РАМА С УЛУЧШЕННЫМИ ТЕРМОИЗОЛЯЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ПРОЕМОВ ЗДАНИЙ
FRAME WITH IMPROVED HEAT-INSULATING PROPERTIES FOR OPENINGS OF BUILDINGS

Настоящее изобретение относится к строительной области и в частности к рамам с улучшенными термоизоляционными свойствами для проемов, как например, окон, дверей, фасадов и т.п., любых зданий.
Более точнее, настоящее изобретение относится к раме с улучшенными термоизоляционными свойствами, по своему типу принадлежащей к рамам с так называемыми «закрытыми стыками», оснащенной двойными прокладками, одна из которых расположена на внешней, а другая - на внутренней стороне в притворных профильных элементах рамы.
Рама содержит сварные или открытые трубчатые профильные элементы, а также опорную контрраму и один или несколько отделочных элементов.
Как известно, в соответствующем секторе рынка давно известны рамы или рамки, предназначенные для закрывания проемов зданий и способные более или менее эффективно обеспечивать термоизоляцию среды, ограниченной по периметру стенами, в которых устанавливаются такие рамы.
В самом деле, одно из основных технических требований, предъявляемых к рамам, составляют высокие термоизоляционные свойства, обеспечивающие защиту от атмосферных факторов, таких как воздух или ветер и влага, которые неизбежно влияют на них.
Более того, еще одним важным требованием, предъявляемым к рамам, является способность обеспечить звукоизоляцию внутренних помещений зданий от внешних шумов, которые могут мешать обычной и привычной работе, развлечению и/или досугу людей.
В дополнение к этим требованиям, рамы должны при этом обладать другими конструктивными свойствами, такими как легкость, в случае если они являются открывающимися, чтобы пользователь мог открывать их беспрепятственно и без особых сложностей, механической прочностью, прочностью конструкции и жесткостью конструкции - устойчивостью к деформациям, вызванным воздействием атмосферных факторов и постоянными циклами закрывания-открывания, чтобы обеспечить идеальную плотность в закрытом состоянии и препятствовать эффективно пресекать акты вандализма.
Рамы и рамки из древесины известны простотой изготовления и обладают замечательными термоизоляционными свойствами, благодаря изоляционным свойствам, присущим древесине.
Однако, учитывая возросшие требования, связанные с размером рам и, в частности, формой панелей, особенно если они изготовлены из стекла (которые все более и более тонкие тяжелые с целью того, чтобы обеспечить надлежащие показатели изоляции и механической прочности), устанавливаемых на расположенных по периметру профильных элементах, рамы часто изготавливаются из древесины и/или металлических материалов, таких как алюминий и/или сталь, а также из древесины и/или пластмассы, таких как поливинилхлорида (ПВХ).
Эти рамы для проемов зданий обычно содержат первый трубчатый профильный элемент, который изготовлен из металлического материала, например стали, который крепится к периметрической стене, ограничивающей проем, и второй металлический трубчатый профильный элемент, взаимодействующий с первым профильным элементом с целью того, чтобы закрыть проем и поддержать одну или несколько передних панелей границы раздела между наружной средой и внутренней средой помещения здания.
Трубчатые профильные элементы обладают хорошей механической прочностью и стойкостью к воздействию атмосферных факторов, особенно когда они используются для поддержки больших стеклянных листов, в силу прочности своей конструкции и стойкости к деформации, обеспечиваемой металлическим материалом, из которого эти профильные элементы изготовлены.
Тем не менее, эти металлические трубчатые профильные элементы рам известного типа не обеспечивают необходимых термоизоляционных свойств.
С целью решения такой проблемы на протяжении нескольких лет на рынке предлагаются металлические рамы, известные в этой области как «рамы с терморазрывом», которые содержат элемент, изготовленный из материала с низкой удельной теплопроводностью и расположенный между наружным трубчатым профильным элементом и внутренним трубчатым профильным элементом.
Такой термоизолирующий элемент ограничивает передачу тепла из внутренней среды помещения наружу, что позволяет избежать образования тепловых мостов, обычно возникающих по периметру дверей и окон.
