ПРОФИЛЬ И СИСТЕМА ПРОФИЛЕЙ ДЛЯ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
SHAPE AND SYSTEM OF SHAPES FOR TRANSLUCENT STRUCTURES

Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в блоках заполнения проемов здания: оконных, дверных, балконных, в конструкциях внутренних перегородок, фасадов и крыш зданий, при изготовлении светопрозрачных строительных конструкций теплиц, зимних садов, оранжерей, выставочных павильонов и проч.
Уровень техники
Известна система профилей для сборки окон (патент RU 67160, МПК E03B 3/00, опубл. 10.10.2007), содержащая профили рамы, створки, импоста или их сочетания, профили штапиков, закладных и уплотнители. Профили рамы, створки и импоста выполнены с возможностью установки в них стеклопакетов или элементов одинарного остекления. Однако одинарное остекление не позволяет добиться нужной тепло- и звукоизоляции внутренних помещений, а использование в качестве светопрозрачного заполнения стеклопакетов имеет ряд существенных недостатков. Стеклопакет существенно дороже, чем два (или три) отдельно взятых листа остекления, кроме того, в случае повреждения одного из стекол стеклопакета требуется замена стеклопакета целиком.
Известны решения, которые позволяют исключить операции и затраты, связанные с изготовлением стеклопакета, и обеспечивают возможность получения оконного (или дверного) блока с двойным остеклением, отвечающего всем требованиям герметичности и изоляции, непосредственно на месте сборки.
Так известно решение, в котором рамный профиль включает расположенный посередине профиля выступающий элемент - продольный выступ с, по существу, параллельными боковыми стенками, предназначенный для создания фиксированного промежутка между листами светопрозрачного заполнения (патент WO 98/25001, МПК E06B 3/24, опубл. 11.06.1998). Листы светопрозрачного заполнения приклеиваются к боковым стенкам продольного выступа и прижимаются к ним штапиками, установленными в соответствующих пазах профиля, расположенных по сторонам от продольного выступа.
Продольный выступ выполняет функции дистанционной рамки для элементов остекления, при этом он является частью рамного профиля и формируется в процессе экструзии при изготовлении последнего. Выступ может быть выполнен монолитным или полым, при этом полость выступа, обычно, заполняют влагопоглощающим материалом. В некоторых случаях полость может быть выполнена открытой сверху, т.е. незамкнутой. Форма выступа также может различаться, например может быть прямоугольной, овальной, квадратной, главное, чтобы она обеспечивала достаточную площадь для закрепления листов остекления.
Подобную конструкцию имеют профили створок, раскрытые в патентах RU 2424412, МПК E06B 3/56, опубл. 20.07.2011 и FR 2847297, МПК E06B 3/56, опубл. 21.05.2004.
Существенным недостатком всех вышеупомянутых профилей является низкая надежность работы сформированных из профилей конструкций в условиях сильных перепадов температур, особенно частых в условиях Сибири.
Это обусловлено использованием клея для соединения элементов светопрозрачного заполнения с дистанционным выступом. Клеевой слой неустойчив к перепадам температур, вызывающим разрушение структуры клея, что ведет к нарушению герметичности конструкции и способствует попаданию влаги и пыли во внутреннюю полость между элементами светопрозрачного заполнения. В результате оконный блок становится подвержен запотеванию и намерзанию, что ведет к дальнейшему разрушению клеевого соединения.
Еще одним недостатком использования клеевого соединения является невозможность демонтажа блока без повреждения стекла.
В качестве наиболее близкого аналога по наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения профиля, принята конструкция профиля, раскрытая в патенте RU 2250975, МПК E06B 5/20, опубл. 27.04.2005 (он же патент WO 0068540 от 16.11.2000). Согласно упомянутому патенту профиль, используемый для изготовления светопрозрачных конструкций, содержит полый камерный корпус, по меньшей мере, с одним продольным выступом, расположенным на одинаковом расстоянии от лицевых, наружной и внутренней, поверхностей профиля. Выступ служит для формирования фиксированного промежутка между элементами светопрозрачного заполнения, которые размещаются по сторонам от выступа, вдоль его боковых стенок. По сторонам от выступа в профиле выполнены пазы для установки штапиков, прижимающих элементы светопрозрачного заполнения к этому выступу.
