В Древнем Риме использовались окна без стёкол. При этом их форма оставалась прямоугольной, но внутри окна создавались специальные украшения, в том числе и из камня. Первые стеклянные окна появились в эпоху Римской империи, но позволить себе такую роскошь могли лишь очень состоятельные граждане.
На Руси в XI — XIII веках стеклодувы освоили технику изготовления толстостенных круглых окон диаметром 20—30 см, для чего расплав стекла отливался на металлическую плиту. Также использовались слюдяные окна, составленные из обработанных кусочков слюды. Такие окна пропускали больше света, чем окна из мутного толстого стекла.
В России с XIV века существовали волоковые и красные (косящатые) окна.
В XIV вв. в наземных срубных жилищах появились прямоугольные маленькие окна, высотой в диаметр бревна сруба, вырубленные в двух расположенных друг над другом брёвнах. Их принято называть волоковыми окнами, так как в старину они изнутри задвигались деревянными дощечками — волоками. Тем не менее, в XIII—XV вв. в бедных домах с курной печью люди обходились даже без волоковых окон, сберегая тепло.
В XIV—XVII вв. окна в жилых домах крестьян и горожан располагались, как и в более позднее время, на фасаде и боковой стороне. Если все три окна фасада были волоковыми, то одно из них помещалось посередине стены, два других значительно ближе к углам избы, но всегда на одном уровне. Боковое окно располагалось на стене, образующей с фасадной стеной красный угол. Верхнее окно служило для выхода дыма и освещения внутреннего пространства дома, не имевшего потолка. Одно нижнее окно освещало устье печи, другое нижнее и боковое красный угол. В случае, если дом имел одно косящатое окно, то оно прорубалось в середине фасадной стены, волоковые окна по его сторонам на некотором расстоянии и чуть ниже, чем косящатое. Три косящатых окна даже в XVIII в., в русской деревне считались большой роскошью. Косящатое окно взяло на себя функцию общего освещения избы. Через него проникало большее количество света. Солнечные лучи, несмотря на малопрозрачные окончины, освещали не только печь и красный угол, но и пространство около двери. Такие замечательные с точки зрения людей того времени окна получили название красных окон, то есть красивых, солнечных. Волоковое окно, дававшее верхний свет, перестало быть необходимым в избах с косящатым окном и исчезло с фронтонов средневековых домов. Оно появилось вновь, но уже как чердачное, слуховое окно, когда в домах стали делать потолки[4].
Рамы красных окон окрашивали краской. На рамы натягивали паюсный мешок рыб (откуда паюсная икра) — такое окно называлось паисным. Также использовался бычий пузырь, слюда (такие окна назывались слюдяные окончины), промасленная ткань. До XVIII века стеклянные окна (стекольчатые оконницы) употреблялись редко. Красные окна подъёмные и отворные, волоковые окна отворные и задвижные.
Современные окна
Окно — это элемент стеновой или кровельной конструкции, предназначенный для сообщения внутренних помещений с окружающим пространством, естественного освещения помещений, их вентиляции, защиты от атмосферных, шумовых воздействий и состоящий из оконного проёма с откосами, оконного блока, системы уплотнения монтажных швов, подоконной доски, деталей слива и облицовок; оконный блок — светопрозрачная конструкция, предназначенная для естественного освещения помещения, его вентиляции и защиты от атмосферных и шумовых воздействий;
— ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные. Общие технические условия»
.
Пример современных пластмассовых и деревянных профилей со стеклопакетом
5-камерный оконный профиль
В современных окнах используются преимущественно стеклопакеты, реже (когда не нужна теплоизоляция) — одиночные стёкла.
Окна различаются по материалам из которых изготовлены, конструкциям и назначению. Рамы окон могут изготавливаться из:
дерева.
алюминия.
поливинилхлорида (окна ПВХ).
стеклопластика (стеклокомпозита).
стали.
комбинации материалов (деревоалюминиевые, деревополивинилхлоридные и т. п.).
Современные оконные рамы имеют специальные уплотнители, позволяющие свести к минимуму потери тепла через щели в окнах, однако наиболее эффективны они в случае наличия в доме системы приточной вентиляции. При отсутствии подобных систем окна желательно оснащать системами проветривания, позволяющих регулировать ток воздуха.
Материал Тепловое сопротивление Прочность Обслуживание Цена Вторичное использование Комментарий
Дерево очень высокое большой диапазон трудоемкое высокая - меняет размер при изменении влажности
ПВХ очень высокое высокая не требует низкая -
Алюминий низкое хорошая не требует низкая обычно > 95% применяется при больших размерах
Сталь среднее высокая не требует высокая > 98% обычно применяется в угловых соединениях
Фибергласс очень высокое очень высокая не требует высокая 50%
История
Оконные рамы, в которых был использован поливинилхлорид, были запатентованы в 1952 году немецким конструктором Хайнцом Паше. В них были использованы металлические конструкции, облицованные мягким и полумягким пластиком. Профиль из твёрдого ПВХ, усиленный деревянными и металлическими вкладышами, появился несколько позднее.