С другой стороны, вышеупомянутые рамы с терморазрывом обладают общепризнанным недостатком, будучи подвержены так называемому «биметаллическому эффекту»: так как температура наружного и внутреннего профильных элементов различается, эти элементы неизбежно подвержены неоднородному тепловому расширению, которое вызывает опасные деформации самих профильных элементов, особенно если они изготовлены из алюминия, поскольку, как известно, это материал превосходный проводник тепла.
Это по меньшей мере частично, но в любом случае значительно ограничивает воздухонепроницаемые свойства рам в закрытом состоянии, что с одной стороны создает проблему рассеяния тепла, с другой стороны - феномен просачивания, являющийся причиной образования и разрастания плесени и других бактериальных колоний, и резкого ухудшения уровня звукоизоляции помещений здания.
Широко применяемое в настоящее время конструктивное решение, предусматривающее размещение элемента из изолирующего материала в центральной части рам, между двумя образующими ее трубчатыми профильными элементами, приводит к значительному снижению вследствие этого механической прочности соответствующих профильных элементов.
Не следует также забывать, что некоторые пластмассовые элементы могут оказывать токсическое воздействие в процессе сваривания профильных элементов, являющегося важным процессом для обеспечения надлежащей устойчивости конструкции из этих профильных элементов с течением времени.
Кроме того, для пластмассовых элементов встает вопрос загрязнения окружающей среды, связанного с утилизацией отходов работ и, наконец, но не в последнюю очередь, с этапом демонтажа рамы по завершении срока службы.
Кроме того, в некоторых случаях для использования в определенных условиях трубчатые профильные элементы рам должны быть подвергнуты процессу застекления, с которым, как известно, механическая часть сглаживается, очищается от заусенцев, шлифуется и/или полируется.
В случае традиционных рам с терморазрывом, однако, такой процесс застекления не может быть завершен, поскольку он предполагает воздействие значительного давления на металлический трубчатый профильный элемент, что может оказать значительное отрицательное влияние на соединение между элементом из изолирующего материала и трубчатым профильным элементом.
В документе DT 2129779, относящемся к известному уровню техники, описана рама для проемов зданий, относящаяся к так называемому типу «открытый стык», где наружный трубчатый элемент, изготовленный из алюминия вытяжкой, содержит ряд сквозных отверстий, предназначенных для слива скопившейся жидкости или конденсата, образующегося внутри тянутого трубчатого профильного элемента.
Цель настоящего изобретения - преодоление недостатков известных из уровня техники прототипов.
В частности, главной целью настоящего изобретения является создание рамы для проемов зданий, которая сохраняла бы неизменными показатели герметичности конструкции на протяжении времени или значительно более длительного периода времени, чем это допускают рамы, известные в данной области техники.
Исходя из этой цели, первоочередной задачей настоящего изобретения является создание рамы для проемов зданий, которая обладала бы более высокими термоизоляционными свойствами, чем известные прототипы.
Второй задачей настоящего изобретения является сделать доступной раму для проемов зданий, в которой улучшение термоизоляционных свойств по сравнению с существующим уровнем техники достигалось бы не в ущерб механической прочности, надежности, эффективности антивандальной защиты, стоимости и простоте изготовления и монтажа рамы.
Еще одной задачей изобретения является сделать раму для проемов зданий, процесс изготовления которой, в отличие от существующих прототипов, исключал любые проблемы, связанные с токсичностью.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является разработка конструкции рамы для проемов зданий, которая обеспечивала бы высокий уровень звукоизоляции для помещения, в котором она устанавливается.
Еще одной задачей изобретения является сделать раму для проемов зданий, которая содержала бы составные элементы, допускающие возможность любой их металлургической обработки, такой как застекление.
Последней, но не менее значимой задачей настоящего изобретения, является создание рамы для проемов зданий, которая позволяла бы уменьшить, по сравнению с известными прототипами, образование конденсата, избегая появления и разрастания плесени и/или бактерий, и явления запотевания поверхностей листов стекла или панелей, расположенных в одном из трубчатых профильных элементов.
Вышеупомянутые цели достигаются с помощью рамы с улучшенными термоизоляционными свойствами для проемов зданий согласно п.1 прилагаемой формулы изобретения, на которую они ссылаются для краткости.
