LV15455B

LV15455B - CONSTRUCTION OF WINDOW FASTENERS IN INSULATED EXTERIOR WALL AND ITS INSTALLATION METHODS

Info

Publication number: LV15455B
Application number: LVP-19-37
Authority: LV
Inventors: LAPSA Videvuds-Ārijs; VILNĪTIS Mārtiņš
Original assignee: Rīgas Tehniskā Universitāte
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2021-01-20

Abstract

Izgudrojums attiecas uz būvniecības nozari, konkrēti uz esošo, kā arī jaunu civilo un ražošanas ēku siltināšanu. Izgudrojuma mērķis ir samazināt siltuma zudumus pa logu perimetrālo stiprinājumu siltinātā ārsienā, loga rāmi loga ailē ievietojot siltuma izolācijas slāņa (2) frontālajā daļā. Ap rāmja perimetru ir aploda (4) no materiāla, kura siltumvadāmība ir mazāka par ārsienas konstruktīvā slāņa (3) siltumvadā mību. Aplodas (4) ārējā mala ir pievienota loga rāmim (1), bet tās iekšējā mala ir pievienota ārsienas iekšējam konstruktīvajam slānim (3)The invention relates to the construction industry, specifically to the insulation of existing as well as new civil and industrial buildings. The purpose of the invention is to reduce heat loss through the perimeter fastening of windows in an insulated outer wall, by placing the window frame in the window slot in the frontal part of the heat insulation layer (2). Around the perimeter of the frame there is a collar (4) made of a material whose thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the constructive layer (3) of the outer wall. The outer edge of the jamb (4) is attached to the window frame (1), while its inner edge is attached to the inner structural layer of the outer wall (3).

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTSDESCRIPTION OF THE INVENTION

[001] Izgudrojums attiecas uz būvniecības nozari. Izgudrojums var tikt izmantots jaunu ēku būvniecībā, rekonstrukcijas darbos un esošu ēku fasāžu siltuma izolācijas darbos.The invention relates to the construction industry. The invention can be used in the construction of new buildings, reconstruction works and thermal insulation works of existing building facades.

Zināmais tehnikas līmenisPrior art

[002] Ir zināma logu stiprināšanas fasādē konstrukcija, kas satur rāmja siltajā pusei cauri izlaistus un slodzi nesošajā sienā ievietotus periodiska profila dibeļus ar gareniskām spraugām to dziļajos galos, kuros ir ievietoti ķīļi. Dibeļus iedziļinot urbumos, šie ķīļi atver to galu gareniskās spraugas, tā palielina dībeļu profilēto virsmu berzes saķeri ar urbuma virsmu un tā nodrošina dībeļu fiksāciju urbumos, kā arī logu rāmju nostiprinājumu ārsienā [1]. Šī konstrukcija neļauj loga rāmi iznest un ievietot siltinātās fasādes frontālajā daļā, jo siltuma izolācijas materiālu nepietiekošā stiprība nedod iespēju tajos nostiprināt dībeļu konstrukcijas. Tādēļ stiprinot loga rāmi fasādes iekšējā, slodzi nesošajā (turpmāk konstruktīvajā) slānī, tajā apkārt loga perimetram izveidojas iekštelpas siltumu izvadoša josla - lineārs aukstuma tilts, ar iespējamu kondensāta rašanās risku.[002] A construction is known for fastening windows in a façade, which comprises periodic profile bottoms with longitudinal slits in the deep ends in which the wedges are inserted through the warm side of the frame and inserted in the load-bearing wall. By inserting the dowels into the holes, these wedges open the longitudinal slots of their ends, it increases the frictional adhesion of the profiled surfaces of the dowels to the borehole surface and it ensures the fixing of the dowels in the holes, as well as the fixing of window frames in the outer wall [1]. This construction does not allow the window frame to be taken out and placed in the front part of the insulated facade, because the insufficient strength of thermal insulation materials does not allow to fasten the dowel structures in them. Therefore, by strengthening the window frame in the inner, load-bearing (hereinafter constructive) layer of the facade, an indoor heat dissipation zone is formed around the window perimeter - a linear cold bridge, with a possible risk of condensation.