Существенным недостатком ближайшего аналога, как и вышеупомянутых, является необходимость использования клеевого слоя для соединения элементов заполнения с выступом профиля, что не обеспечивает надежности конструкции в условиях погодных перепадов и делает невозможным демонтаж конструкции без повреждения элементов заполнения.
Кроме того, этот профиль практически невозможно использовать для создания арочных конструкций, что обусловлено невысокой жесткостью формы профиля, при изгибе которого не исключено искажение формы продольного выступа и закрытие пазов для установки штапиков.
Еще один существенный недостаток заключается в необходимости применения специальных соединительных элементов при сборке конструкций из этого профиля.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемой системы профилей принято техническое решение системы, раскрытой в патенте RU 2250975, МПК E06B 5/20, опубл. 27.04.2005. Упомянутая система предназначена для монтажа термоакустических окон, но может быть использована и для сборки других светопрозрачных конструкций.
Система включает, по меньшей мере, два из следующих профилей: профиль рамы, профиль створки, профиль импоста, каждый из которых имеет полый камерный корпус, по меньшей мере, с одним продольным выступом для формирования фиксированного промежутка между элементами светопрозрачного заполнения, и с пазами для установки штапиков.
Недостатком упомянутой системы профилей являются: ограниченные возможности использования и невозможность демонтажа конструкции без повреждения элементов светопрозрачного заполнения вследствие их клеевого соединения с профилем, а также наличие большого количества специальных соединительных деталей, без которых невозможна сборка светопрозрачной конструкции.
Раскрытие изобретения
Изобретение решает задачу расширения возможностей использования профилей за счет их унификации.
Достигаемый положительный технический результат заключается в повышении унификации отдельно взятого профиля и системы профилей в целом, что позволило расширить возможности их использования в светопрозрачных строительных конструкциях различного назначения и климатического исполнения и обеспечить сокращение номенклатуры используемых профилей.
Дополнительным положительным результатом является обеспечение возможности полного или частичного демонтажа конструкции.
Предлагаемый профиль для светопрозрачных конструкций содержит полый камерный корпус, по меньшей мере, с одним, размещенным на одинаковом расстоянии от лицевых, наружной и внутренней, поверхностей профиля продольным выступом для формирования фиксированного промежутка между элементами светопрозрачного заполнения, размещаемыми по сторонам от этого выступа, вдоль его боковых стенок, и с пазами для установки штапиков, прижимающих элементы светопрозрачного заполнения к этому выступу. Согласно изобретению высота продольного выступа выполнена соразмерной расстоянию от лицевой поверхности профиля до этого выступа, при этом на боковых стенках продольного выступа сформированы углубления внутрь его полого объема, образующие продольные пазы для установки уплотнителя или заглушки.
Также как и в прототипе, продольный выступ выполняет функции дистанционного элемента, обеспечивающего создание фиксированного промежутка, зазора между элементами светопрозрачного заполнения.
В отличие от прототипа на боковых стенках продольного выступа сформированы углубления внутрь его полого объема, образующие продольные пазы для установки уплотнителя или заглушки.
С одной стороны, наличие пазов для уплотнителей в боковых стенках выступа не исключает возможности клеевого соединения профиля с элементами заполнения, а с другой обеспечивает возможность создания герметичной конструкции без применения клея. В последнем случае в пазах продольного выступа устанавливаются уплотнители, и элементы светопрозрачного заполнения зажимаются между штапиками и выступом через уплотнители.
Отсутствие в светопрозрачной конструкции клеевых соединений позволяет исключить ее зависимость от перепадов температур и при этом обеспечивает возможность полного или частичного демонтажа конструкции. Последнее способствует дополнительному расширению конструктивных возможностей, а именно обеспечивает возможность изменения двойного остекления на одинарное и наоборот, путем проведения простых операций. В случае одинарного остекления паз на одной из стенок выступа закрывается заглушкой.
