Методы сокращения теплопотерь через оконные и балконные заполнения

Сокращения теплопотерь через оконные заполнения зданий опорного жилищного фонда можно добиться заменой старых окон на новые или проведением мероприятий, направленных на доведение теплозащитных качеств окон до нормативных требований, действующих в настоящее время.

Замена окон может быть полная или частичная, она зависит в основном от конструктивного решения оконного проема (с четвертью или без нее), состояния и конструкции оконной коробки, материала новых окон, проводимой теплозащиты стен и наличия жильцов в доме.

В большинстве зданий опорного жилищного фонда установку оконных и балконных заполнений производили в стеновые проемы, имеющие четверть или без нее.

Коробку устанавливали в проем и крепили гвоздями к деревянным пробкам в бетонных стенах или ершами, забиваемыми в швы кладки в каменных стенах. Защиту сопряжения коробки со стеной от инфильтрации холодного воздуха в каменных и бетонных стенах обеспечивали: верхняя и боковые четверти в проемах; уплотнение зазоров между коробкой и стеной конопаткой; специальные внутренние наличники или штукатурка откосов. В стенах, не имеющих четверти, стык коробки со стеной защищали наружным наличником. Защита коробки от увлажнения и гниения в бетонных и каменных стенах достигалась выполнением ее из сухой антисептированной древесины и наружной оберткой по контуру гидроизоляционным материалом (чаще всего прокладочным рубероидом).

Как уже указывалось, качество окон и срок их эксплуатации зависит от качества монтажа. При этом материал, из которого изготовлены окна и балконные двери существенного значения не имеет, а в большинстве случаев наибольшее влияние оказывают условия монтажа и квалифицированное и правильное его выполнение, в том числе учет практического опыта, собственных ошибок, извлеченных из неудачных примеров модернизации.

При замене оконных и балконных заполнений необходимо сделать правильный выбор между полной и частичной заменой окон. Он производится на основе изучения всех возможных технологий монтажа.

Полная разборка старых окон является правильным решением в тех случаях, когда выполнение этой работы не представляет трудностей. Например, в случае, когда оконный проем не имеет четверти, а дополнительная теплоизоляция стены устраивается с наружной стороны, разборка старых конструкций оконных и балконных заполнений снаружи является относительно простым делом. После того, как сняты внешние декоративные элементы, а оконная коробка освобождена от крепления к проему и подоконнику, конструкция окна вынимается наружу. При этом не создается много грязи в квартире и больших неудобств для проживающих в ней людей.

Технология работ по монтажу оконных и балконных заполнений в этом случае заключается в следующем: проемы освобождают от остатков цементного раствора; устанавливают и выравнивают оконные и балконные заполнения, которые по всем направлениям на 5 мм должен быть меньше старых коробок; в зависимости от конструкции и материала окон и балконных заполнений производят закрепления их в проемах; швы примыкания заполняют строительным герметиком, например «MAKROFLEX» (вспененный полиуретановый пластик, расширяющийся при нанесении на поверхность); обрамление окна наличниками с наружной стороны производят параллельно с работами по утеплению фасадов, а с внутренней - непосредственно после установки.

При наличии четверти полная разборка рациональна, когда теплозащита стены производится с внутренней стороны, а работы ведутся с отселением жильцов. Это связано с тем, что при вынимании окон из проемов не происходит повреждения фасадов, но создаются большие неудобства для жильцов квартир.

В связи с тем, что большинство зданий опорного жилищного фонда имеют четверти, а объемы работ, направленных на повышение теплозащитных качеств ограждающих конструкций, довольно значительны, то во многих случаях об отселении жильцов не может быть и речи. Поэтому, наиболее целесообразной является частичная разборка оконных и балконных заполнений.

Замена окон рекомендуемым способом характерна тем, что отсутствуют сопутствующие работы, направленные на восстановление поврежденных участков стены, которые могут замедлять и удорожать модернизацию окон. Правда, установка в старые оконные коробки новых окон, специально изготовленных для этой цели, дает преимущество лишь тогда, когда эти рамы подрезаны насколько возможно, так как в противном случае очень большая ширина крайних элементов существенно искажает внешний вид окон. Подрезка старых оконных коробок требует определенного опыта, так как связана с применением ручных циркулярных пил и подрезания старых рам до самой стены в соответствии с проектом. Соответствующей квалификации требует не только подрезка, но и остальные рабочие операции. Например, старые оконные коробки в процессе выполнения работы могут рассыпаться. Поэтому, чтобы обеспечить их надежное крепление, приходится применять специальные дюбели, которые служат опорой нового окна.

При частичной замене окон особое внимание необходимо обратить на правильную герметизацию при уплотнении старых и новых элементов и возникающих при этом соединительных швов. Для этого после установки окна монтируют внутренний наличник, который должен закрыть следы монтажа и открытые швы, чтобы придать эстетический вид окну изнутри.

С наружной стороны окно обрамляют наличником, который полностью закрывает старую оконную коробку, при этом окно сохраняет свой первоначальный внешний вид. Этот элемент выполняет, кроме того, особую задачу, состоящую в создании плотных примыканий, препятствующих воздействию климатических факторов. Работы по установке наружного наличника ведутся одновременно с утеплением стен, после установки слива.

