UA137636U

UA137636U - METHOD OF IMPROVING THERMAL INSULATION AND STRUCTURAL STRENGTH PROPERTIES OF PVC WINDOWS

Info

Publication number: UA137636U
Application number: UAU201904992U
Authority: UA
Inventors: Олег Миколайович Іванов; Ярослав Дмитрович Шовкопляс; Кирило Вікторович Сімонов; Сергій Васильович Ляшенко; Надія Миколаївна Опара
Original assignee: Полтавська Державна Аграрна Академія
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2019-10-25

Abstract

Спосіб поліпшення теплоізоляційних та конструктивно-міцних властивостей склопакетів ПВХ-вікон, при якому використовують дистанційну рамку на основі ПВХ-профілю з повздовжніми внутрішніми та зовнішніми канавками для механічного зачеплення з герметиком, сприяючи обмеженню теплового розширення у поперечній площині ПВХ-профілю. Перешкоджають тепловій деформації ПВХ-профілю у повздовжньому напрямку затверділим герметиком, яким заповнюють поперечні вирізи, які виконують послідовно з кроком 10 мм, на зовнішніх канавках.A method of improving the thermal insulation and structural strength of PVC windows, which uses a spacer frame based on PVC profile with longitudinal inner and outer grooves for mechanical engagement with the sealant, helping to limit thermal expansion in the transverse plane of the PVC profile. Prevent thermal deformation of the PVC profile in the longitudinal direction with hardened sealant, which fills the cross-sections, which are performed sequentially in steps of 10 mm, on the outer grooves.

Description

Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана як спосіб зміцнення та укріплення конструкції склопакетів ПВХ-вікон.The useful model belongs to the field of construction and can be used as a way to strengthen and strengthen the structure of double-glazed PVC windows.

Відомий розповсюджений спосіб формування цілісності конструкції склопакетів, який включає використання між скляними полотнами дистанційних рамок, виготовлених на металевій основі, зокрема із залученням алюмінію чи нержавіючої сталі. Дані рамки виконані у вигляді пустотілого профілю з певним поперечним перерізом у формі плоскої геометричної фігури і розміщені по всьому периметру склопакета у внутрішньому просторі між склом, забезпечуючи рівномірну відстань між нимиThere is a well-known widespread method of forming the structural integrity of double-glazed windows, which includes the use of distance frames made on a metal base between the glass sheets, in particular with the involvement of aluminum or stainless steel. These frames are made in the form of a hollow profile with a certain cross-section in the form of a flat geometric figure and are placed along the entire perimeter of the double-glazed unit in the internal space between the glass, ensuring an even distance between them

АС: ппр//адйіт пи/Кпомеадез/Каспезімеппое-оКпо-рег-роїеті-теріа-6-багомуп-5о51аміуауийв5 ПІП |.AC: ppr//adyit pi/Kpomeadez/Caspezimeppoe-oKpo-reg-roieti-teria-6-bagomup-5o51amiuauiyv5 PIP |.

Головним недоліком даного способу є достатньо висока теплопровідність цих металевих дистанційних рамок, що погіршує теплоізоляційні властивості ПВХ-вікон в цілому та стає причиною виникнення значних тепловтрат в місцях прилягання цих рамок до скла, що в зимовий період стає більш відчутнім та спричиняє утворення в цих холодних зонах конденсату та появи пліснявого нальоту.The main disadvantage of this method is the sufficiently high thermal conductivity of these metal remote frames, which worsens the heat-insulating properties of PVC windows in general and causes significant heat loss in places where these frames adjoin the glass, which becomes more noticeable in the winter and causes the formation of cold zones in these areas condensation and the appearance of mold.

Відомий також спосіб покращення теплоізоляційних властивостей, що включає використання композитних рамок, виготовлених за конструктивним поєднанням різнорідних матеріалів, зокрема металу та матеріалів на основі синтетичних або природних полімерів, наприклад поліпропілену. Для них металева складова забезпечує жорсткість та міцність конструкції рамки, а полімерна - сприяє формування сприятливих теплоізоляційних властивостей з низькою здатністю до теплопередачі (пнре:/оКпа.цалібгагу/сто-їаКое-дузіапізуоппауа-гатка-ужабіе-ої-сопієпів-п2пЗсіаз5-пате-3)І.A method of improving thermal insulation properties is also known, which includes the use of composite frames made by a constructive combination of heterogeneous materials, in particular metal and materials based on synthetic or natural polymers, such as polypropylene. For them, the metal component provides rigidity and strength of the frame structure, and the polymer component contributes to the formation of favorable heat-insulating properties with low heat transfer ability (pnre:/оКпа.цалибгагу/sto-іаКое-дузіапізуоппауа-гатка-ужабіе-ой-сопіепів-п2пЗсіаз5-пате- 3) I.

