернемося ще до одного важливого питання, на жаль не завжди обліковується при проектуванні, будівництві та експлуатації житлових будинків. Йдеться про інсоляціі- прямому сонячному опроміненні будівель, приміщень і територій, що надає світлове, ультрафіолетове і теплове (радіаційне) вплив. Світлове і ультрафіолетове опромінення надає відновлювальний, зміцнює психофізіологічний вплив на людину і бактерицидну на мікроорганізми в приміщеннях. Нормами проектування регламентується мінімальна тривалість прямого сонячного опромінення.
Минуло близько півстоліття з часу встановлення норми безперервної інсоляції житлових приміщень. Вона була визначена дослідним шляхом: мікроби в живильному бульйоні, виставленому на сонці, через 3години гинули від дії ультрафіолетових променів. Така тригодинна інсоляція і була узаконена як гарантія домашньої гігієни. Але уразливість цього "мікробного" аргументу очевидна. Адже забезпечити опромінення ультрафіолетовими променями всього простору кімнати протягом 3години, та ще безперервно, практично неможливо. Ав осінньо-зимовий період, коли сонячних днів мало, а затінення від сусідніх будинків? Багато й інших обставин, під тиском яких норма була скорегована. Ісегодня безперервна тривалість інсоляції житлових приміщень і територій, розташованих на південь від 58 північної широти, повинна бути не менше 2,5години на добу на період з 22марта по 22сентября, а розташованих на північ від 58- не менше 3часа на добу на період з 22апреля до 22 серпня. Нагадаю, що Москва розташована на 56 північної широти (отже, необхідно 2,5години інсоляції), Санкт-Петербург-на 60 (норма3часа).
Не слід думати, що це жорстка норма, адже тривалість інсоляції повинна бути забезпечена не для всіх кімнат: водно, дво- і трикімнатних квартирах- не менше ніж в одній кімнаті; в чотирьох-, п'яти-, шестікомнатних- не менше, ніж в двох. Передбачається, що це-дитячі кімнати. І справді, сприйняття сонячних променів набагато приємніше і корисніше на прогулянці в лісі, на садовій ділянці. Сонячні промені в квартирі не стільки санітарно-гігієнічний фактор, скільки задоволення. Зі сказаного випливає, що розташування котеджу на ділянці, як правило, допускає будь-яку орієнтацію фасадів, бо одна-дві кімнати завжди будуть орієнтовані на потрібну сторону горизонту. Важливо врахувати і ще одну сторону інсоляції.
Не можна допускати перегріву приміщень і сліпучого дії сонячних променів, особливо небезпечних з південно-західної сторони горизонту, коли повітря за день загострюється, а стіни прогріваються. Тому нормами встановлено, щоб в будинках, що проектуються для будівництва в районах із середньомісячною температурою липня + 21С і вище, віконні прорізи в житлових кімнатах і кухнях, звернених в межах сектора горизонту 200-290, були обладнані зовнішньої регульованою сонцезахистом. ВРоссіі- це райони Астраханської, Волгоградської, Ростовської областей, Краснодарського і Ставропольського країв, деякі інші території. Адля середньої смуги Росії, наприклад, для Московської області, де середньомісячна температура липня +17 ... + 18С, обладнання віконних прорізів, орієнтованих на небажану південно-західну сторону горизонту, зовнішніми сонцезахисними пристроями не обов'язково.
Вміле використання зовнішніх сонцезахисних елементів, крім їх важливого функціонального значення, може надати більш виразне естетичне рішення фасаду заміського житлового будинку.