Что нужно знать о нагрузке на окно в многоэтажном доме?

При выборе металлопластикового окна, предназначенного для квартиры в малоэтажном доме, многие покупатели руководствуются шумозащитными и тепловыми характеристиками. В случае с оконными конструкциями, которые планируют установить на верхних этажах высотных зданий, заказчикам надо проверить степень защиты от ветровых нагрузок. Она определяется в зависимости от момента инерции, который рассчитывают с учетом ряда критериев.

Как ветер влияет на окна?

На большой высоте, как правило, ветер дует с увеличенной скоростью. К этому нужно добавить еще и атмосферные осадки в виде снега и дождя. Все это негативно сказывается на сроке годности металлопластикового окна. При выборе конструкции с допущением ошибок, заказчик рискует столкнуться с рядом проблем.

Как ветер влияет на окна?

Во внутреннюю часть окна, а также в само помещение будет попадать пыль и влага.В холодное время в комнате упадет температура, потому что тепловая энергия начнет просачиваться наружу через окно.

Происходит изменение заводской геометрии оконных элементов. В некоторых случаях они полностью разрушаются.

Где в оконной конструкции находятся слабые места?

Вне зависимости от того, из какого материала изготовлен профиль, самой слабой частью по праву считается перемычка, удерживающая противоположные части рамы. На языке специалистов она называется импостом. При активном воздействии ветровой нагрузки происходит прогиб импоста. При этом рама не изменит свою геометрию, ведь этому препятствует ряд точек жесткой фиксации.

Ветровые нагрузки на окна

Давление потока воздуха на здание

Чтобы повысить уровень сопротивления металлопластикового профиля, производитель дополнительно усиливает его с помощью армирующей металлической вставки. Ее толщина варьируется в пределах от 1.5 до 2 миллиметров.

Также усиление делится на два типа – замкнутое квадратное и П-образное. При производстве вставки используется нержавеющая сталь. Показатель модуля упругости, на языке специалистов именуемый модулем Юнга, гораздо лучше именно у стали, чем у поливинилхлорида. Разница – стократная.

Особенности расчета ветровой нагрузки

На территории Украины работает официальный технический документ, в соответствии с которым специалисты рассчитывают степень ветровой нагрузки. Это – «Державні будівельні норми» (ДБН В.1.2-2:2006).

Вне зависимости от предназначения конструкции, выполненной с применением металлопластиковых профилей, каждый экземпляр проверяют на предмет сопротивления ветровой нагрузки, действующей на конструкцию на протяжении всего периода ее эксплуатации. Сама же процедура имеет уникальное название – статический расчет строительного элемента.

Расчет ветровой нагрузки на окна

Процедура выполняется для того, чтобы подтвердить способность конструкции полноценно справиться с нагрузками, приложенными на нее, сохраняя при этом форму и общую целостность. При этом подразумевают, что все силы, точечно направленные на конструкцию, передаются на несущий элемент – оконный проем.

Достаточный уровень прочности металлопластиковых профилей считается таковым при величине прогиба, который выдерживает вес окна, скорость ветра, а также ряд других сопутствующих сил.

Допустимое значение прогиба

Основой для расчета выступает технический стандарт ДСТУ Б В. 2. 6 – 15 – 99 max. В соответствии с ним, металлопластиковые конструкции длиной до трех метров, могут иметь прогиб, не превышающий двухсотую часть от длины прогона.

Для элемента, длина которого превышает три метра, величина прогиба увеличивается до 1/300 от значения длины прогона. А для аналогичных элементов, оснащенных стеклопакетами – не более восьми миллиметров для каждого отдельно взятого стеклопакета.

На территории Германии действует более жесткий стандарт DIN 18056, описывающий технические допуски стен с окнами, измерений и исполнений. Приведем пример: допускается деформация импоста по отношению к плоскости окна на уровне не более 1/300 от общей длины, а для стеклопакета, длина которого составляет 240 сантиметров – не более 8 миллиметров.

Отметим, что немецкий стандарт DIN 18056 характеризуется наличием упрощенных правил для расчета нагрузок от ветра, чего не скажешь об украинском аналоге. Следовательно, украинские компании, зная, что при использовании правил, регламентированных здесь, окно становится более прочным, берут их за основу.

В соответствии с немецким нормативом DIN 1055, величина ветровой нагрузки увеличивается пропорционально повышению высоты здания. Она поделена на четыре группы – А, В, С и D соответственно. Ниже приведена подробная расшифровка каждой группы.

1. Группа A. Здание имеет высоту от 0 до 8 метров, предельное давление – 600 Па.
2. Группа В. Здание имеет высоту от 8 до 20 метров, предельное давление – 600-960 Па.
3. Группа С. Здание имеет высоту от 20 до 100 метров, предельное давление – от 960 до 1320 Па.
4. Группа D. Здание имеет высоту более 100 метров, давление превышает 1320 Па.

Вернемся к украинскому стандарту ДБН В.1.2-2:2006. Как было упомянуто выше, расчет гораздо сложнее, чем при использовании немецкого аналога. Тем не менее, он характеризуется повышенной точностью, учитывая местные климатические и прочие особенности. Специалисты пользуются специальной формулой при определении максимальной ветровой нагрузки на оконную конструкцию.

Wm = γfm*W0*C

Здесь значение γfm выступает в качестве коэффициента надежности. Он находится на уровне единицы, если речь идет о сооружениях, срок эксплуатации которых составляет 50 лет.

W0 – это параметр среднестатистического давления ветра. Указывается с учетом принадлежности здания к определенному ветровому району. При определении показателя используется специальная карта, либо приложение, присутствующее в стандарте ДБН В.1.2-2:2006.

С – это коэффициент, для определения которого задействуется достаточно сложная формула. Он принимает во внимание множество факторов, включая тип местности (деревня, пригород, город, промышленная зона), высоту сооружения, наличие открытого водоема и расстояние к нему (река, озеро, море), тип рельефа (равнина, холмистая местность).

Советы по выбору

Если вы запланировали установить систему остекления в квартире, находящейся на верхних этажах, либо металлопластиковое окно имеет увеличенные размеры (к примеру, отделке подвергается балкон или лоджия), однозначно стоит обратиться к специалистам. Профильные мастера, работающие на производственной компании, смогут быстро составить расчет прочности.

Топовые производители металлопластиковых профилей – например, немецкий бренд REHAU, выпускают на рынок продукцию, имеющую стальные вставки разной толщины и формы. Следовательно, опираясь на эксплуатационные условия конкретно в вашем случае, всегда есть возможность подобрать оптимальный тип профиля.

В случае необходимости также можно установить набор усилителей с повышенными показателями прочности. Об этом, кстати, знают только профессиональные мастера оконных компаний – мотайте на ус, так вы отличите специалистов с опытом от дилетантов.

Советы по выбору окон