[003] Ir zināma logu stiprinājumu konstrukcija, kas satur horizontālas metāla profila konsoles, kuru iekšējie gali ir piestiprināti pie ārsienas slodzi nesošā slāņa (ķieģeļu mūra), bet ārējie gali, kopā ar logu regulēšanas sistēmām, nes logu rāmi [2]. Tā kā šīs konsoles iet cauri visai sienai, tad tās darbojas kā punktveida aukstuma tilti un uz tiem telpas iekšpusē var izveidoties kondensāts, bet ziemā var pat rasties sarma.[003] A construction of window fasteners is known which comprises horizontal metal profile brackets, the inner ends of which are attached to the load-bearing layer of the outer wall (brick wall), and the outer ends, together with the window adjustment systems, support the window frame [2]. Because these consoles run through the entire wall, they act as point cold bridges and can cause condensation to form inside the room, but can even cause frost in winter.

[004] Ir zināma logu stiprinājuma konstrukcija, kas satur pie koka ārsienas loga ailes rāmja iekšējā stūra stiprinātu regulējamu metāla profilu [3]. Tā kā šis stiprinājums aptver visu loga rāmja biezumu, tad, ņemot vērā metāla lielo siltumvadāmību, arī šis stiprinājums darbojas kā aukstuma tilts.A window fastening construction is known which comprises an adjustable metal profile fastened to the inner corner of the window frame of a wooden exterior wall [3]. As this fastener covers the entire thickness of the window frame, due to the high thermal conductivity of the metal, this fastener also acts as a cold bridge.

[005] Ir zināma logu stiprinājumu konstrukcija, nesoša loga rāmja svaru un balstītu uz metāla Ι-veida profiliem, kuri, savukārt, ir balstīti uz sienai perpendikulāriem kvadrātcauruļu profiliem [4]. Tā šeit ir radīta koncentrēta slodze uz siltuma izolācijas slāni un, tā kā šo cauruļu gali atrodas dažādās temperatūras zonās, tad tajos rodas gaisa konvekcija, kura arī izraisa siltuma zudumus no iekštelpas. Šis tehniskais risinājums ir izvēlēts par izgudrojuma prototipu.[005] The construction of window fasteners is known, the weight of the load-bearing window frame and based on metal Ι-shaped profiles, which in turn are based on square pipe profiles perpendicular to the wall [4]. This creates a concentrated load on the thermal insulation layer here, and since the ends of these pipes are located in different temperature zones, air convection occurs in them, which also causes heat loss from the interior. This technical solution has been chosen as a prototype of the invention.

Izgudrojuma mērķis un būtībaPurpose and essence of the invention

[006] Izgudrojuma mērķis ir radīt tādu logu stiprinājumu konstrukciju un tās montāžas paņēmienu, kas ļautu siltinātā ārsienā iemontēt logu tā, lai aukstā klimata apstākļos šajā konstrukcijā neveidotos aukstuma tilti un lai tā būtu vienkārša, lēta un viegli izveidojama.The object of the invention is to provide a window fastening structure and its mounting method which would allow a window to be installed in an insulated outer wall in such a way that cold bridges do not form in the structure and that it is simple, inexpensive and easy to build.

