Легкосбрасываемая оконная конструкция

Техническое решение относится к области строительства, а именно к лекгосбрасываемым оконным конструкциям, используемым на взрывоопасных объектах.
Известно техническое решение, представляющее собой легкосбрасываемую оконную конструкцию, содержащую профильный каркас, включающий, как минимум, одну камеру, дистанционную рамку, штапик, входящий своим фигурным выступом в паз, выполненный на соответствующем участке профильного каркаса с его внутренней стороны, первый уплотнитель, входящий своим фигурным выступом в зацепление с фигурным пазом штапика, и примыкающий своей поверхностью к поверхности первого стекла, примыкающего другой своей поверхностью к одной из поверхностей дистанционной рамки, которая другой своей поверхностью примыкает к одной из поверхностей второго стекла. При этом другая поверхность второго стекла примыкает к поверхности второго уплотнителя, фигурный выступ которого расположен в фигурном пазе, выполненном на соответствующем участке наружной камеры профильного каркаса. На профильном каркасе выполнен пропил, обеспечивающий легкосбрасываемость конструкции (Патент РФ на полезную модель № 157472, МПК E06B 5/12, опубликован 10.12.2015).
Известно также техническое решение, выбранное в качестве ближайшего аналога, представляющее собой легкосбрасываемую оконную конструкцию, содержащую профильный каркас, включающий, как минимум, одну камеру, дистанционную рамку, штапик, входящий своим фигурным выступом в соответствующий ему паз, выполненный на соответствующем участке профильного каркаса, первый уплотнитель, входящий своим выступом в зацепление с пазом штапика, и примыкающий своей поверхностью к поверхности первого стекла, примыкающего другой своей поверхностью к одной из поверхностей дистанционной рамки, которая другой своей поверхностью примыкает к одной из поверхностей второго стекла, которое другой своей поверхностью примыкает к поверхности второго уплотнителя, фигурный выступ которого расположен в фигурном пазе, выполненном на участке камеры профильного каркаса. Наружная камера содержит две перегородки с пропилами (Патент РФ № 192611, МПК E06B 5/12, опубликован 23.09.2019).
Отличительным признаком заявляемого технического решения является, в частности, выполнение светопрозрачного наполнителя в виде единого блока, включающего светопрозрачные материалы, жестко скрепленные по их контуру.
Технический результат заявляемого технического решения проявляется в повышении эффективности легкосбрасываемой оконной конструкции.
Повышение эффективности легкосбрасываемой оконной конструкции обусловлено, в частности, за счет повышения быстроты сброса элементов конструкции под воздействием избыточного давления взрывной волны, при сохранении целостности каркаса.
Технический результат достигается тем, что в легкосбрасываемой оконной конструкции, содержащей профильный каркас, включающий камеры, штапик, входящий своим фигурным выступом в соответствующий ему паз, выполненный в каркасе, со стороны его наружной части, первый уплотнитель, входящий своим фигурным выступом в зацепление с фигурным пазом, выполненным на штапике, и примыкающий к соответствующей поверхности светопрозрачного наполнителя, который другой поверхностью примыкает к поверхности второго уплотнителя, фигурный выступ которого расположен в фигурном пазе, выполненном на соответствующем участке камеры  профильного каркаса, при этом наружная камера содержит  перегородки, каркас содержит пропилы, расположенные на соответствующих перегородках наружной камеры по одну сторону каркаса, при этом один из пропилов примыкает к пазу, соответствующему фигурному выступу штапика, светопрозрачный наполнитель выполнен в виде единого блока, включающего светопрозрачные материалы, жестко скрепленные по их контуру. Предпочтительно, светопрозрачные материалы выполнены из поливинилхлорида.
По итогам испытаний было выявлено, что основная нагрузка при взрывной волне воздействует в первую очередь на остекленение. При отсутствии быстрого сброса светопрозрачных материалов, связанного с их задержкой элементами оконной конструкции, для преодоления препятствия, энергия взрывной волны способна разрушить всю оконную конструкцию, в том числе, повредить несущие конструкции здания, ответственные за прочность и безопасность сооружения. Поэтому эффективность легкосбрасываемых оконных конструкций, в большей степени, зависит от скорости удаления остекленения, которое приведет к снижению избыточного давления, возникающего при взрыве внутри помещения.
Выполнение светопрозрачного наполнителя в виде единого блока, включающего светопрозрачные материалы, жестко скрепленные по их контуру, способствует повышению скорости его сброса при возникновении резкого повышения давления внутри помещения. За счет того, что наполнитель представляет собой единый элемент конструкции, сокращается время, необходимое на его сброс, в отличие от сброса при последовательном выпаде стекол и дистанционной рамки между ними, которое может сопровождаться повреждением каркаса или стекол, блокированием оконного отверстия. При этом важно наличие не менее двух светопрозрачных материалов во избежание преждевременного разрушения наполнителя, при котором его полноценный сброс может не произойти.
Выполнение светопрозрачного материала из поливинилхлорида обеспечивает максимально быстрый сброс наполнителя из каркаса оконной конструкции в виду легкости данного материала, и, вместе с тем, достаточной прочности.