Недоліком даного способу є доволі висока вартість практичного впровадження із-за значної ціни на композитні матеріали та формування з них профілів різної конструкції.The disadvantage of this method is the rather high cost of practical implementation due to the significant price of composite materials and the formation of profiles of various designs from them.

Також відомий спосіб покращення теплоізоляційних властивостей склопакетів ПВХ-вікон, що досягається використанням дистанційних рамок, виготовлених на основі ПВХ-матеріалів, які характеризуються низькими теплопровідними властивостями та відносно невисокою ціною свого виготовлення.There is also a known method of improving the heat-insulating properties of the double-glazed windows of PVC windows, which is achieved by using remote frames made on the basis of PVC materials, which are characterized by low heat-conducting properties and a relatively low cost of their production.

До недоліку даного способу можна віднести низьку міцність конструкції ПВХ-вікна, зокрема його склопакета, за рахунок високого коефіцієнта лінійного термічного розширення, що приThe disadvantage of this method can be attributed to the low strength of the construction of the PVC window, in particular its glass unit, due to the high coefficient of linear thermal expansion, which

Зо наявності суттєвих температурних коливань стає причиною появи суттєвих деформаційних змін, зокрема об'ємних або лінійних розмірів, приводячи до викривлення рамок та порушення герметичності склопакетів.Due to the presence of significant temperature fluctuations, it becomes the cause of the appearance of significant deformation changes, in particular volumetric or linear dimensions, leading to distortion of the frames and violation of the tightness of the double-glazed windows.

Найближчим аналогом до заявленої корисної моделі є спосіб поліпшення теплоізоляційних та міцних властивостей склопакетів, що досягається використанням дистанційної рамки за патентом РФ 2473765 С1 (МПК ЕОбВ 3/00), що виконана у вигляді порожнього ПВХ-профілю з поперечним перерізом у формі плоскої геометричної фігури, одна із сторін якої спільно з поздовжньою стороною профілю утворює грань профілю з перфорацією. При цьому одна грань, що розташована навпроти грані профілю з перфорацією, має іншу форму, відмінну від прямолінійної, і містить канавки для механічної взаємодії між дистанційною рамкою і герметиком.The closest analogue to the declared useful model is the method of improving the thermal insulation and strength properties of double-glazed windows, which is achieved by using a distance frame according to the patent of the Russian Federation 2473765 C1 (МПК ЕОбВ 3/00), which is made in the form of an empty PVC profile with a cross section in the form of a flat geometric figure, one of the sides of which together with the longitudinal side of the profile forms the face of the profile with perforation. At the same time, one face, which is located opposite the face of the profile with perforation, has a different shape, different from the rectilinear one, and contains grooves for mechanical interaction between the remote frame and the sealant.

Недоліком аналога є те, що даний спосіб не забезпечує високі міцні характеристики склопакетів, так як дистанційна рамка має недостатньо великий опір своєму лінійному термічному розширенню в повздовжньому напрямку, що може спровокувати надмірне зрушення рамки з порушенням геометрії свого розташування у склопакеті та порушення герметичності вузлів примикання.The disadvantage of the analogue is that this method does not provide high strength characteristics of double-glazed units, since the remote frame has insufficient resistance to its linear thermal expansion in the longitudinal direction, which can provoke excessive displacement of the frame with a violation of the geometry of its location in the double-glazed unit and a violation of the tightness of the junction nodes.