[007] Šī mērķa sasniegšanai ir piedāvāta konstrukcija (1. zīm.), kurā logs ir ievietots ārsienas loga ailes frontālajā daļā tā, lai loga rāmis (1) atrastos tikai siltuma izolācijas slāņa (2) frontālajā daļā un lai tam nebūtu termiskā kontakta ar ārsienas slodzi nesošo (turpmāk konstruktīvo) iekšējo slāni (3), izgatavotu, piemēram, no blokiem vai betona, vai arī no ķieģeļiem. Taču siltuma izolācijas slānī loga rāmi (1) tiešā veidā mehāniski iestiprināt nav iespējams tā porainās vai šķiedrainās struktūras un nepietiekošas stiprības dēļ, jo siltuma izolācijas slānis nav projektēts mehāniskās slodzes uzņemšanai. Tādēļ loga ailē ir ievietota iepriekš sagatavota perimetrālā aploda (4) ar platumu, kas atbilst ārsienas biezumam. Tā ir izveidota no materiāla, kura siltumvadāmība ir mazāka par ārsienas konstruktīvā slāņa siltumvadāmību. Tas var būt, piemēram, ar stikla šķiedrām stiegrots putu poliuretāns, vai arī kokšķiedru plātne. Šīs aplodas (4) iekšējās malas ir piestiprinātas mehāniski, piemēram, ar dībeļiem (5), pie ārsienas iekšējā konstruktīvā slāņa (3), bet aplodas (4) ārējās malas ir pievienotas, piemēram, ar skrūvēm (6), pie loga rāmja (1). Šāda aploda nes gan loga pašsvaru, gan arī visas ārējās slodzes un izkliede tādā veidā nodod tās ārsienas iekšpusē esošajiem slodzi nesošajam (konstruktīvajam) slānim.To achieve this goal, a construction is proposed (Fig. 1) in which the window is placed in the front part of the window wall of the outer wall so that the window frame (1) is only in the front part of the thermal insulation layer (2) and does not have thermal contact with the load-bearing (hereinafter constructive) inner layer (3) of the outer wall, made, for example, of blocks or concrete, or of bricks. However, it is not possible to mechanically fasten the window frame (1) directly in the thermal insulation layer due to its porous or fibrous structure and insufficient strength, because the thermal insulation layer is not designed to absorb mechanical loads. Therefore, a pre-prepared perimeter frame (4) with a width corresponding to the thickness of the outer wall is placed in the window pane. It is made of a material whose thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the structural layer of the outer wall. This can be, for example, fiberglass-reinforced polyurethane foam or wood-fiber board. The inner edges of this jamb (4) are fastened mechanically, for example with dowels (5), to the inner structural layer (3) of the outer wall, while the outer edges of the jamb (4) are attached, for example with screws (6), to the window frame ( 1). Such a frame carries both the self-weight of the window and all external loads, and the scattering thus transfers it to the load-bearing (structural) layer inside the outer wall.

[008] Izgudrojuma konstrukcijas montāža var tikt veikta ar šādiem tehnoloģiskiem paņēmieniem:[008] The assembly of the construction of the invention can be performed by the following technological methods:

1) Iepriekš sagatavo logu kopā ar aplodu (4) - logu pirms montāžas ievieto aplodā (4), savieno loga rāmi (1) ar tās ārējo malu un spraugu starp tām noblīvē. Pēc tam sagatavoto logu kopā ar aplodu (4) ieceļ loga ailē un aplodas (4) iekšējo malu savieno ar ārsienas iekšējo konstruktīvo slāni (3). Pēc tam noblīvē spraugu starp aplodu (4) un ailes konstruktīvā slāņa perimetru.1) Prepare the window together with the frame (4) - before mounting, place the window in the frame (4), connect the window frame (1) with its outer edge and seal the gap between them. The prepared window together with the frame (4) is then placed in the window box and the inner edge of the frame (4) is connected to the inner structural layer (3) of the outer wall. Then seal the gap between the jamb (4) and the perimeter of the structural layer of the box.

2) Aplodu (4) ievieto loga ailē un tās iekšējo malu piestiprina pie ārsienas iekšējā konstruktīvā slāņa (3). Spraugu starp aplodas (4) malām un ailes perimetru noblīvē. Pēc tam aplodā (4) ievieto logu un tā rāmi (1) piestiprina pie aplodas (4) ārējās malas. Tad noblīvē spraugu starp aplodu (4) un loga rāmi (1).2) The frame (4) is placed in the window box and its inner edge is attached to the inner structural layer (3) of the outer wall. The gap between the edges of the frame (4) and the perimeter of the box is sealed. The window is then placed in the jar (4) and its frame (1) is attached to the outer edge of the jar (4). Then seal the gap between the frame (4) and the window frame (1).

