Легкосбрасываемая оконная конструкция

Заявляемое техническое решение относится к легкосбрасываемым конструкциям, в частности к оконным конструкциям, которые беспрепятственно сбрасываются наружу здания при избыточном давлении, возникающем в результате аварий и взрывов внутри помещения, и может быть использовано для крепления оконных блоков во взрывопожароопасных помещениях.
Известно, что помещения на взрывопожароопасном производстве должны быть оснащены такими оконными конструкциями, которые при аварии или взрыве беспрепятственно сбрасываются наружу, чтобы снизить возникшее давление и избежать разрушения стен здания. Требования к этим конструкциям включают, в частности, хорошее противодействие ветровым нагрузкам, действующим извне, и легкость удаления конструкции из проема стены здания при взрыве.
Из уровня техники известна легкосбрасываемая оконная конструкция по патенту РФ на полезную модель № 50241, опубликован 27.12.2005, МПК E06B 7/16, E06B 5/00. Известная конструкция содержит оконный блок со стеклопакетом, установленный в монтажном проеме на опорных элементах, а также узлы крепления, которые состоят из базовых элементов, саморезов-шпилек и разрушаемых элементов, закрепленных на саморезах-шпильках посредством металлических распорных втулок.
Использование металлической распорной втулки в известном решении снижает надежность конструкции, так как нагрузки, возникающие при взрыве, распределяются неравномерно по поверхности конструкции и шпилька, удерживающая конструкцию, может двигаться не соосно втулке, при возникновении перекоса эти элементы могут недостаточно скользить друг об друга и зацепляться, что препятствует беспрепятственному сбросу конструкции. При таком взаимодействии металлических элементов возможно возникновение искр, которые могут привести к повторным взрывам, уже в зоне оконных конструкций. Кроме того, отсутствие страховочных устройств, удерживающих конструкцию от падения на землю при взрыве, снижает безопасность конструкции.
Известна легкосбрасываемая оконная конструкция по патенту РФ на полезную модель № 164517, опубликован 10.09.2016, МПК E06B 9/84, E06B 5/12, E06H 9/00, выбранная в качестве наиболее близкого аналога. Известная конструкция содержит оконную раму, установленную в монтажном проеме на опорных элементах, разрушаемые узлы крепления и страховочные устройства. Каждый разрушаемый узел крепления включает шпильку, которая жестко закреплена одним концом с рамой посредством гайки-заклепки, а вторым концом связана посредством резьбового соединения с шайбой, и капролоновую дистанционную распорную втулку с закрепленной на ней шайбой. Шайба представляет собой фторопластовый диск, оснащенным пружинным фиксатором. Каждое из страховочных устройств выполнено в виде стального оцинкованного троса, зафиксированного одним концом в монтажном проеме, а вторым концом закрепленного на раме.
В известном решении оконный блок установлен в монтажном проеме на опорных элементах, выполненных из дерева, что повышает сопротивление движению конструкции наружу при возникновении избыточного давления внутри помещения и снижает таким образом надежность работы конструкции при взрыве. Кроме того, фиксация шайбы с помощью пружинного фиксатора не обеспечивает надежного закрепления, прижим с одной стороны может привести к перекосу шайбы относительно шпильки и зацеплению элементов при взрыве, а также не обеспечивает надежной защиты от откручивания.
Технический результат заключается в повышении надежности работы легкосбрасываемой оконной конструкции при возникновении избыточного давления внутри помещения, например, при взрыве.
Технический результат достигается тем, что легкосбрасываемая оконная конструкция, которая содержит раму, установленную в монтажном проеме, разрушаемые узлы крепления, каждый из которых включает шпильку, которая жестко закреплена одним концом с рамой посредством гайки-заклепки, а вторым концом связана посредством резьбового соединения с шайбой, и капролоновую дистанционную распорную втулку с закрепленной на ней шайбой, страховочные устройства, каждое из которых выполнено в виде троса, зафиксированного одним концом в монтажном проеме, а вторым концом закрепленного на раме, согласно заявляемому решению дополнительно содержит капролоновый монтажный вкладыш, а закрепление шайбы к дистанционной распорной втулке разрушаемого узла крепления выполнено посредством шурупа.
