Ваш город:
Москва
8 800 500-9780 welcome@forzacom.ru   Задать вопрос

Статьи


Электроприводы для окон - расчет нагрузок и необходимого усилия

faq1.jpg

Одним из главных факторов, учитываемых при выборе электроприводов, является их способность воспринимать нагрузки - необходимое минимальное усилие. Нагрузка бывает статической (вес створки) и динамической (ветровая и снеговая нагрузки). В зависимости от направления открывания оконной створки определяется минимальное усилие на открывание и закрывание.

Расчет необходимого усилия основывается на данных СНиП 2.01.07-85 и СНиП 2.03.06-85. В общем виде формула для определения необходимого усилия привода выглядит так: 

Для вертикальных окон и фрамуг:

 windows_load.jpg F = (W + Wp) / 2 * S / H  

Для наклонных люков:
windows_load1.jpg     F = (W + Sl) / 2    

где:
W - вес створки, кг
S - ширина открывания, мм
Sl - снеговая нагрузка, кг
Wp - ветровая нагрузка, кг
H - высота створки, мм (для поворотных окон используется ширина створки)

Вес створки

Для сборных створок вес складывается из веса заполнения (стекла) и веса обрамления (профиля): 

W = Sc * Q * S + Wk 

где:
Sc – общая толщина стекла, мм
Q – удельный вес стеклянной пластины толщиной 1мм, кг/м2 (2,5)
S – площадь створки, м2
Wk – вес каркаса створки, кг

Ветровая нагрузка

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки Wр в зависимости от высоты Hi над поверхностью земли следует определять по формуле: 

Wp = Wo * k(Hi) * c 

где: 
Wо — расчетное значение ветрового давления, определяется по карте приложения в «Изменениях к СНиП 2.01.07-85» (рис. 1); 
k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты Hi, определяется по таблице 1;
c — аэродинамический коэффициент (п 6.6 СНиП 2.01.07-85).   

wind_load.png
Рис.1 Районирование территории РФ по расчетному значению давления ветра

Таблица 1  Коэффициент k(Hi) для типов местности (СНиП 2.01.07-85)

Высота установки Hi, м А В С
До 5 0,75 0,50 0,40
10 1,00 0,65 0,40
20 1,25 0,85 0,55
40 1,50 1,10 0,80
60 1,70 1,30 1,00
80 1,85 1,45 1,15
100 2,00 1,60 1,25
150 2,25 1,90 1,55
200 2,45 2,10 1,80
250 2,65 2,30 2,00
300 2,75 2,50 2,20

Типы местности:
А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
Б – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
В – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м

Снеговая нагрузка

Нагрузку от веса снегового покрова Sl, требуемую для расчета усилия можно установить по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», в т.ч. по картам, вложенным в «Изменения к СНиП 2.01.07-85». 
На Рис. 2 показаны нагрузки от веса снегового покрова для расчета по второй группе предельных состояний (с коэффициентом 0,7). Cнеговая нагрузка по двум предельным состояниям приведена в таблице 2.

snow_load1.png

Рис.2 Районирование территории РФ по расчетному значению веса снегового покрова

Таблица 2  Расчетный вес снегового покрова Sg на 1 м² горизонтальной поверхности земли

Снеговые районы Российской Федерации 1 2 3 4 5 6 7 8
Sg, кПа
(кг/м²)
0,80/0,56
(80/56)
1,2/0,84
(120/84)
1,80/1,26
(180/126)
2,40/1,68 
(240/168)
3,20/2,24
(320/224)
4,00/2,80
(400/280)
4,80/3,36
(480/336)
5,60/3,92
(560/392)

Снижение и увеличение снеговых нагрузок, зависящих от направления ветра и угла наклона скатов, учитываются коэффициентом µ.

  С увеличением угла наклонов скатов снега на крыше остается меньше, он сползает под собственным весом. При углах скатов, равных или больше 60°, снега на крыше совсем не остается. Коэффициент µ в этом случае равен 0. При углах скатов равных или меньше 30° коэффициент µ равен 1. Для промежуточных значений углов скатов µ находится методом прямой интерполяции (усреднением). Так, например, для скатов с углом наклона 40° коэффициент µ будет равен 0,66, для 45° — 0,5, а для 50° — 0,33.

snow_load.jpg

Таким образом, расчетная и расчетная нормативная нагрузки от веса снега учитывающие углы наклонов скатов (Sl и Slн), рассчитываются как произведение полной нагрузки от веса снега (Sg) и коэффициента µ:

Sl = Sg * µ — для первого предельного состояния (расчет на прочность);
Slн = 0,7 * Sg * µ — для второго предельного состояния (расчет на деформацию)

Пример расчета нагрузки

Ниже приведен пример расчета для наклонного люка:
- габаритный размер 800*1200h
- город установки Екатеринбург
- угол наклона относительно горизонта 30 град 
- вес створки 45 кг

Екатеринбург находится в 3 снеговом районе, расчетная снеговая нагрузка 180 кг/м2. С учетом угла наклона определяем расчетную снеговую нагрузку:

Sl = 0,7 * 180 * 1 * 0.8 * 1.2 = 121 кг

F = (45 + 121) / 2 = 83 кг 

1 кг = 9,8 Н 

F = 813 Н

Для данной конструкции минимальное требуемое усилие для открывания составляет 813 Н - с учетом требований по классу защиты IP можно использовать, например, штоковый электропривод FORCE (1000 Н) или тандемную установку RACK - AUX RACK (1500 Н).

← Назад в раздел