[009] Tā kā piedāvātā loga konstrukcijas perimetrs nekur vairs mehāniski nav kontaktā ar ārsienas konstruktīvo slāni, tad termiskais kontakts starp tiem un aplodu ir pārtraukts, pa ailes perimetru esošais aukstuma tilts arī tiek pārtraukts un telpas siltuma zudumi ir būtiski samazināti.Since the perimeter of the proposed window structure is no longer mechanically in contact with the outer wall structural layer, the thermal contact between them and the jamb is interrupted, the cold bridge along the perimeter of the column is also interrupted and the heat loss of the room is significantly reduced.

[010] Izgudrojums ir paskaidrots ar šādu zīmējumu:The invention is illustrated by the following drawing:

1. zīm. Logu stiprinājumu konstrukcija siltinātā ārsienā: loga rāmis (1), siltuma izolācijas slānis (2), ārsienas iekšējais konstruktīvais slānis (3), siltumizolējoša aploda (4), aplodas stiprinošais dībelis (5), aplodas stiprinājuma skrūve (6), siltumizolācijas aizsargslānis fasādes apdare (7), spraugu hermetizācijas blīvējums (8).Fig. 1 Construction of window fastenings in insulated outer wall: window frame (1), thermal insulation layer (2), outer structural inner layer (3), heat-insulating frame (4), frame fixing dowel (5), frame fastening screw (6), thermal insulation protective layer for facades finish (7), gap seal (8).

Izgudrojuma īstenošanas piemēriExamples of implementation of the invention

[011] Izgudrojuma realizācijas piemērs ir dzelzsbetona paneļu ārsiena Eiropas ziemeļvalstu klimatiskajiem apstākļiem (1. zīm.):[011] An example of the implementation of the invention is the external wall of a reinforced concrete panel for the climatic conditions of the Nordic countries (Fig. 1):

Loga aile ir izveidota ārsienā (panelī vai monolītā ārsienā), kas satur konstruktīvo slodzi nesošo betona C40/50 iekšējo slāni (3) ar biezumu 100 mm, minerālvates siltuma izolācijas slāni (2) ar biezumu 200 mm un cementa-šķiedru siltuma izolācijas aizsargslāni (7) ar biezumu 20 mm, kurš kalpo arī fasādes apdarei. Šādas ārsienas siltuma pretestība ir 5,646 m²^K/W, kura atbilst Latvijas būvnormatīvā LVS EN 002-15 prasītajiem 5,556 m²^K/W. Koka loga rāmis (1) ar biezumu 80 mm ir iestiprināts ārsienas frontālajā daļā pie siltuma izolācijas slāņa ārējās virsmas un satur trīskameru stikla paketi. Starp loga ailes iekšējo virsmu un loga rāmi (1) pa loga perimetru ir iestiprināta siltumu aizturoša 300 mm plata un 20 mm bieza aploda (4) no stiegrota putu poliuretāna plātnes ar siltumvadāmību λ=0,03W/m·K. Aplodas (4) iekšējā mala ar dībeļskrūvi (5) ir piestiprināta pie ārsienas konstruktīvā (slodzi nesošā) iekšējā betona slāņa (3), bet pie tās ārējās malas ir pieskrūvēts loga rāmis (1). Gaisa filtrācijas novēršanai spraugas starp loga rāmi (1) un aplodu (4), kā arī starp ārsienas konstruktīvo (slodzi nesošo) iekšējo slāni (3) un aplodu (4), ir noblīvēts ar hermetizējošu materiālu (8). Šādas aplodas (4) siltuma pretestība RT ir 6,85 m²^K/W.The window opening is formed in the outer wall (panel or monolithic outer wall), which contains the inner load-bearing concrete C40 / 50 concrete layer (3) with a thickness of 100 mm, mineral wool thermal insulation layer (2) with a thickness of 200 mm and a cement-fiber thermal insulation protective layer ( 7) with a thickness of 20 mm, which also serves for facade decoration. Such outer wall of the heat resistance of 5.646 m @ ² K / W, which corresponds Latvian Construction Standard ISO 002-15 requested 5.556 m ^ ² K / W. The wooden window frame (1) with a thickness of 80 mm is fixed in the front part of the outer wall to the outer surface of the thermal insulation layer and contains a three-chamber glass package. Between the inner surface of the window opening and the window frame (1) along the perimeter of the window is attached a heat-retaining frame 300 mm wide and 20 mm thick (4) made of reinforced polyurethane foam board with thermal conductivity λ = 0.03W / m · K. The inner edge of the frame (4) is attached to the outer (structural) inner concrete layer (3) of the outer wall with a dowel screw (5), but the window frame (1) is screwed to its outer edge. To prevent air filtration, the gaps between the window frame (1) and the jamb (4), as well as between the outer (structural) inner layer (3) of the outer wall and the jamb (4), are sealed with a sealing material (8). The thermal resistance RT of such a jamb (4) is 6.85 m ² ^ K / W.