Размещение рамы оконной конструкции в монтажном проеме на капролоновых монтажных вкладышах позволяет достичь равномерного и легкого движения рамы наружу при возникновении избыточного давления внутри помещения. Капролон представляет собой полимер, являющийся диэлектриком и обладающий очень высокими антифрикционными свойствами, благодаря чему рама окна практически не испытывает сопротивления трения при движении по монтажным вкладышам при сбрасывании конструкции. Кроме того, капролон характеризуется высокой механической прочностью, эластичностью в широком температурном интервале и устойчивостью к эрозии, что позволяет надежно размещать раму конструкции на монтажных вкладышах, исключая смещение конструкции со временем под действием веса рамы, ветровых нагрузок, температурных перепадов, разрушения в процессе эрозии и т.п.
Разрушаемые узлы крепления, дистанционные распорные втулки которого выполнены также из капролона, обеспечивают надежную работу конструкции при возникновении избыточного давления внутри помещения, так как шпилька беспрепятственно скользит по внутреннему отверстию втулки, диэлектрические свойства которой исключают при этом возникновение искр.
Страховочные устройства, каждое из которых выполнено в виде стального оцинкованного троса, зафиксированного одним концом в монтажном проеме, а вторым концом закрепленного на раме, необходимы для безопасного функционирования устройства и выполнения его назначения, а также обеспечивают надежность работы конструкции, так как исключают падение рамы на землю при взрыве.
Закрепление шайбы к дистанционной распорной втулке разрушаемого узла крепления посредством шурупа обеспечивает более надежное её крепление, в сравнении с пружинным элементом, так как исключает возможность самопроизвольного откручивания шайбы и её перекоса под действием пружинного элемента.
Сущность предложенного технического решения поясняется с помощью фигур, где на фиг.1 представлен общий вид легкосбрасываемой оконной конструкции; на фиг.2 - разрез по А-А; - на фиг.3 - разрез по Б-Б - на фиг.4 – разрез по В-В. Легкосбрасываемая оконная конструкция содержит раму (1), установленную в монтажном проеме (2), разрушаемые узлы (3) крепления, каждый из которых включает шпильку (5), жестко закрепленную одним концом с рамой (1) посредством гайки-заклепки (6), а вторым концом связанную посредством резьбового соединения с шайбой (7), закрепленной на капролоновой дистанционной распорной втулке (8), страховочные устройства (9), каждое из которых выполнено в виде троса (10), зафиксированного одним концом в монтажном проеме (2) с помощью крепежного элемента (20), а вторым концом закрепленного на раме (1). Рама (1) установлена в монтажном проеме (2) на капролоновый монтажный вкладыш (4). Закрепление шайбы (7) к капролоновой дистанционной распорной втулке (8) разрушаемого узла (3) крепления выполнено посредством шурупа (11). Рама (1) закрепляется в монтажном проеме (2) с помощью удерживающих элементов (12), которые служат для надежного закрепления рамы (1) и противодействия ветровым нагрузкам. Удерживающие элементы (12) закрепляются в монтажном проеме (2) с помощью крепежных элементов (14), выполненных, например, в виде анкерных болтов. Изоляцию стального удерживающего элемента (12) от монтажного проема (2) выполняют с помощью прокладки (13), которая позволяет исключить коррозионное воздействие на удерживающий элемент (12) и разрушаемый узел (3) крепления, который закреплен на данном элементе (12). Для защиты монтажного зазора от проникновения из помещения влаги и паров конструкция снабжена пароизоляционной прокладкой (15). Для защиты от проникновения в помещение холода извне монтажный зазор между рамой (1) и монтажным проемом (2) с наружной стороны конструкции выполнен слой утеплителя (16), ограничение наполняемости монтажного зазора утеплителем (16) при этом выполнено с помощью уголка (18), который, в свою очередь, также выполнен с изоляцией (17) для защиты монтажного зазора от проникновения влаги с улицы и закреплен к конструкции с помощью крепежного элемента (19).
Рама (1) легкосбрасываемой оконной конструкции может быть выполнена из пластика или алюминия. Монтажный проем (2) может быть выполнен как в стене здания, так и, например, в витражной конструкции, что позволяет установить рядом другие ограждающие конструкции – двери, глухие оконные блоки, открывающиеся створки и т.п.
Шайба (7) разрушаемого узла (3) крепления может быть выполнена из изоляционного материала, характеризующегося высокими антифрикционными свойствами, обладающим при этом меньшей твердостью, чем сталь, например, из фторопласта.
Пароизоляция конструкции выполняется с помощью прокладок (13, 15), выполненных, например, из паронита или пароизоляционной ленты, обеспечивающих надежную защиту от проникновения паров и влаги как из помещения, так и извне.
