Comparison of the open and closed profile in the PVC profiles of a window frame

ABSTRACT: Contemporary window joinery mainly uses polyvinyl chloride (PVC) for the production of windows, which has good durability and thermal properties, but relatively low stiffness. The first two features mean that when the windows are exposed to large temperature changes, there are significant displacements of the window elements, which with the complex form of the window structure leads to significant deformations, and thus loss of tightness. In order to minimize these effects, specially adapted open steel sections with a minimum thickness of 1.5 mm are placed in the main chambers of window profiles, which, according to the designers’ assumptions, is to increase the stiffness of the window. The authors conducted research on the possibility of closing an open profile in order to increase its bending and torsional stiffness. This solution allowed to significantly increase the stiffness of the windows, and thus reduce their susceptibility to torsional and bending deformations, which has a positive effect on maintaining tightness and eliminating thermal bridges.

KEYWORDS: torsional stiffness, bending stiffness, window frames, PVC profiles

STRESZCZENIE: We współczesnej stolarce okiennej do produkcji okien wykorzystuje się przede wszystkim polichlorek winylu (PVC) charakteryzujący się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi i termicznymi, ale stosunkowo małą sztywnością. Te dwie pierwsze cechy sprawiają, że przy dużych zmianach temperatury, na jakie narażone są okna, występują znaczne przemieszczenia elementów okna, co przy złożonej formie konstrukcji prowadzi do znaczących odkształceń i utraty szczelności. W celu minimalizacji tych efektów w głównych komorach profili okiennych umieszcza się specjalnie dopasowane kształtowniki stalowe otwarte o grubości blachy co najmniej 1,5 mm, co w myśl założeń konstruktorów ma zwiększać sztywność okien. Autorzy przeprowadzili badania możliwości zamknięcia profilu otwartego, aby zwiększyć jego sztywność giętną i skrętną. Takie rozwiązanie pozwoliło na znaczne zwiększenie sztywności okien, a co za tym idzie zmniejszenie ich podatności na deformacje skrętne i giętne, co wpływa na zachowanie szczelności i likwidację mostków cieplnych.

SŁOWA KLUCZOWE: sztywność giętna, sztywność skrętna, profile okienne, profile PVC

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Bergstrom M., Bronnestam U., Gustafsson M., Ingvarsson L., Setter L. “Sheet Steel Handbook – Design and fabrication in high strength steel”. SSAB Tunnplant AB, Borlange, Sweden (1996), 5:12-5:27.

[2] Brzoska Z. „Statyka i stateczność konstrukcji prętowych i cienkościennych”. Warszawa: PWN (1965).

[3] PN-88/B-10085/A2, „Stolarka budowlana. Okna i drzwi.Wymagania i badania”.

[4] BN-75/7150-03, „Okna i drzwi balkonowe drewniane. Metody badań”.

[5] „Podręcznik praktyka” nr 6. „Dział doradztwa dla architektów”. GEALAN (2004).

[6] Kopecki T., „Stany zaawansowanych deformacji w projektowaniu cienkościennych ustrojów nośnych”. Rzeszów: Oficyna wydawnicza PRz (2010).

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.7.9

 

* Artykuł recenzowany