Поставлена задача розробити спосіб поліпшення теплоізоляційних та конструктивно-міцних властивостей склопакетів ПВХ-вікон, який би, зберігаючи високі теплоізоляційні властивості дистанційної рамки з ПВХ-матеріалу, в незалежності від температурного стану рамки убезпечував її від надмірного розширення або стиску у поперечному напрямку, зберігаючи незмінність конструктивних та міцних характеристик склопакетів ПВХ-вікон.The task is to develop a method of improving the heat-insulating and structurally strong properties of the double-glazed windows of PVC windows, which, while maintaining the high heat-insulating properties of the remote frame made of PVC material, regardless of the temperature state of the frame, would protect it from excessive expansion or compression in the transverse direction, while maintaining the constancy of the structural properties and strong characteristics of double-glazed windows of PVC windows.

Поставлена задача вирішується тим, що в заявленому способі, що включає використання дистанційної рамки на основі ПВХ-профілю з повздовжніми внутрішніми та зовнішніми канавками для механічного зачеплення з герметиком, сприяючи обмеженню теплового розширення у поперечній площині ПВХ-профілю, перешкоджання тепловій деформації ПВХ- профілю у повздовжньому напрямку відбувається затверділим герметиком, що заповнив собою поперечні вирізи, виконаних послідовно з кроком 10 мм, на зовнішніх канавках.The problem is solved by the fact that in the claimed method, which includes the use of a distance frame based on a PVC profile with longitudinal internal and external grooves for mechanical engagement with the sealant, contributing to limiting thermal expansion in the transverse plane of the PVC profile, preventing thermal deformation of the PVC profile in in the longitudinal direction, the hardened sealant fills the transverse cutouts, made sequentially with a step of 10 mm, on the outer grooves.

Виконаний заявником аналіз рівня техніки, в який включається пошук по патентних, науково- технічних та інших видах джерел інформації, які містять відомості про аналоги заявленого технічного рішення корисної моделі, дозволив встановити, що заявник не виявив аналог, який бо характеризувався би ознаками, ідентичним істотним ознакам технічного рішення.The analysis of the level of technology performed by the applicant, which includes a search for patent, scientific and technical and other types of information sources that contain information about analogs of the claimed technical solution of the utility model, made it possible to establish that the applicant did not find an analog that would be characterized by features identical to the essential signs of a technical solution.

Визначення із переліку виявлених аналогів, як найбільше близького до істотних ознак корисної моделі, дало можливість виявити сукупність суттєвих ознак корисної моделі та окреслити множину істотних, по відношенню до передбаченого результату, відповідних відмінних ознак в заявленому рішенні, які виявлено в формулі корисної моделі.The identification from the list of identified analogues as the closest to the essential features of the useful model made it possible to identify a set of essential features of the useful model and to outline a set of significant, in relation to the predicted result, corresponding distinctive features in the declared solution, which were found in the formula of the useful model.

Суть технічного рішення пояснюється кресленнями дистанційної рамки з ПВХ-профілю, за допомогою якої реалізується заявлений спосіб, зокрема на фіг. 1 відображений фрагмент дистанційної рамки в аксонометричному вигляді, на фіг. 2 - поперечний переріз склопакета з розміщеною всередині дистанційною рамкою з з ПВХ-профілю.The essence of the technical solution is explained by the drawings of the remote frame made of a PVC profile, with the help of which the claimed method is implemented, in particular in fig. 1 shows a fragment of the distance frame in an axonometric view, in fig. 2 - cross-section of a double-glazed unit with a distance frame made of a PVC profile placed inside.

Дистанційна рамка представляє собою пустотілий ПВХ-профіль з поперечним перерізом у формі плоскої геометричної фігури, одна із сторін якої спільно з поздовжньою і стороною профілю утворює грань профілю 1 з перфорацією 2, а на протилежній грані містяться по відношенню до внутрішнього простору профілю зовнішні З та внутрішні 4 канавки для механічної взаємодії з постійно-пластинчатим герметиком 5, при цьому на зовнішніх канавках З по всій їхній довжині виконані поперечні вирізи 6 шириною З мм з кроком 10 мм, а бічні грані 7 профілю виконані ввігнутими всередину ПВХ-профілю, формуючи С-подібну форму, які відділяються від скляних полотен 8 бутиловим герметиком 9.The distance frame is a hollow PVC profile with a cross section in the form of a flat geometric figure, one of the sides of which, together with the longitudinal side of the profile, forms the face of the profile 1 with perforation 2, and on the opposite face, in relation to the internal space of the profile, the external Z and internal 4 grooves for mechanical interaction with the permanent-plate sealant 5, while on the outer grooves З along their entire length, transverse cutouts 6 with a width of З mm with a step of 10 mm are made, and the side faces 7 of the profile are made concave inside the PVC profile, forming a C-shaped form, which are separated from glass sheets 8 by butyl sealant 9.