Защита помещения от проникновения холода извне осуществляется путем заполнения монтажного зазора между рамой (1) и монтажным проемом (2) с наружной стороны конструкции слоем утеплителя (16), который может быть выполнен, например, из минеральной ваты.
Конструкция снабжена страховочными устройствами (9), каждое из которых содержит трос (10), зафиксированный одним концом в монтажном проеме (2), а другим концом к раме (1). Трос может быть, в частности, выполнен из оцинкованной стали и закреплен в монтажном проеме (2) с помощью крепежного элемента (20), выполненного в виде анкерного болта.
Далее на примере одного из предпочтительных вариантов использования описано осуществление заявляемого технического решения.
Рама (1) легкосбрасываемой оконной конструкции устанавливается в монтажный проем (2) на монтажные вкладыши (4), размещаемые между рамой (1) и монтажным проемом (2). Рама (1) содержит разрушаемые узлы (3) крепления, предпочтительно по 4 с каждой вертикальной стороны. Для удержания рамы (1) с разрушаемыми узлами (3) используют удерживающие элементы (12), выполненные, например, в виде стальных уголков. Удерживающие элементы (12) закрепляются в монтажном проеме (2) с помощью крепежных элементов (14), выполненных, например, в виде анкерных болтов. Удерживающий элемент (12) выполнен с отверстием, через которое проходит шпилька (5). Изоляцию стального удерживающего элемента (12) от монтажного проема (2) выполняют с помощью прокладки (13), выполненной, например, из паронита или пароизоляционной ленты, которая позволяет исключить коррозионное воздействие на удерживающий элемент (12) и разрушаемый узел (3) крепления, который закреплен на данном элементе (12) с помощью шпильки (5). Каждый узел (3) включает шпильку (5), которая одним концом жестко закреплена с рамой (1) посредством гайки-заклепки (6), а вторым концом проходит через отверстие в удерживающем элементе (12) и закрепляется посредством резьбового соединения с шайбой (7). Между шайбой (7) и удерживающим элементом (12) расположена капролоновая дистанционная распорная втулка (8). Шайба (7) закреплена ко втулке (8) с помощью шурупа (11). Конструкция также снабжена пароизоляционной прокладкой (15), выполненной, например, из паронита или пароизоляционной ленты, для защиты монтажного зазора от проникновения из помещения влаги и паров. Для защиты от проникновения в помещение холода извне монтажный зазор между рамой (1) и монтажным проемом (2) с наружной стороны конструкции выполнен слой утеплителя (16), который может быть выполнен, например, из минеральной ваты, ограничение наполняемости монтажного зазора утеплителем (16) при этом выполнено с помощью уголка (18), который, в свою очередь, также выполнен с изоляцией (17) для защиты монтажного зазора от проникновения влаги с улицы и закреплен к конструкции с помощью крепежного элемента (19). В верхней части конструкцию смонтированы страховочные устройства (9), каждое из которых содержит трос (10), зафиксированный одним концом в монтажном проеме (2), а другим концом к раме (1). Трос может быть, в частности, выполнен из оцинкованной стали и закреплен в монтажном проеме (2) с помощью крепежного элемента (20), выполненного в виде анкерного болта.
При повышенном давлении, например, в результате взрыва в помещении, легкосбрасываемая оконная конструкция работает следующим образом. При достижении избыточного давления, превышающего несущую способность разрушаемого узла (3) крепления, происходит его разрушение: шпилька (5), обладающая большей твердостью, чем материал шайбы (7), двигаясь по направляющей втулке (8), вырывается из шайбы (7) так как срываются витки резьбового соединения в шайбе (7). Выполненная из капролона дистанционная распорная втулка (8), оставшись без фиксаторов, слетает со шпильки (5) и, тем самым, разрушаемый узел (3) крепления лишается фиксации и разрушается. Конструкция под воздействием давления выдвигается из монтажного проема (2) наружу, скользя по монтажным вкладышам (4), и выбрасывается из проема (2), повисая на тросах (10) страховочных устройств (9). Легкое скольжение рамы (1) по монтажным вкладышам (4), выполненным из капролона, исключает перекос рамы (1) или её неполное выбрасывание. Через проемы, которые образуются в результате разрушения легкосбрасываемой конструкции, избыточные объемы газов вытесняются из помещения наружу.
Защитное действие заявляемой легкосбрасываемой конструкции состоит в том, что она разрушается в начальной стадии взрыва, когда давление не достигло еще значений, являющихся опасными для несущих конструкций зданий.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства 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.