При распределении окон в здании следует учитывать конструкцию здания, необходимость устройства вентиляционных выпусков, вид отделки, а также удобства и род занятий людей, которые должны проводить некоторое время внутри здания Удачное распределение окон с точки зрения архитектурных требований заключается в нахождении правильного расположения и хороших пропорций оконных проемов. Иначе говоря, это означает дополнение архитектурной композиции здания оконными (и дверными) проемами, выбором их размеров и архитектурной отделки.
При наличии вентиляции устраивают глухие оконные рамы. Глухие рамы создают большие трудности для содержания их в чистоте, так как мыть их можно только снаружи при помощи специальных приспособлений. Рамы, открывающиеся внутрь, моют изнутри.
При проектировании размеров застекленной поверхности необходимо учитывать потерю тепла, в зависимости от климатических условий. В южных районах этого не требуется, однако здесь излишняя площадь застекления может вызвать перегрузку системы вентиляции. Для защиты помещения от попадания внутрь прямых солнечных лучей устраивают различные приспособления, а также прибегают и к уменьшению высоты окон с тем, чтобы уменьшить застекленную площадь.
Применение низких подоконников или полное отсутствие их возможно в привлекательной и живописной местности, особенно если из окон здания открывается хороший вид: если, наоборот, вид из окон некрасивый, рекомендуется вставлять матовые стекла. Проектировать окна необходимо в соответствии с законами штатов.
Деревянные оконные переплеты.
В железнодорожных зданиях по-прежнему широко распространены деревянные оконные переплеты, хотя в основном их применяют в жилищном строительстве. Деревянные оконные переплеты можно приобрести готовыми у большинства поставщиков. Фирмы поставляют готовые комплекты, состоящие из оконных коробок, застекленных переплетов, наличников, матового стекла и арматуры. В продаже имеются также готовые жалюзи и зимние переплеты.
Национальная ассоциация деревообрабатывающих фирм разработала коммерческий стандарт (CS 163-52) на оконные коробки, переплеты и жалюзи, изготовленные из сосны пондэроза. Назначением стандарта, как оно определенное. Ассоциацией, является: установить стандартные размеры, разметку и конструкцию оконных коробок, переплетов и жалюзи и технические условия на их поставку (последними должны руководствоваться фабриканты, продавцы, архитекторы, строители и покупатели); снабдить строительные фирмы стандартными деревянными коробками, оконными переплетами и жалюзи; избежать задержек в выполнении работ и возможных недоразумений; дать возможность пользования результатами экономического эффекта от более широкого применения сосновых рам, переплетов и жалюзи как фабрикантам, так и потребителям. Технические условия охватывают размеры деталей оконных проемов, новый стандарт оконных проемов, вопросы соответствия между собой нескольких оконных проемов и использования различных деталей.
Техническими условиями требуется консервирование деревянных оконных коробок и переплетов глубокой пропиткой для предохранения от повреждения гнилью, грибком или термитами. При установке и содержании деревянных оконных переплетов и коробок следует соблюдать следующие рекомендации и пожелания: при установке оконных коробок следует окрасить свинцовыми белилами соединения между подоконником и стойками косяков, следует также загрунтовать косяки; переплеты следует красить немедленно по получении; оконные коробки следует устанавливать так, чтобы они не зажимали переплеты (это особенно важно при некоторых типах створных переплетов); оконные коробки следует устанавливать строго по отвесу, выдерживая при этом прямые углы в соединениях; нельзя допускать давления на оконные коробки и подоконники всяких посторонних предметов, которые могли бы оставить на них вмятины; снаружи следует промазать фальцы замазкой, слегка прихватив при этом замазкой край стекла; необходимо, наконец, предохранить оконную арматуру от смачивания жидкостями, которые могут повредить их окраску.
Металлические оконные переплеты.
Металлические оконные переплеты бывают стальные, алюминиевые и медные. Их изготовляют из тянутых, прокатанных и штампованных деталей, соединяемых на заклепках или свариваемых. Институт стальных оконных изделий, представляющий собой торговую и исследовательскую организацию, созданную Ассоциацией промышленников, производящих металлические оконные переплеты, разработал руководство, содержащее рекомендации по стандартизации типов и размеров стальных переплетов. За исключением переплетов для жилых помещений, размеры которых связаны с установившейся практикой применения высоких стекол, все рекомендуемые руководством размеры находятся в соответствии с установленными Американской ассоциацией стандартов и одобренными американским институтом архитекторов, Советом промышленников и другими организациями.