Дополнительные технические особенности деталей рамы для проемов зданий согласно настоящему изобретению оговорены в дополнительных пунктах формулы изобретения.
Предпочтительно рама, описываемая в изобретении, будучи закрытой в условиях применения, обеспечивает превосходные характеристики герметичности, превосходящие показатели аналогичных рам известных типов, сохраняя в то же время приемлемые механические свойства, такие как прочность и устойчивость к деформации, и обеспечивая возможность простого и не загрязняющего окружающую среду процесса извлечения входящей в ее состав стали, поскольку профильные элементы рамы не объединены с пластмассовыми; в противном случае процесс их разделения мог бы стать более дорогостоящим и сложным с точки зрения воздействия на окружающую среду.
В то же время, также предпочтительно рама, описываемая в изобретении, обеспечивает весьма эффективную термоизоляцию благодаря наличию сквозных отверстий, предусмотренных по меньшей мере в одном из двух трубчатых профильных элементов, являющихся частью этой рамы.
Действительно, эти сквозные отверстия создают непрерывный поток воздуха, который благодаря перепаду температур между внутренней и наружной средой постоянно циркулирует в камере, образованной каждым из вышеупомянутых трубчатых профильных элементов: это повышает общие термоизоляционные свойства описываемой рамы или рамки по сравнению с известными прототипами летом и зимой.
Более того, преимущественным образом, непрерывный и направленный вверх поток воздуха внутри камеры, образованной по меньшей мере одним из трубчатых профильных элементов, представляет собой сплошной тепловой барьер, обеспечивающий периметрическую вентиляцию вдоль опорной или боковой стенки корпуса передней панели или листа, исключая возможные проблемы с запотеванием.
Таким образом, по существу, сквозные отверстия, сделанные по меньшей мере в одном из двух трубчатых профильных элементов рамы, описываемой в изобретении, обеспечивают терморегуляцию внутреннего помещения, более эффективно рассеивая тепло, чем это позволяли рамы известного типа.
В раме, описываемой в изобретении, сквозные отверстия имеют терморегулирующую функцию и, в отличие от рамы, описанной в документе DT 2129779, не предназначены для удаления конденсата или воды; напротив, эти же сквозные отверстия рамы согласно данному изобретению призваны воспрепятствовать такому явлению или по меньшей мере значительно ограничить его.
В равной степени к достоинствам настоящего изобретения относится то, что предложенная рама для проемов зданий обеспечивает, по сравнению с аналогичными рамами, известными на данном уровне техники, экономию частей и материалов, и соответственно экономию средств при прочих равных показателях.
Перечисленные выше цели и преимущества, а также другие, описанные ниже, будут ясны из приведенного ниже описания, относящегося к предпочтительному варианту предложенной согласно настоящему изобретению рамы с улучшенными термоизоляционными свойствами для проемов зданий, который приведен в качестве примера и иллюстрации и не является ограничивающим, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
- Фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе рамы, описываемой в изобретении;
- Фиг.2 представляет собой вариант исполнения рамы, изображенной на фиг.1.
Первый вариант осуществления рамы для проемов зданий с улучшенными термоизоляционными свойствами, описываемыми в изобретении, показан на фиг.1, и в целом обозначен номером 1.
Как показано, рама 1 содержит первый трубчатый профильный элемент 2, который крепится к периметрической стене, ограничивающей проем, и второй трубчатый профильный элемент 3, взаимодействующий с первым профильным элементом 2, обеспечивая закрытие проема и играя роль опоры для в данном случае двух передних панелей 4, 5 границы раздела между наружной средой и внутренней средой здания.
Согласно данному изобретению первый профильный элемент 2 и второй профильный элемент 3 содержат некоторое число сквозных отверстий 6, которые создают в каждом из этих элементов непрерывный поток циркулирующего воздуха, который благодаря перепаду температур между внутренней и наружной средой образует естественный тепловой барьер в любое время года.
Таким образом на практике каждый из трубчатых профильных элементов 2, 3 образует соответствующую внутреннюю камеру 7, 8, которая сообщается с окружающей средой с помощью сквозных отверстий 5 и в которой непрерывный поток воздуха образует указанный естественный тепловой барьер.