Использования оксида титана, стабилизаторов и различных добавок повышает срок службы современных пластиковых окон до 40 лет.
Характеристики и конструкция
Оконные конструкции защищают жилище от сырости, пыли, шума, а также других негативных факторов. В зависимости от материала, из которого изготовлена оконная конструкция, окно обладают различными характеристиками по теплоизоляционным свойствам, шумоизоляции, долговечности, экологичности и стойкости к атмосферным воздействиям.
Современные окна являются довольно сложной конструкцией, состоящей из следующих элементов:
Оконный профиль (оконная коробка и створка)
Внутреннее заполнение (стеклопакет или ПВХ плита)
Система уплотнителей (уплотнение створки, коробки, стеклопакета)
Фурнитура (элементы запирания, оконные ручки, декоративные накладки на петли)
Измерение окна
Существуют два варианта оконных проёмов:
Оконный проём с наружной четвертью
Оконный проём без внутренней четверти
В зависимости от варианта оконного проёма и происходит снятие правильных размеров окна.
Для проёма без наружной четверти:
Ширина оконного проёма определяется как расстояние от одного вертикального откоса окна до другого и минус монтажный зазор (он составляет 15 до 60 мм на сторону, в зависимости от кривизны стен, отклонения от вертикали), замер производится снаружи окна.
Высота оконного проёма — это расстояние от верхнего откоса до наружного водоотлива, которое измеряется со стороны улицы и минус монтажный зазор (если окно комплектуется подставочным профилем, то минус высота этого профиля).
Длина подоконника измеряется по длине старого подоконника, если подоконник не установлен, то по размеру от одного вертикального откоса до другого плюс от 50 до 100 мм на сторону.
Ширина подоконника — это расстояние от его внутреннего края до рамы окна, обычно подоконник измеряется с учётом вылета от стены на 30~70 мм, то есть подоконник не должен перекрывать радиатор отопления.
Длина отлива измеряется как расстояние между боковыми откосами окна со стороны улицы, плюс 60~80 мм.
Ширина отлива определяется от его внешнего края до рамы окна, отлив должен выступать за наружную стену на 30~50 мм.
Для проёма с наружной четвертью:
Ширина оконного проёма определяется как расстояние от одного вертикального откоса окна до другого и плюс монтажный зазор на заход в четверть (он составляет от 25 до 40 мм на сторону, в зависимости глубины внутренней четверти), замер производится снаружи окна.
Высота оконного проёма — это расстояние от верхнего откоса до наружного водоотлива, которое измеряется со стороны улицы и плюс заход в верхнюю четверть (если окно комплектуется подставочным профилем, то замер от откоса до отливы и является высотой окна, иногда под отливом есть цементная стяжка, её высота также влияет на размер окна).
Длина подоконника измеряется по длине старого подоконника, если подоконник не установлен, то по размеру от одного вертикального откоса до другого плюс от 50 до 100 мм на сторону.
Ширина подоконника — это расстояние от его внутреннего края до рамы окна, обычно подоконник измеряется с учётом вылета от стены на 30~70 мм, то есть подоконник не должен перекрывать радиатор отопления.
Длина отлива измеряется как расстояние между боковыми откосами окна со стороны улицы, плюс 60~80 мм, в проёме с наружной четвертью ширина окна по сути и является длиной наружного водоотлива.
Ширина отлива определяется от его внешнего края до рамы окна, отлив должен выступать за наружную стену на 30~50 мм.
Декоративные окна
Японский стиль
Окно церкви
С давних времён окна являлись декоративным элементом здания, не менее важным, чем его двери. Иногда (такой подход встречается и сейчас, например, в банях) в них использовались специальные цветные или полупрозрачные стёкла с нанесённым на них рисунком.
Форма окон также очень различна. Для средневековых храмов типичны арочные окна, для классической традиции, идущей от Палладио, — трёхчастные окна: термальные либо итальянские.
В России чаще всего встречаются обычные прямоугольные окна.
Оконный профиль
Погонажное изделие из дерева, поливинилхлорида (ПВХ), стеклопластика, стали или алюминия, либо их комбинаций, из которого производятся элементы окон — рамы и створки.
Нарезные заготовки соединяются механическим способом или сваркой в элементы окна. Как правило, для изготовления окон требуется множество оконных профилей, составляющих «профильную систему».