В специальной брошюре содержатся заслуживающие внимания указания по обеспечению длительной службы металлических оконных переплетов, способам обращения с ними и сокращению расходов на их содержание. Эти указания заключаются в следующем.
Необходимо избегать грубого обращения с переплетами при выгрузке на месте работы; нельзя допускать повреждения переплетов при перевозке; при хранении переплеты следует устанавливать вертикально на деревянных подкладках и предохранять их от действия атмосферных агентов; необходимо предохранять от повреждения заводскую окраску; плотно закрывать форточки, откидные фрамуги и все вращающиеся части переплета с тем, чтобы предохранить их от засорения цементом, известью и прочими вяжущими материалами; нельзя допускать использования откидных фрамуг в качестве подмостей, а переплетов вместо стремянок; при установке переплетов их необходимо выровнять строго по отвесу и уровню и следить за правильностью сопряжений; при остеклении необходимо применять пружинные проволочные зажимы для стекла и специальную замазку.
Такие же полные указания по установке металлических переплетов даются Ассоциацией по производству алюминиевых оконных переплетов, которой опубликованы технические условия и стандарты, содержащие требования к материалам, конструкции, прочности сечений, указания по минимально допустимому просачиванию воздуха через переплет и другие требования, которые необходимо знать всем, кто проектирует, покупает и применяет алюминиевые оконные переплеты. Имеются краткие технические условия и развернутые указания для специалистов. Такие переплеты делают из секций, допускающих изготовление из них типовых переплетов стандартного размера для различных оконных проемов.
Для железнодорожных мастерских, складов и служебных зданий обычно применяют стандартные переплеты промышленного изготовления. В продаже имеются как отдельные переплеты для небольших окон, так и составные для больших оконных проемов или для сплошь застекленных участков стены. Применение переплетов промышленного изготовления особенно желательно там, где требуется устройство решеток, или там, где необходимы экранирование окон и принудительная вентиляция. При навеске на петлях переплеты могут открываться как внутрь, так и наружу с тем, чтобы устройство решеток не мешало открывать окна. При горизонтально поворачивающихся оконных переплетах оконные решетки обычно не устраиваются. Переплеты изготовляют из стальных уголков с горбыльками таврового сечения. Сливы над оконными коробками делают из тонкой листовой стали и приваривают их к оконной коробке над фрамугой. Оконные коробки и переплеты в углах сверлятся и крепятся заклепками или свариваются. Пересекающиеся горбыльки переплетов врезаются один в другой.
В зданиях с хорошей внутренней отделкой стен оконным переплетам придают специальные архитектурные формы. Такие переплеты могут иметь фрамуги, открывающиеся как наружу, так и внутрь. Их конструкция однотипна с переплетами промышленного производства. Оконная арматура к таким переплётам обычно изготовляется из бронзы. Откидные фрамуги открываются при помощи особых стальных рычагов, которые полностью скрыты от глаз при закрытом положении фрамуги. Чтобы обеспечить свободное открывание переплета, соприкасающиеся части сделаны из бронзы и стали. Для удержания рам в открытом положении применяют специальные пружины.
Фрамуги, открывающиеся внутрь, подвешиваются к верхней раме и открываются снизу вверх. Открывающиеся наружу фрамуги прикрепляются к нижней раме и открываются сверху вниз.
На таких окнах устраивают решетки. Для фрамуг, открывающихся наружу вручную, устраивают откидные решетки в виде форточек. При фрамугах, открывающихся при помощи специальных рычагов, применяют глухие решетки. Для открывающихся внутрь фрамуг решетки делают в виде открывающейся рамы. Все решетки должны открываться изнутри здания.
Створные переплеты и двойные рамы применяют в товарных конторах, вокзалах и тому подобных зданиях. Откидные фрамуги при створных переплетах управляются поворотным рычагом. Нижние форточки в рамах открываются для частичной вентиляции при закрытых верхних откидных фрамугах. В таких окнах применяют зимние рамы и съемные решетки.
Стальные оконные переплеты для полуподвальных помещений и мелкие створные переплеты продаются готовыми для немедленной установки и во многих случаях обходятся не дороже деревянных. Мелкие створные переплеты применяют в помещениях, где требуется вентиляция. Кроме указанных типов, внутри помещений применяют много разновидностей глухих стеклянных перегородок, задвижных остекленных дверей и окон во внутренних перегородках.
