Przewiń do artykułu
Poradnik okienny 2009

Artykuły są sortowane alfabetycznie według porządku A-Z. Jeżeli nie możesz odszukać interesującej Cię treści w spisie treści skorzystaj z wyszukiwarki treści.

Zamknij spis treści

Wzmocnienia stalowe w oknie PCV. Statyka konstrukcji okiennej.

Zamontowane okno bez względu na porę roku poddawane jest nieustannemu działaniu różnych czynników zewnętrznych, które wpływają na trwałość jego konstrukcji.

Do podstawowych czynników zewnętrznych wpływających na okno należy między innymi zaliczyć:

  • Parcie i ssanie wiatru powodujące ugięcia profili okiennych i szyb.
  • Masę własną okna, a w szczególności skrzydła okiennego.
  • Obciążenia użytkowe, powodowane przez użytkowników okien.
  • Ruchy budowli.
  • Amplitudę temperatur zewnętrznych powodujących rozszerzanie i kurczenie się profili okiennych, a w szczególności profili okleinowanych na jedno lub dwustronny kolor.
Siły działające na okno

Działanie wymienionych czynników atmosferycznych i mechanicznych powoduje odkształcanie konstrukcji okiennych. Zapobieganie nadmiernym lub trwałym odkształceniom konstrukcji wymaga stosowania w każdym oknie wzmocnień z profili stalowych.

Sztywność ram ościeżnic i skrzydeł powinna być zapewniona przez stalowe kształtowniki wzmacniające umieszczone na całym obwodzie ram, niezależnie od ich wymiarów.

W celu zapewnienia sztywności ram okien i drzwi balkonowych oraz zwiększenia wytrzymałości zamocowania okuć należy stosować kształtowniki stalowe o przekroju dopasowanym do komór kształtowników PVC i grubości ścianek wynikającej z obliczeń statycznych.

Kształtowniki stalowe powinny być zabezpieczone przed korozją powłoką cynkową, co najmniej 275g/m2.

Każdy z dostępnych na rynku systemów okiennych proponuje wiele różnych rozwiązań stalowych profili wzmacniających dostosowanych kształtem do konstrukcji komór wzmocnień poszczególnych kształtowników okiennych.

PROFILE 3 KOMOROWE

Rama ościeżnicy wzmocnienie stalowe ramy ościeżnicy wzmocnienie stalowe ramy ościeżnicy wzmocnienie stalowe ramy ościeżnicy
Skrzydło okna wzmocnienie stalowe ramy skrzydła
Słupek stały wzmocnienie stalowe słupka

W obliczeniach statycznych producenci powinni ustalać jaki rodzaj wzmocnień należy zastosować w konkretnym wyrobie, aby był on dostatecznie sztywny i nie ulegał trwałym odkształceniom pod wpływem działania czynników zewnętrznych.

Warto w tym miejscu zapamiętać dwa pojęcia: "Współczynnik sprężystości" oznaczany symbolem "E" oraz "Moment bezwładności" oznaczany symbolami "Ix i Iy" (w zależności od osi gięcia).

Współczynnik sprężystości „E” ustalany jest dla różnych materiałów i określa jak dany materiał będzie zachowywał się poddany działaniu określonego obciążenia oraz kiedy ulegnie zniszczeniu.

Nie wdając się w zawiłe tłumaczenia przedstawimy poniżej przykładową tabelę, w której podane są wartości obliczeniowe „współczynnika sprężystości” dla różnych materiałów, z których wykonywane są okna.

TABELA WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW
MATERIAŁ KONSTRUKCYJNY WSPÓŁCZYNNIK SPRĘŻYSTOŚCI "E" w (kN/cm2)
STAL 21.000
ALUMINIUM 7.000
DREWNO (obciążenie w kierunku włókien) 1.000 do 1.250
PVC 240

Momenty bezwładności "Ix i Iy" ustalane są dla wzmocnień stalowych o określonym kształcie (geometrii).