Оконные профили из стеклопластика
Стеклопластик — гигеничный, лёгкий, термостабильный, устойчивый к влажности, химическим веществам и механическим воздействиям материал.
Стеклопластик нашёл широкое применение в авиастроении, судостроении, ракетной промышленности. Попытки использовать стеклопластик для производства оконных рам предпринимались с конца 50-ых гг. — в СССР и намного позже в Канаде. Северная часть СССР схожа с климатическими условиями Канады и проблемы с теплоизолирующими и другими потребительскими свойствами окон оказались одинаково актуальными для этих государств. Распространённые в Европе металлопластиковые ПХВ-окна совершенно не обеспечивают нужную теплоизоляцию в северном климате из-за конструктивных недостатков и свойств материала. Поэтому учёные серьёзно занялись разработкой технологий, обеспечивающих производство окон из стеклопластика отвечающим необходимым требованиям. Пути разработки технологии в СССР и Канаде оказались разными.
«Советская» технология производства оконных рам
В конце 50-ых начале 60-ых начался бум жилищного строительства в СССР. Типовые жилые дома сделанные из железобетонных панелей имели унифицированный набор стандартов оконных проёмов. Гигантский объём однотипных «хрущёвок» требовал огромных затрат материальных ресурсов, в частности древесины (в некоторые безлесные регионы лесоматериалы приходилось доставлять издалека) для изготовления окон, громадными оказались и трудозатраты на производство этих окон. В этих условиях, созданная инициативная группа архитекторов, инженеров, химиков из разных институтов СССР (ЦНИИЭПжилище, ГИПРОпласт, Гипростроммашина и др.) в короткий срок разработала технологию производства оконных рам из стеклопластика и оборудование для их производства. По расчётам разработчиков, одинарный оконный переплёт из стеклопластика должен был иметь теплоизолирующие свойства двойного переплёта из древесины. Материалы для производства переплётов из стеклопластика должны быть максимально дешёвыми.
В начале 60-ых, окна из стеклопластика выпускались на Саратовском заводе технического стекла, были укомплектованы два строящихся жилых панельных дома в г. Саратове.
Инициатива учёных не была поддержана в центральных органах власти и после смены заинтересованных в этой технологии руководителей в министерствах и на местах, она была быстро забыта.
Технология производства оконных переплётов из стеклопластика основана на прессо-литьевом принципе. В алюминиевые прессформы в соответствие с размерами и формой оконного переплёта, укладываются куски прямоугольной формы вспученного пенополиуретана (пенопласта), они оборачиваются стеклохолстом, пресс-форма герметично закрывается и нагревается, туда нагнетается полиэфирная смола. После застывания, прессформа размыкается, извлечённое изделие покрывается декоративным слоем гелькоата, обеспечивающим гладкую, глянцевую поверхность переплёта, затем к раме прикручивается фурнитура, устанавливается стекло или стеклопакет, и изделие готово. Основное отличие от всех других «химических» оконных переплётов — внутренняя часть профиля переплёта не полая, а заполненная теплоизолятором, пенопластом, что является серьёзным преимуществом при учёте теплоизолирующих свойств окна.
В начале 90-х, член-корреспондент Российской Академии архитектуры и строительства, проф.архитектуры Евгений Васильевич Кавин[6] — начальник отдела ЦНИИЭПжилища, автор конструкции оконного переплёта из стеклопластика, к.т. н. Юзеф Кивович Подольский, сотрудник проектно-конструкторского института «Гипростроммашина» (г. Киев Украина) — руководитель создания производственного оборудования и другие специалисты, попытались воссоздать производство стеклопластиковых оконных переплётов на базе специализированного предприятия ОАО «Тверьстеклопластик» (ген.директор Н.И. Лютов).
К сожалению, эти попытки не увенчались успехом.
Философия отечественной технологии производства окон из стеклопластика основана на одинаковом наборе нескольких типоразмеров оконных проёмов, то есть массовом строительстве жилых зданий с одинаковыми типовыми размерами окон, а современный рынок окон требует оконные переплёты разных конфигураций, форм и размеров. И несмотря на вполне достойные потребительские качества разработанных отечественных стеклопластиковых окон (прекрасная теплоизоляция, универсальное остекление — обычным стеклом или стеклопакетом, возможность вбивать гвозди или саморезы, окрашивания разными красками, блестящая глянцевая поверхность рам), они так и не смогли стать достойными конкурентами окнам из других материалов, с гораздо более худшими свойствами. Но недостатки оказались не в самом окне, а в технологии производства, основанной на старом советском принципе «вала», изготовлении массы одинаковых изделий.
Возможно, время и люди ещё востребуют когда-нибудь новаторские идеи советских архитекторов и конструкторов, воплотившиеся в стеклопластиковом окне.
|