В частности, вышеупомянутый непрерывный поток воздуха направлен вверх.
Сквозные отверстия 6 имеют особую геометрию, интервал и последовательность и расположены асимметрично вдоль двух заранее закрепленных, противоположно расположенных и обращенных друг к другу секций 21, 22 и 31, 32 трубчатых профильных элементов 2, 3.
Предпочтительно, но необязательно, чтобы каждое из сквозных отверстий 6 имело замкнутую щелеподобную периметрическую форму.
На фиг.1 показано, что в данном конкретном случае первый профильный элемент 2 в поперечном сечении имеет, по существу, Г-образный профиль, а второй профильный элемент 3 в поперечном сечении имеет, по существу, Z-образный профиль.
Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения, не проиллюстрированных чертежами, первый трубчатый профильный элемент, а также второй профильный элемент могут иметь в поперечном сечении профиль, отличный от описанного выше: например, первый профильный элемент может иметь, по существу, Т- или Z-образный профиль, а второй профильный элемент может иметь, по существу, Г- или Т-образный профиль.
В частности, трубчатые профильные элементы 2, 3 изготовлены из металлического материала, например стали или какого-либо сплава.
В предпочтительном, но не ограничивающем варианте, рама 1 содержит первый уплотняющий элемент, обозначенный в целом номером 9, расположенный между первым трубчатым профильным элементом 2 и вторым трубчатым профильным элементом 3.
В частности, первый уплотняющий элемент 9 содержит пару формованных уплотнений 10, 11, которые не видны снаружи и расположены возле внутренней части трубчатых профильных элементов 2, 3 с противоположных сторон.
В предпочтительном варианте рама 1 также содержит второй уплотняющий элемент, обозначенный в целом номером 12, расположенный между вторым трубчатым профильным элементом 3 и передними панелями 4, 5 и между каждой из этих панелей и вспомогательным разделяющим профильным элементом 13, соединенным креплением, обозначенным в целом номером 14, с боковой стенкой 3с второго профильного элемента 3 и расположенным между передними панелями 4, 5.
Второй уплотняющий элемент 12 известного специалистам в данной области техники типа содержит, например, некоторое число формованных уплотнений 15, 16, 17; в частности формованное уплотнение 15 расположено между вторым трубчатым профильным элементом 3 и передней панелью или листом 4, а формованное уплотнение 16 расположено между вспомогательным разделяющим профильным элементом 14 и опорным профильным элементом 18, который удерживает переднюю панель 5 с помощью вставленной между ними дополнительной прокладки или пористой прокладки 19, изготовленной, например, из силикона.
Дополняет предложенную согласно данному изобретению раму 1 пара защитных элементов 20, 21, содержащих слои изоляционного материала 22 и соответственно 23, соединяющиеся снаружи с наружной частью 2а, 3а трубчатых профильных элементов 2, 3 с помощью первого клеящего средства, обозначенного в целом номером 24, а также парой изготовленных из изоляционного материала формованных частей 25, 26, соединяющихся внутри с внутренней частью 2b трубчатого профильного элемента 2 и, в данном случае, с внутренней частью 18b опорного профильного элемента 18 с помощью второго клеящего средства, для простоты не показанного.
Следует понимать, что в других, не показанных вариантах настоящего изобретения, рама может содержать только один защитный элемент, расположенный снаружи вблизи наружной части одного из трубчатых профильных элементов.
Кроме того, другой вариант рамы согласно данному изобретению, также не показанный, предусматривает использование более одного защитного элемента для каждого из трубчатых профильных элементов.
На фиг.2 показан возможный вариант изобретения, согласно которому рама, теперь обозначенная в целом номером 50, отличается от описанной выше и обозначенной номером 1 рамы конструктивным составом защитных элементов 55, 56.
Действительно, в данном случае два защитных элемента 55, 56 надежно установлены снаружи наружной части 51а, 52а трубчатых профильных элементов 51, 52 соответственно без наложения слоев изоляционного материала, как в описанном выше примере рамы 1.