Свій функціонал дистанційна рамка реалізує наступним чином.The remote frame implements its functionality as follows.

При формуванні склопакета між двома скляними полотнами 8 розташовується дистанційна рамка, на бічні грані 7 якої наносять бутиловий герметик 9, заповнюючи їх С-подібні форми. При герметизації торцевої частини склопакета постійно-пластинчастим герметиком 5, окреслений герметик попадає до внутрішніх 4 та зовнішніх З канавок, а також заповнює собою поперечні вирізи 6.When forming a double-glazed unit, a distance frame is placed between two glass sheets 8, on the side faces 7 of which butyl sealant 9 is applied, filling their C-shaped shapes. When sealing the end part of the double-glazed unit with a continuous-lamellar sealant 5, the outlined sealant gets to the inner 4 and outer Z grooves, and also fills the transverse cutouts 6.

У період експлуатації ПВХ-вікон з сформованим склопакетом дистанційна рамка зазнає термічних навантажень з відчутною зміною свого температурного стану. Це провокує ПВХ- профіль рамки за рахунок великого коефіцієнта лінійного термічного розширення деформуватись в повздовжній та поперечній площині. Але за рахунок заглиблення вирізів б до герметику 5 створюється міцне механічне зачеплення між ними, що стримує ПВХ-профіль від переміщення в повздовжній площині. Виконання вирізів б з невеликим кроком - 10 мм - дозволяє убезпечити ПВХ-профіль від свого переміщення в локальній зоні. Крім цьогоDuring the operation of PVC windows with a formed glass unit, the remote frame is subjected to thermal loads with a noticeable change in its temperature state. This provokes the PVC profile of the frame to deform in the longitudinal and transverse planes due to the large coefficient of linear thermal expansion. But due to the deepening of the cutouts b to the sealant 5, a strong mechanical engagement is created between them, which prevents the PVC profile from moving in the longitudinal plane. Making cutouts b with a small step - 10 mm - allows you to secure the PVC profile from moving in the local area. beside this

Зо заповнення С-подібних бічних граней 7 та канавок 3, 4 бутиловим герметиком 9 створює суттєву перешкоду для ПВХ-профілю для його переміщення в поперечній площині та вильоту до внутрішнього простору між скляними полотнами 8 склопакета.By filling the C-shaped side faces 7 and grooves 3, 4 with butyl sealant 9, it creates a significant obstacle for the PVC profile to move in the transverse plane and fly to the inner space between the glass sheets 8 of the double-glazed unit.

Таким чином, запропонований спосіб на основі використання дистанційної рамки з ПВХ- профілю дає можливість за рахунок низької теплопровідності ПВХ-матеріалу отримати високі теплоізоляційні властивості склопакета, а обмеження теплової деформації рамки у повздовжній площині за рахунок механічного зачеплення герметику з поперечними вирізами повздовжніх канавок убезпечить склопакет від розгерметизації, підвищить його міцність та конструктивну цілісність.Thus, the proposed method based on the use of a distance frame made of a PVC profile makes it possible to obtain high thermal insulation properties of the double-glazed window due to the low thermal conductivity of the PVC material, and limiting the thermal deformation of the frame in the longitudinal plane due to the mechanical engagement of the sealant with transverse cuts of the longitudinal grooves will protect the double-glazed window from depressurization, will increase its strength and structural integrity.

Claims

40 USEFUL MODEL FORMULA A method of improving the thermal insulation and structural strength properties of double-glazed units of PVC windows, in which a remote frame based on a PVC profile with longitudinal internal and external grooves for mechanical engagement with the sealant is used, contributing to the limitation of thermal expansion in the transverse plane of the PVC profile , which is distinguished by the fact that the thermal deformation of the PVC profile in the longitudinal direction is prevented by a hardened sealant, which is used to fill the transverse cutouts, which are performed sequentially in mm increments, on the external grooves.