Пазы представляют собой углубления внутрь полого объема выступа. Близкая к Т-образной форма пазов не только позволяет разместить в них ножку уплотнителя, но и способствует образованию в полом объеме выступа дополнительных внутренних ребер, что способствует повышению жесткости выступа. В результате обеспечивается сохранность формы продольного выступа, стабильность его положения в середине профиля и сохранение пазов открытыми при изгибе профиля, что позволяет его широко использовать для изготовления арочных конструкций и сооружений.
Выполнение высоты продольного выступа, соразмерной расстоянию от лицевой поверхности профиля до этого выступа, обеспечило возможность формирования плотных соединений между стыкуемыми под прямым углом профилями. Под лицевой понимается любая из лицевых сторон профиля, хоть наружная, хоть внутренняя, т.к. выступ расположен по оси профиля, на одинаковом расстоянии от каждой из лицевых сторон.
Такое соотношение параметров профиля позволило исключить необходимость применения при монтаже специальных угловых профилей или других соединительных деталей. В результате было достигнуто существенное сокращение номенклатуры профилей, используемых для сборки светопрозрачных конструкций.
Предпочтительно, чтобы внутренний полый объем выступа был отделен от основной полости профиля перегородкой. Наличие такой поперечной перегородки способствует дальнейшему повышению жесткости конструкции профиля, расширяет возможности его использования в арочных конструкциях.
В упомянутой перегородке могут быть сформированы каналы для сборочных креплений.
Предложенное техническое решение может быть применено во всех главных профилях, выполняющих несущую функцию по отношению к элементам заполнения, а именно в профилях рам, створок и импостов.
Предлагаемая система профилей для светопрозрачных конструкций, включает, по меньшей мере, два из следующих профилей: профиль рамы, профиль створки, профиль импоста, каждый из которых выполнен вышеохарактеризованным образом. Это значит, что каждый из профилей системы содержит полый камерный корпус, по меньшей мере, с одним продольным выступом, расположенным на одинаковом расстоянии от лицевых, наружной и внутренней, поверхностей профиля и предназначенным для формирования фиксированного промежутка между элементами светопрозрачного заполнения, размещаемыми по сторонам от этого выступа, вдоль его боковых стенок, и с пазами для установки штапиков, прижимающих элементы светопрозрачного заполнения к этому выступу, причем высота продольного выступа соразмерна расстоянию от лицевой поверхности профиля до этого выступа, а на боковых стенках продольного выступа сформированы углубления внутрь его полого объема, образующие продольные пазы для установки уплотнителя или заглушки. Внутренний полый объем выступа, предпочтительно, отделен от основной полости профиля перегородкой, на которой могут быть сформированы каналы для сборочных креплений.
Для системы действительны все упомянутые выше технические результаты.
Профиль рамы имеет один продольный выступ, образующий Т-образную форму поперечного сечения профиля.
Профиль импоста имеет два продольных выступа, симметрично расположенных на противолежащих сторонах профиля и образующих крестообразную форму поперечного сечения профиля.
Профиль створки, предназначенный для создания контура открывающегося заполнения в проеме каркаса конструкции, имеет один продольный выступ и отличается от профиля рамы наличием наплава и фурнитурного паза на противоположной от выступа стороне профиля. Фурнитурный паз выполнен с днищем, переходящим в стенку притворной части профиля, и с консольной боковой стенкой, образующей в узле соединения створки с рамой или импостом второй притвор с продольным выступом профиля рамы или импоста, примыкающим к консольной боковой стенке фурнитурного паза через уплотнитель и размещенным относительно стенки притворной части профиля створки с зазором, обеспечивающим свободу открывания створки.
Двухконтурное уплотнение необходимо в условиях суровой зимы для исключения промерзания. Предлагаемое решение позволяет получить два контура уплотнения без применения вспомогательных профилей и без выполнения наплава на профиле рамы.
Таким образом, в отличие от известных решений, в предлагаемых профилях продольный выступ является многофункциональным. Он не только выполняет функцию дистанционной рамки между элементами светопрозрачного заполнения, но и служит для образования плотного соединения профилей, стыкуемых между собой под углом 90°, а также для создания второго притвора между створкой и рамой.