В связи с этим рама 50 содержит штампованную распорку 57, расположенную между наружной частью 51а трубчатого профильного элемента 51 и защитным элементом 55 для обеспечения его поддержки и создания промежуточной воздушной зоны 59, сообщающейся с наружной средой.
Аналогично, предпочтительном, но не ограничивающем варианте, защитный элемент 56 опирается на штампованную распорку 58, которая образует промежуточную воздушную зону 60 между наружной частью 52а и самим защитным элементом 56.
Другая важная техническая особенность, отличающая раму 50, изображенную на фиг.2, от рамы 1, изображенной на фиг.1, заключается в том, что рама 50 содержит средства принудительной вентиляции, обозначенные в целом номером 61, позволяющие создать повторную циркуляцию воздуха между внутренней и наружной средой, расположенные внутри трубчатого профильного элемента 51 и сообщающиеся с помощью сквозных отверстий 53 с центральным отделением 54, образованным между трубчатыми профильными элементами 51 и 52.
Средства принудительной вентиляции 61, содержащие, например, вентилятор известного типа, сообщаются, также с помощью сквозной щели 62, предусмотренной в наружной части 51а вышеупомянутого трубчатого профильного элемента 51, с промежуточной зоной 59, образованной между наружной частью 51а трубчатого профильного элемента 51 и защитным элементом 55.
В отличие от известных способов, описанная выше особенность конструкции позволяет скрыть и обеспечить защиту средств принудительной вентиляции 61 от случайных ударов, воздействия атмосферных факторов и/или различных видов пыли, в условиях применения, без ущерба для функциональной эффективности указанных средств принудительной вентиляции, что позволяет улучшить эстетические качества, обеспечиваемые рамой 50 в целом.
В других вариантах изобретения описываемая рама может содержать средства принудительной вентиляции в обоих трубчатых профильных элементах, если предполагается наличие сквозной щели в наружной части каждого из них.
Кроме того, в других вариантах, не показанных на прилагаемых чертежах, рама согласно настоящему изобретению может содержать более одной штампованной распорки между по меньшей мере одним из защитных элементов и наружной частью соответствующего трубчатого профильного элемента.
В альтернативных вариантах данного изобретения, не показанных на чертежах, рама с улучшенными термоизоляционными свойствами для проемов зданий может содержать опорную контрраму, которая может быть установлена в периметрическую стену, ограничивающую указанный проем, на которую опирается первый профильный элемент, и/или по меньшей мере один отделочный элемент поверхности, соединяющийся с внутренней и/или наружной стенкой второго профильного элемента; при этом опорная контррама и/или отделочный элемент могут содержать одно или несколько сквозных вентиляционных отверстий.
На основании приведенного выше описания понятно, что являющаяся предметом настоящего изобретения рама с улучшенными термоизоляционными свойствами для проемов зданий позволяет обеспечить достижение вышеуказанных целей и вышеупомянутые преимущества.
На этапе исполнения в конструкцию рамы с улучшенными термоизоляционными свойствами для проемов зданий могут вноситься изменения, например, изменение указанного выше и показанного на чертеже числа сквозных отверстий; это число может меняться начиная с одного в зависимости от конкретных условий.
Возможно существование других, не показанных здесь, вариантов описываемой рамы, согласно которым только один из двух содержащихся в раме трубчатых профильных элементов может содержать одно или несколько сквозных отверстий для воздуха, непрерывность потока и завихрения которого создают естественный тепловой барьер, что не влияет на преимущества, обеспечиваемые настоящим изобретением.
Очевидно, что в конструкцию рассматриваемой рамы для проемов зданий можно вносить другие многочисленные изменения, не отступая при этом от новаторских принципов, изложенных в данной заявке; также очевидно, что в практическом воплощении данного изобретения материалы, формы и размеры показанных деталей могут быть любыми в зависимости от конкретных требований и могут заменяться своими техническими аналогами.
Там, где упомянутые в приведенной ниже формуле изобретения особенности конструкции и способы сопровождаются цифровыми обозначениями или знаками, эти условные обозначения предназначены исключительно для того, чтобы сделать пункты формулы изобретения более наглядными, и соответственно они никоим образом не ограничивают возможности интерпретации каждого из элементов, обозначенных (исключительно для примера) этими условными обозначениями.