Однако бытует мнение, что при технологии, основанной на частичной замене оконных и балконных заполнений, получаемые конструкции будут иметь небольшой срок службы. Это обосновывают тем, что старое дерево поражено грибком, и поэтому очень скоро и новая часть дополнительного переплета будет повреждена. В [10] доказано, что это мнение неверно, так как наибольшее распространение имеет оконный грибок, который развивается в заболонной части древесины (прежде всего сосны) под влиянием постоянного увлажнения. Требуемое для развития грибка поступление влаги, составляющее 30…40 %, можно исключить, благодаря правильному конструктивному решению и ведению работ, что одновременно исключает опасность дальнейшего поражения грибком старой древесины, а также новых рам.

Полная замена старых окон не такое уж дешевое дело, поэтому в практике повышения их теплозащитных качеств существуют мероприятия, благодаря которым менее дорогим способом может быть достигнуто повышение изолирующей способности эксплуатируемых окон.

К ним можно отнести установку дополнительных съемных переплетов, закрепляемых на существующих с помощью фиксаторов. При спаренных переплетах третий устанавливают со стороны помещения, а при раздельных – в межстекольное пространство на внутреннем переплете. Установка третьего переплета позволяет увеличить сопротивление теплопередаче (с раздельными переплетами) от 0,42 до 0,55 м²·°С/Вт и повысить температуру внутренней поверхности окна с 6 до 8,1 °С.

Иногда в практике повышения теплозащитных качеств окон используют стеклопакеты, вставляемые вместо одинарного стекла или навешиваемые вместо внутренних створок.

Снижение теплопотерь через остекление и улучшение тепловой и световой обстановки можно обеспечивать также применением специальных стекол и светотехнических пленок. Установка пленочных теплоотражающих стекол разбивает межстекольное пространство на два воздушных зазора меньших размеров, но с суммарным термическим сопротивлением большим, чем сопротивление исходного межстекольного пространства.

При устройстве дополнительных мероприятий по повышению теплозащитных качеств окон необходимо учесть, что их конструктивные элементы в период эксплуатации получили определенную деформацию и разгерметизацию за счет воздействия воздушных (ветровых) напоров, температурных воздействий и периодических увлажнений деревянных элементов. Воздушные потокис постоянно изменяющимися углами атаки своими порывистыми ударами вызывают волновые изгибные колебания большеразмерного оконного стеклянного листа в самых разнообразных направлениях по всей его плоскости. Испытывая колебания, кромки стекла передают отрывные усилия на полки фальцев и на штапики, расположенные с наружной стороны стекла. Поскольку фальцы служат стационарными упорами для стекла, а деревянные штапики являются податливыми элементами, то они испытывают отрывные усилия, и это ослабляет крепление штапиков, разрушает наружные слои замазки и разгерметизирует фальцы. Прочность соединения штапиков в фальцах наружных створок переплетов постепенно ослабевает, между ними и стеклом образуются сквозные щели и полости, через которые в помещения проникает холодный воздух, пыль, газы и дождевая вода.

Например, при размерах окна 1,5 х 1,5 м общая длина щелей и неплотностей в результате их разгерметизации может составлять порядка 12 м. То есть инфильтрация холодного воздуха может происходить по всему периметру фальцев и по периметру окна через притворы наружных створок. В стандартных окнах размер горизонтальной полки фальца равен 15 мм, вертикальной - 7 мм, высота штапика, прижимающего с наружной стороны стекло, 10 мм. Штапики обычно устанавливают на 1…2 слоя замазки, и их кромки оказываются выше кромок калевки на переплетах не менее чем на 3…5 мм. Таким образом, дождевая вода, которая собирается и накапливается снаружи в промежутке между штапиком и стеклом на горизонтальных участках переплетов, всегда оказывается выше внутренней калевки, просачивается через щели в замазке и переливается в межстекольную полость окна. В неравнобоком профиле фальца наружных переплетов стандартных окон происходит и более активный процесс ослабления и отрыва штапиков. Такой характер разгерметиации можно представить как действие элементарного отрезка рычага стекла на штапик, передающего на него ветровое отрывное усилие: чем меньше высота вертикальной полки фальца, тем больше отрывное усилие, и наоборот.

В связи с этим в Брестском политехническом институте разработан метод герметизации окон при реконструкции. Суть этого способа заключается в установке дополнительного стандартного штапика на замазке или краске на калевках по внутреннему периметру переплетов. Дополнительный штапик увеличивает высоту полок фальцев и тем самым способствует значительному уменьшению отрывных ветровых усилий, передающихся от стекла на наружные штапики, а также обеспечивает герметизацию стекла в фальцах.

Таким образом, можно констатировать, что все решения, стоимость реализации которых меньше или равна половине стоимости полной модернизации окна, позволяют значительно улучшить изолирующую способность окон. Вместе с тем следует также учитывать, что рентабельность конструкции зависит от срока ее службы, который для новых высококачественных окон принимается равным 50 годам.

Для теплозащиты конструкций окон имеют значение так называемые временные теплозащитные устройства. Речь идет об эффективности жалюзей, ставней, раздвижных ставней и т.п. Эти элементы не только предохраняют конструкции окон от разрушения, но и существенно уменьшают теплоотдачу через окна в ночные часы, когда окнами не пользуются