Основными материалами для изготовления всех предлагаемых профилей являются поливинилхлорид и алюминиевые сплавы. Профили изготавливаются методом экструзии.
Предлагаемая система профилей содержит минимальный набор профилей, позволяющий создавать светопрозрачные конструкции различного назначения, климатического исполнения, прямоугольной и арочной формы.
Под светопрозрачными конструкциями подразумеваются: элементы здания (светопрозрачные фасады, окна, двери, перегородки, витражи и витрины, элементы остекления крыш, балконов, лоджий, элементы межэтажных перекрытий и лестничных площадок), сооружения, примыкающие к зданию (фонари, зимние сады, навесы, лифтовые шахты) и отдельно стоящие самостоятельные сооружения (теплицы, беседки, оранжереи).
Краткое описание чертежей
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером и чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - профиль рамы с одним продольным выступом;
на фиг. 2 - профиль импоста с двумя продольными выступами;
на фиг. 3 - профиль створки, выполненный в соответствии с изобретением;
на фиг. 4 - показана сборка профиля рамы с элементами светопрозрачного заполнения;
на фиг. 5 - сборка профиля импоста с элементами светопрозрачного заполнения;
на фиг. 6 - сборка профиля створки с элементами светопрозрачного заполнения;
на фиг. 7 - показан пример конструкции с элементами заполнения разной толщины;
на фиг. 8 - узел соединения профилей с одинарным остеклением;
на фиг. 9 - узловое соединение профилей под прямым углом;
на фиг. 10 - узел соединения профилей створки и импоста с установленной фурнитурой;
на фиг. 11 - узел соединения двух профилей створки и профиля импоста;
на фиг. 12 - фрагмент арочной конструкции на основе предлагаемой системы профилей.
Осуществление изобретения
Предлагаемая система профилей для светопрозрачных конструкций включает, по меньшей мере, два из следующих профилей: профиль рамы 1 (фиг. 1), профиль импоста 2 (фиг. 2), профиль створки 3 (фиг. 3).
Каждый из профилей 1, 2, 3 имеет многокамерный корпус, по меньшей мере, с одним продольным выступом 4, расположенным на одинаковом расстоянии s от лицевых, наружной А и внутренней В, поверхностей профиля. Высота h выступа 4 соразмерна величине s. По сторонам от выступа 4 в каждом профиле сформированы пазы 5 для установки штапиков.
На боковых стенках 6 выступа 4, по существу, параллельных друг другу, выполнены углубления внутрь полого объема выступа, образующие продольные пазы 7 для установки уплотнителей либо заглушки.
Внутренний полый объем выступа 4 отделен от основной полости 8 профиля перегородкой 9. В некоторых случаях в перегородке 9 могут быть сформированы каналы 10 для сборочных креплений (фиг. 1 и 2).
В полости 8 профиля может быть установлен армирующий вкладыш 11 (фиг. 1). Все профили 1-3, предпочтительно, изготовлены из поливинилхлорида или алюминиевого сплава методом экструзии.
На фиг. 4-6 показаны профили 1-3 в сборке с элементами светопрозрачного заполнения 12, в качестве которых могут быть использованы листы стекла, листы поликарбоната, сэндвич-панели с толщиной 4-12 мм.
Сборку осуществляют следующим образом. В пазах 7 выступа (или выступов) 4 профиля (1, 2, 3) устанавливают уплотнители 13. По сторонам от выступа 4 вдоль его боковых стенок 6 размещают элементы заполнения 12 и фиксируют их снаружи установленными в пазах 5 штапиками 14, имеющими уплотнители 15. При этом продольный выступ 4 формирует фиксированный промежуток между элементами заполнения 12, выполняя функции дистанционного выступа.
Герметичность конструкции, высокие тепло- и звукоизоляционные свойства блока, обеспечиваются двойным остеклением и резиновыми уплотнителями 13 и 15, размещенными по сторонам от элементов заполнения 12.
Такая конструкция светопрозрачного блока отличается высокой надежностью работы в любых погодных условиях и не зависит от температурных перепадов.
