Що потрібно знати про навантаження на вікно в багатоповерховому будинку?

При виборі металопластикового вікна, призначеного для квартири в малоповерховому будинку, багато покупців керуються шумозахисними і тепловими характеристиками. У випадку з віконними конструкціями, які планують встановити на верхніх поверхах висотних будівель, замовникам треба перевірити ступінь захисту від вітрових навантажень. Вона визначається в залежності від моменту інерції, який розраховують з урахуванням ряду критеріїв.

Як вітер впливає на вікна?

На великій висоті, як правило, вітер дме зі збільшеною швидкістю. До цього потрібно додати ще й атмосферні опади у вигляді снігу і дощу. Все це негативно позначається на терміні придатності металопластикового вікна. При виборі конструкції з допущенням помилок, замовник ризикує зіткнутися з низкою проблем.

Як вітер впливає на вікна?

У внутрішню частину вікна, а також в саме приміщення буде потрапляти пил і волога.У холодну пору в кімнаті впаде температура, тому що теплова енергія почне просочуватися назовні через вікно.

Відбувається зміна заводської геометрії віконних елементів. У деяких випадках вони повністю руйнуються.

Де у віконній конструкції знаходяться слабкі місця?

Незалежно від того, з якого матеріалу виготовлений профіль, найслабшою частиною по праву вважається перемичка, що утримує протилежні частини рами. Мовою фахівців вона називається імпостом. При активному впливі вітрового навантаження відбувається прогин імпоста. При цьому рама не змінить свою геометрію, адже цьому перешкоджає ряд точок жорсткої фіксації.

Вітрові навантаження на вікна

Тиск потоку повітря на будівлю

Щоб підвищити рівень опору металопластикового профілю, виробник додатково підсилює його за допомогою армуючої металевої вставки. Її товщина варіюється в межах від 1.5 до 2 міліметрів.

Також посилення ділиться на два типи – замкнуте квадратне і П-образне. При виробництві вставки використовується нержавіюча сталь. Показник модуля пружності, на мові фахівців іменований модулем Юнга, набагато краще саме у сталі, ніж у полівінілхлориду. Різниця-стократна.

Особливості розрахунку вітрового навантаження

На території України працює офіційний технічний документ, відповідно до якого фахівці розраховують ступінь вітрового навантаження. Це « “Державні будівельні норми” (ДБН В.1.2-2:2006).

Незалежно від призначення конструкції, виконаної із застосуванням металопластикових профілів, кожен екземпляр перевіряють на предмет опору вітрового навантаження, що діє на конструкцію протягом усього періоду її експлуатації. Сама ж процедура має унікальну назву-Статичний розрахунок будівельного елемента.

Розрахунок вітрового навантаження на вікна

Процедура виконується для того, щоб підтвердити здатність конструкції повноцінно впоратися з навантаженнями, прикладеними на неї, зберігаючи при цьому форму і загальну цілісність. При цьому мають на увазі, що всі сили, крапкою спрямовані на конструкцію, передаються на несучий елемент – віконний отвір.

Достатній рівень міцності металопластикових профілів вважається таким при величині прогину, який витримує вагу вікна, швидкість вітру, а також ряд інших супутніх сил.

Допустиме значення прогину

Основою для розрахунку виступає технічний стандарт ДСТУ Б в. 2. 6 – 15 – 99 max. Відповідно до нього, металопластикові конструкції довжиною до трьох метрів, можуть мати прогин, що не перевищує двохсоту частину від довжини прогону.

Для елемента, довжина якого перевищує три метри, величина прогину збільшується до 1/300 від значення довжини прогону. А для аналогічних елементів, оснащених склопакетами – не більше восьми міліметрів для кожного окремо взятого склопакета.

На території Німеччини діє більш жорсткий стандарт DIN 18056, що описує технічні допуски стін з вікнами, вимірювань і виконань. Наведемо приклад: допускається деформація імпоста по відношенню до площини вікна на рівні не більше 1/300 від загальної довжини, а для склопакета, довжина якого становить 240 сантиметрів – не більше 8 міліметрів.

Відзначимо, що німецький стандарт DIN 18056 характеризується наявністю спрощених правил для розрахунку навантажень від вітру, чого не скажеш про український аналог. Отже, українські компанії, знаючи, що при використанні правил, регламентованих тут, вікно стає міцнішим, беруть їх за основу.

Відповідно до німецького нормативу DIN 1055, величина вітрового навантаження збільшується пропорційно підвищенню висоти будівлі. Вона поділена на чотири групи – А, В, С і D відповідно. Нижче наведена докладна розшифровка кожної групи.

1. Група A. будівля має висоту від 0 до 8 метрів, граничний тиск – 600 Па.
2. Група В. будівля має висоту від 8 до 20 метрів, граничний тиск – 600-960 Па.
3. Група С. будівля має висоту від 20 до 100 метрів, граничний тиск – від 960 до 1320 Па.
4. Група D. будівля має висоту понад 100 метрів, тиск перевищує 1320 Па.

Повернемося до українського стандарту ДБН В. 1. 2-2: 2006. Як було згадано вище, розрахунок набагато складніше, ніж при використанні німецького аналога. Проте, він характеризується підвищеною точністю, враховуючи місцеві кліматичні та інші особливості. Фахівці користуються спеціальною формулою при визначенні максимального вітрового навантаження на віконну конструкцію.

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.
Тут значення γfm виступає в якості коефіцієнта надійності. Він знаходиться на рівні одиниці, якщо мова йде про споруди, термін експлуатації яких становить 50 років.

W0-це параметр середньостатистичного тиску вітру. Вказується з урахуванням приналежності будівлі до певного вітрового району. При визначенні показника використовується спеціальна карта, або додаток, присутній в стандарті ДБН В. 1.2-2:2006.

С – це коефіцієнт, для визначення якого задіюється досить складна формула. Він бере до уваги безліч факторів, включаючи тип місцевості (село, передмістя, місто, промислова зона), висоту споруди, наявність відкритої водойми і відстань до нього (річка, озеро, море), тип рельєфу (рівнина, горбиста місцевість).

Поради щодо вибору

Якщо ви запланували встановити систему скління в квартирі, що знаходиться на верхніх поверхах, або металопластикове вікно має збільшені розміри (наприклад, обробці піддається балкон або лоджія), однозначно варто звернутися до фахівців. Профільні майстри, що працюють на виробничій компанії, зможуть швидко скласти розрахунок міцності.

Топові виробники металопластикових профілів-наприклад, німецький бренд REHAU, випускають на ринок продукцію, що має сталеві вставки різної товщини і форми. Отже, спираючись на експлуатаційні умови конкретно у вашому випадку, завжди є можливість підібрати оптимальний тип профілю.

У разі необхідності також можна встановити набір підсилювачів з підвищеними показниками міцності. Про це, до речі, знають тільки професійні майстри віконних компаній – мотайте на вус, так ви відрізните фахівців з досвідом від дилетантів.

Поради щодо вибору вікон