Фигурное стекло находит большое применение в железнодорожных постройках. Такое стекло изготовляют из прессованных пустотелых блоков, которые укладывают подобно кирпичной кладке. Эти блоки пропускают дневной свет и ими часто закладывают оконные проемы. Применяя блоки с гладкой или граненой поверхностью, можно регулировать направление и распределение света, а также освещенность помещения. Эти блоки приняты для закладки больших оконных проемов в железнодорожных мастерских и для устройства наружных стеклянных стен в локомотивных депо. В мастерских для замены громоздких деревянных оконных переплетов в больших окнах применяют различные видоизменения фигурного стекла в комбинации с открывающимися оконными рамами.
Особое значение имеет хорошая теплоизолирующая способность фигурного стекла, обусловленная наличием замкнутой воздушной прослойки внутри стеклянного блока. Теплопроводность пустотелого фигурного стекла всего 0,49, против 1,13 для обычных стекол. Замена отдельных блоков из фигурного стекла не представляет труда. При замене разбитого фигурного стекла следует руководствоваться специальной инструкцией, в которой содержатся указания по укладке стеклянных блоков на обычном цементном растворе для получения прочной и аккуратно выполненной кладки.
Оконное стекло.
В железнодорожных зданиях применяется обыкновенное оконное стекло, флинтгласе, прессованное стекло, армированное и фигурное. Для остекления помещений с кондиционированием воздуха и зданий блок-постов на крупных станциях применяется теплоизолирующее стекло и стекло, поглощающее тепло.
Обыкновенное оконное стекло делится на три категории: АА, А и В. Стекло категории АА прозрачное, не имеет дефектов и допускает хорошую видимость без искажений. Стекло категории А представляет собой обычно применяемое стекло; в нем допускаются небольшие, не слишком заметные на глаз дефекты. В стекле класса В допускаются различные внутренние пороки, многие из которых искажают видимость; оно обычно применяется при остеклении неответственных помещений.
Стекло изготовляют с различной светопропускной способностью. Одинарное стекло пропускает от 10 до 12 свечей на 25 мм толщины; 1 м2 его весит 4,88 кг. Двойное стекло пропускает от 8 до 9 свечей на 25 мм толщины и 1 м2 его весит приблизительно 7,30 кг. Одинарное стекло применяется для остекления ячеек размером 30×60 см, двойное стекло—для остекления ячеек большого размера, а также для остекления металлических переплетов. При указании размеров стекла всегда вначале пишут ширину, а потом высоту листа.
Флинтгласе представляет собой тяжелое стекло, приготовленное по тому же рецепту, что и обычное стекло, и обладает теми же недостатками; он изготовляется в тех же категориях, той же толщины и веса.
Прессованное стекло представляет собой торговое наименование любого листового стекла, отшлифованного и отполированного. Толщина листа колеблется обычно от 3 до 12,7 мм, но стандартом предусмотрена толщина от 6,3 до 21 мм. Это стекло изготовляют листами площадью 25 м2 и более. Прессованное стекло продают поштучно.
Армированное стекло широко применяют в огнестойких стенах, а также для остекления дверей, окон и световых фонарей в трудных условиях эксплуатации. В середине листа заделана проволочная сетка. При нагреве или ударе оно не трескается и не рассыпается подобно обыкновенному стеклу. Стандартная толщина листов изменяется от 3 до 9,5 мм, а листы имеют размеры от 152 до 279 см и от 155 до 356 см. Это стекло изготовляют плоским или рифленым, с гладкой, шероховатой, полированной или фигурной поверхностью. Фигурное и матовое стекло обычно применяют для туалетных комнат и раздевалок.
Прокаленное стекло толщиной 6,5—19 мм применяют для остекления дверей. Оно предоставляет неограниченные возможности при модернизации или проектировании новых вокзалов. Хотя его и не следует рассматривать в качестве огнестойкого материала, однако оно выдерживает температуру до 130° С. Прочность его в 3—4 раза превышает прочность обыкновенного стекла такой же толщины. После прокаливания его нельзя сверлить и резать. Арматура должна прикрепляться к стеклу на заводе.
Теплоизолирующее стекло изготовляют по определенному техническими условиями размеру. Оно состоит из двух стеклянных листов или более, между которыми в герметически закрытом по ребрам пространстве содержится слой искусственно просушенного воздуха. Его применяют вместо зимних рам, особенно в больших помещениях.