PRZYKŁAD

Czym jest moment bezwładności i jak ważny jest dobór właściwych wzmocnień można łatwo wypróbować nawet w domu. Spróbujcie zgiąć lub złamać zwykłą linijkę kreślarską. Jeśli będziecie ją zginać w osi o małej wysokości (na płasko), linijka bez trudu się ugnie lub złamie. Jeśli będziecie ją zginać w osi o większej wysokości, jej ugięcie lub złamanie okaże się prawie nie możliwe. Podobnie zachowują się właściwie dobrane i zamocowane w oknie wzmocnienia stalowe.

Właśnie dlatego w oknach z PVC stosuje się wzmocnienia stalowe o różnych kształtach i różnej grubości. Odpowiednia geometria kształtownika stalowego i grubość jego ścian zapewnia oknu odpowiednią sztywność, a co za tym idzie trwałą odporność na działanie niekorzystnych zjawisk zewnętrznych.

Im wyższe momenty bezwładności posiada kształtownik stalowy zastosowany w konkretnym oknie tym bardziej jest ono odporne na trwałe odkształcenia pod wpływem działających na nie sił.

Zazwyczaj jest tak, że do jednego kształtownika z PVC pasuje co najmniej kilka różnych wzmocnień stalowych, a zastosowanie właściwego wynika z obliczeń statycznych. Obrazuje to poniższa tabela.

PRZYKŁADOWE WZMOCNIENIA STALOWE i ICH MOMENTY BEZWŁADNOŚCI
wzmocnienia stalowe ościeżnicy. Momenty bezwładności.
wzmocnienia stalowe skrzydła. Momenty bezwładności.
wzmocnienia stalowe słupka. Momenty bezwładności.

Konieczność uwzględniania wymagań statyki w produkcji stolarki okiennej z PVC jest jednym z najistotniejszych zagadnień dla zapewnienia trwałości i funkcjonalności konstrukcji okiennych. Wiele firm produkujących okna z PVC-U popełnia jednak nadal wiele błędów przy stosowaniu stalowych wzmocnień okiennych.

Do najpowszechniejszych z nich trzeba zaliczyć:

  • Nie wykonywanie obliczeń statycznych dla konstrukcji okiennych.
  • Stosowanie najcieńszych z możliwych wzmocnień stalowych o momentach bezwładności całkowicie niedostosowanych do konstrukcji okna oraz możliwych do przewidzenia sił działających na okno.
  • Stosowanie takich samych wzmocnień stalowych niezależnie od wielkości konstrukcji okiennych, ciężaru skrzydeł, miejsca wbudowania okien oraz sposobu łączenia konstrukcji okiennych w zestawy.
  • Brak stosowania łączników statycznych do połączeń konstrukcji okiennych w zestawy bez względu na wielkość konstrukcji.
  • Stosowanie fragmentów wzmocnień stalowych tylko w miejscach mocowania zawiasów skrzydeł lub innych miejscach uznanych przez producenta za newralgiczne ze względu na konstrukcję okna.
  • Całkowity brak wzmocnień we wszystkich konstrukcjach okiennych.

Powszechność występowania tych błędów wynika przede wszystkim ze źle pojętej oszczędności i dążenia do produkcji okien jak najtańszych.

W ostatnim czasie na rynku kształtowników PVC raz po raz pojawiają się kształtowniki okienne przeznaczone do konstrukcji okien energooszczędnych i pasywnych. Wiele z nich ma bardzo nowoczesne konstrukcje, w których wyeliminowano konieczność stosowania wzmocnień stalowych. Być może w niedalekiej przyszłości będzie to jedna z dróg do całkowitej eliminacji błędów popełnianych przez producentów okien wynikających z nagminnego lekceważenia zasad statyki w procesie produkcji okien z PCV.

Brugmann Sunline Na zdjęciu prezentujemy przekrój jednego z systemów, w którym wyeliminowano konieczność stosowania wzmocnień stalowych w profilu ramy ościeżnicy okna.

OKNOTEST.PL

Więcej produktów Przejdź do kategorii „Artykuły i wiadomości branżowe” Przejdź do kategorii „Okna energooszczędne”