Уплотнитель, входящий своим фигурным выступом в зацепление с фигурным пазом, выполненным на штапике, и примыкающий к соответствующей поверхности светопрозрачного наполнителя, и уплотнитель, одной поверхностью примыкающий к соответствующей поверхности светопрозрачного наполнителя, фигурный выступ которого расположен в фигурном пазе, выполненном на соответствующем участке камеры профильного каркаса, помимо изоляционной функции, выполняют функцию уплотнения контакта светопрозрачного материала в оконной конструкции, что также определяет скорость сброса за счет моментального воздействия светопрозрачных материалов на ослабленную пропилами наружную камеру.
Выполнение пропилов и расположение их на разных перегородках наружной камеры по одну сторону профильного каркаса так, что один из пропилов примыкает к пазу, соответствующему фигурному выступу штапика, способствует тому, что под воздействиями взрывных нагрузок, ослабленная пропилами наружная камера профильного каркаса раскрывается и происходит мгновенный сброс штапика, установленного выступом в пазу, а с ним и светопрозрачного наполнителя, за счет чего происходит освобождение всей оконной конструкции, в результате которого происходит снижение избыточного давления в помещении.
Штапик необходим для удерживания светопрозрачного наполнителя в профильном каркасе оконной конструкции. Совместно с уплотнителями, они выполняют защитную функцию от проникновения холодного воздуха, шума и влаги.
Заявляемое техническое решение далее поясняется с помощью фигур, на которых условно представлен один из возможных вариантов исполнения легкосбрасываемой оконной конструкции.
На фиг. 1 показан вид поперечного сечения легкосбрасываемой оконной конструкции в рабочем состоянии.
На фиг. 2 показан вид поперечного сечения легкосбрасываемой оконной конструкции после освобождения светопрозрачного наполнителя от профильного каркаса.
На фиг. 1-2 обозначены следующие элементы:
профильный каркас (1);
камеры (2);
первый уплотнитель (3);
фигурный паз (4), выполненный на участке камеры (2) со стороны внутреннего помещения здания;
светопрозрачный наполнитель (5);
штапик (6);
фигурный паз (7), выполненный на штапике (6);
второй уплотнитель (8);
пропилы (9);
фигурный выступ, выполненный на штапике (10);
фигурный выступ (12) первого уплотнителя (3);
фигурный выступ (11) второго уплотнителя (8).
Далее со ссылками на фигуры описана легкосбрасываемая оконная конструкция.
Легкосбрасываемая оконная конструкция содержит профильный каркас (1), включающий камеры (2), штапик (6), входящий своим фигурным выступом (10) в соответствующий ему паз, выполненный в каркасе (1), со стороны его наружной части. Профильный каркас (1) может быть изготовлен, например, методом литья под давлением из любого материала, отвечающего необходимым требованиям к прочностным характеристикам для этих целей, например, из поливинилхлорида.
Поверхность светопрозрачного наполнителя (5) с внутренней стороны здания примыкает к поверхности первого уплотнителя (3), фигурный выступ (12) которого расположен в фигурном пазе (4), выполненном на соответствующем участке камеры (2) профильного каркаса (1) (с той стороны, от которой распространяется взрывная волна). Конструкция также включает второй уплотнитель (8), входящий своим фигурным выступом (11) в зацепление с фигурным пазом (7), выполненным на штапике (6), и примыкающий к соответствующей поверхности светопрозрачного наполнителя (5) с наружной стороны здания.
Наружная камера (2) содержит перегородки, на которых выполнены пропилы (9), при этом один из пропилов (9) примыкает к пазу, соответствующему фигурному выступу (10) штапика (6).
Согласно заявленному техническому решению, светопрозрачный наполнитель (5) выполнен в виде единого блока, включающего светопрозрачные материалы, жестко скрепленные по их контуру. В предпочтительном варианте, светопрозрачные материалы выполнены из поливинилхлорида. В частном случае, светопрозрачный наполнитель (5) представляет собой тройной стеклопакет.
Предлагаемая конструкция крепится к стеновому проему посредством крепежных элементов, например, рамных шурупов, проходящих через соответствующие сквозные отверстия, выполненные на соответствующих участках профильного каркаса (1).
Один из предпочтительных вариантов использования легкосбрасываемой оконной конструкции продемонстрирован далее на примере.
Во время распространения взрывной волны, светопрозрачный наполнитель (5) воздействует на первый уплотнитель (3), помещенный в паз (7) на соответствующем участке штапика (6), который своим выступом (10) воздействует на соответствующий участок наружной камеры (2) профильного каркаса (1) с перегородками, в которых выполнены пропилы (9). В результате такого воздействия, ослабленная пропилами (9) наружная камера (2) профильного каркаса (1) раскрывается, вследствие чего, светопрозрачный наполнитель лишается опоры и отделяется вместе со штапиком (6) от конструкции. То есть, разрушающая нагрузка взрывной волны преодолевает только одно сопротивление - ослабленную пропилами (9) наружную камеру (2). Таким образом, происходит мгновенное освобождение всей конструкции от всего светопрозрачного наполнителя (5) целиком, в результате чего снижается избыточное давление в помещении, и остальные конструктивные элементы оконной конструкции и несущих конструкций здания, ответственных за безопасность и устойчивость, остаются неповрежденными.
Предлагаемое техническое решение успешно применяется, например, на взрывоопасных объектах газовой и нефтеперерабатывающей промышленности.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования легкосбрасываемой оконной конструкции не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы. В зависимости от назначения, легкосбрасываемая оконная конструкция может быть изготовлена разных размеров, цветов и конфигураций.