[012] Piedāvātā loga stiprinājuma konstrukcijas lietošana siltinātās ārsienās ļauj samazināt iekštelpu siltuma zudumus un izslēdz kondensāta rašanos pa ārsienas loga ailes perimetru. Šī konstrukcija ir izmantojama gan jaunās siltinātās ārsienās, gan arī esošu ēku fasāžu siltuma izolācijas darbos.[012] The use of the proposed window mounting structure in insulated exterior walls allows to reduce indoor heat loss and eliminates the formation of condensation along the perimeter of the exterior wall window opening. This construction can be used both in new insulated exterior walls and in thermal insulation works of existing building facades.

Informācijas avotiSources of information

1. REHAU® Unlimited Polymer Solutions. Nordic Design Plus. Technical information installation recommendations. Master template, needs to be adapted to country specific requirements. Status: 07.2012, p.6. www.rehau.com1. REHAU® Unlimited Polymer Solutions. Nordic Design Plus. Technical information installation recommendations. Master template, needs to be adapted to country specific requirements. Status: 07.2012, p.6. www.rehau.com

2. Window Bracket Systems ABI®. www.aibsc.com.pl2. Window Bracket Systems ABI®. www.aibsc.com.pl

3. Kommerling® Komafixing bracket. https://www.koemmerling.com3. Kommerling® Komafixing bracket. https://www.koemmerling.com

4. Windows® Facade Profiles. Supporting Bracket. https: //fiberline.com/window facade-profiles4. Windows® Facade Profiles. Supporting Bracket. https://fiberline.com/window facade-profiles

Claims

Construction of window fastenings in insulated outer walls, comprising mechanical fastenings of the window frame (1) in the inner structural layer (3) of the outer wall, characterized in that the window frame (1) is placed in the front part of the thermal insulation layer (2), frame (1) the perimeter is covered by a frame (4) with a width corresponding to the wall thickness, which is made of a material with thermal conductivity less than the thermal conductivity of the inner structural layer (3) of the outer wall, the outer edge of the frame (4) is connected to the window frame (1). 4) the inner edge is connected to the inner structural layer of the outer wall (3).

A method of assembling a window fastening structure according to claim 1, comprising the following sequential steps: before assembling the window, place the window (4), connect the window frame (1) to the outer edge of the frame (4), seal the gap between them with sealant (8) ), the prepared window is placed in a column, there the inner edge of the frame (4) is attached to the inner structural layer (3) of the outer wall and the gap between the frame (4) and the perimeter of the inner structural layer (3) of the outer wall is sealed.

A method of assembling a window fastening structure according to claim 1, comprising the following sequential steps: inserting a jamb (4) in a window pane, attaching its inner edge to the inner structural layer (3) of the outer wall and sealing the gap therebetween, then the jamb (4) insert the window, attach the frame (1) to the outer edge of the frame (4) and seal the gap between the frame (1) and the frame (4).