В качестве уплотнителей могут быть использованы любые известные. Форма и размеры уплотнителей подбираются, исходя из конкретных условий.
В некоторых случаях высокая теплоизоляция не требуется, например для холодных промышленных зданий. В этом случае установка элементов остекления в профиле может быть осуществлена без использования уплотнителей 13 или с использованием уплотнителя только с одной стороны (фиг. 7).
Как видно на фиг. 7, профиль позволяет работать с элементами заполнения разной толщины, в зависимости от которой подбираются штапики соответствующего размера.
Профили 1-3 могут быть использованы как для двойного остекления, так и для одинарного (фиг. 8). В этом случае неиспользуемые для установки уплотнителя пазы 7 закрываются заглушками 16.
Отсутствие в конструкции неразъемных соединений позволяет, при необходимости, выполнить замену двойного остекления на одинарное и наоборот, либо осуществить полный демонтаж конструкции.
Профиль рамы 1 имеет в поперечном сечении Т-образную форму, образованную многокамерным полым корпусом профиля и одним продольным выступом на нем.
Профиль импоста 2 имеет два продольных выступа, расположенных симметрично на противолежащих сторонах профиля и образующих в поперечном сечении крестообразную форму.
Профиль 1 рамы может быть получен из профиля 2 импоста путем отсечения от него одного выступа. Оба профиля 1 и 2 относятся к каркасным профилям.
1
2
3
Узел соединения каркасных профилей под углом 90° показан на фиг. 9. Как видно из чертежа, первый выступ 4′ каждого из стыкуемых профилей 2, 2, 2, используется по своему прямому назначению, т.е. служит для соединения с элементами заполнения. Второй выступ 4′′ профилей используется для их соединения между собой. Стыкуемые под прямым углом профили, выполненные в соответствии с изобретением, образуют между собой плотные контакты за счет соразмерности высоты h выступов 4 величине s - расстоянию от лицевой поверхности профиля до выступа 4.
Возможность образования между профилями плотного контакта позволила исключить необходимость использования дополнительных соединительных профилей. Достаточным является установка снаружи нащельника 17, закрывающего место соединения профилей.
Пазы 7 стыкуемых между собой выступов 4 в этом случае используют для установки крепежных элементов 18.
Аналогичным образом осуществляется угловое соединение между собой других каркасных профилей, например двух рамных профилей 1, профиля 1 рамы и профиля 2 импоста, двух профилей импоста 2 или трех профилей в различных комбинациях.
Профиль створки 3 имеет (фиг. 3) один продольный выступ 4, наплав 19 и фурнитурный паз 20, дно которого плавно переходит в стенку 21 притворной части профиля 3, а одна из боковых стенок - стенка 22 - выполнена консольной.
В узле соединения створки 3 с профилем импоста 2 (фиг. 10 и 11) консольная боковая стенка 22 фурнитурного паза 20 створки примыкает к боковой стенке 6 продольного выступа 4 импоста 2 через уплотнитель 23, образуя второй притвор между створкой и импостом (первый притвор образуется между наплавом 19 створки и корпусом импоста 2).
При этом продольный выступ 4 импоста 2 размещен относительно стенки 21 притворной части профиля створки 3 с зазором 24, обеспечивающим свободу открывания створки.
Узловое соединение створки 3 с профилем рамы 1 на чертежах не показано, но выполняется аналогичным образом.
Двухконтурное уплотнение исключает возможность промерзания в условиях суровой зимы. При этом второй контур уплотнения формируется без применения вспомогательного профиля и без выполнения наплава на профиле рамы, что имеет место в других известных решениях.
Предлагаемое конструктивное исполнение выступа 4, наличие в нем пазов 7 и поперечной перегородки 9, отделяющей полость выступа 4 от полости 8 профиля, способствуют высокой стабильности формы профиля в процессе гибки, что позволяет их широко использовать для изготовления арочных конструкций, фрагмент одной из которых приведен на фиг. 12.
Арочные конструкции широко используются при создании теплиц, оранжерей и других подобных сооружений. Элементы заполнения 12 в таких конструкциях обычно выполняют из поликарбоната.