Теплопоглощающее стекло поглощает солнечное тепло, не мешая прониканию света, и, уменьшая солнечное сияние, снижает напряжение глаз. Это стекло синевато-зеленого цвета, изготовляется размером 31,2×54,8 см при толщине 3 мм и 182×330 см при толщине 6,5 и 9,5 мм. Оно уменьшает теплопередачу примерно вдвое против обыкновенного стекла.
Пластмассы.
Применение этого относительно нового строительного материала широко практикуется архитекторами и строителями для замены стекла, особенно в световых фонарях, для обшивки стен и в качестве стенового материала. Пока еще нет пластмассы, которая удовлетворяла бы всем потребностям строительства. Прежде чем выбрать пластмассу для использования в строительных целях, необходимо изучить ее свойства. Важнейшими для строительства свойствами пластмассы являются ее прочность, жёсткость, коэффициент температурного расширения и сжатия, теплопроводность, предельная выдерживаемая температура и допустимая длительность нагрева или охлаждения, особенно для наружного применения. Прочность клееной из отдельных слоев или армированной пластмассы, особенно скрепленной стеклянной пряжей, равняется прочности металлических сплавов. Гофрированные листы из пластмассы обладают меньшей прочностью.
По сравнению с другими строительными материалами коэффициент температурного расширения пластмассы довольно велик. При остеклении оконных рам листами из прозрачной пластмассы, если их подвергнуть при этом излишним напряжениям, образуются выгибы, трещины, разрывы и другие дефекты. Так как пластмасса хорошо поддается формовке, это дает возможность для снижения температурных напряжений применять волнистые, изогнутые и фасонные листы. Значительная ползучесть пластмассы является недостатком, особенно в больших листах, так как это приводит к их выгибу, провисанию и короблению. Это зависит от величины допустимых напряжений, которые не должны превышать определенного предела. Некоторые пластмассы легко сгорают, другие горят с трудом, а иные воспламеняются мгновенно и огнеопасны. Прежде чем решить вопрос о возможности применения пластмассы, необходимо тщательно исследовать все перечисленные ее свойства. При применении пластмассы необходимо также учитывать соответствующие строительные правила.
Искусственное стекло из пластмассы, нашедшее применение в публичных железнодорожных зданиях, относится к группе полиэфиров и производных акриловой кислоты. Все пластмассы можно разделить на две большие группы — термопластичные и горячей формовки. Изделия из термопластичной массы несколько размягчаются при длительном нагреве и твердеют при охлаждении. Вообще по мере охлаждения эти изделия делаются более твердыми и жесткими; некоторые из них при сильном охлаждении становятся хрупкими. Пластмассы горячей формовки размягчаются только в начале нагрева, но при дальнейшем нагревании твердеют и больше уже не размягчаются. Последующие изменения температуры имеют относительно слабое влияние, хотя при низких температурах изделия из этой пластмассы несколько твердеют и слегка размягчаются при повышенных температурах. Фактически они обладают пластичностью только однажды — при их приготовлении.
Полиэфировые пластмассы относятся к пластмассам горячей формовки. Большие армированные изделия из пластмассы приготовляются на полиэфировой основе. Сюда относятся, например, волнистые листы, наружная обшивка для двухслойных стальных панелей, остекление больших съемных рам и аналогичные изделия, которые находят все большее применение в строительстве. При приготовлении эти пластмассы представляют собой жидкость, постепенно твердеющую по мере обработки. В расплавленном виде их армируют стеклянными волокнами и смешивают в пластичном состоянии с различными добавками вроде глины и кремнезема.
Акриловые пластмассы термопластичны; они применяются для остекления наружных освещаемых сигналов, окон и световых фонарей. Это наиболее прозрачные из всех пластмасс. Их можно окрашивать в любой цвет или оттенок. Из них отливают плоские, фигурные или волнистые листы площадью до 1,0 м2. Эти пластмассы можно также формовать.
Изделия из пластмассы легкие, небьющиеся, поддаются распиловке ручными или механическими пилами, их можно прибивать гвоздями и сверлить в них дыры. Все это относится к их достоинствам.
Хотя пластмасса стоит дороже стекла, ее стоимость в деле допускает сравнение со стоимостью стекла, сложенной со стоимостью переплета и работы по остеклению.