Окна как элементы оболочки здания должны отвечать большому количеству требований разнонаправленного характера, что затрудняет выбор оптимальных решений при их проектировании. В соответствии с этим необходимо проведение комплексных исследований оконных заполнений по условиям одновременного обеспечения ими требований светового, инсоляционного, теплового, шумового режимов и электромагнитной безопасности в помещениях с окнами.
Основным при возведении любого здания является выделение из общего пространства среды воздушного объема с целью создания безопасных и комфортных условий для жизни человека и пригодных для обеспечения в нем функциональных процессов. Объем здания отделяется от общего пространства искусственно создаваемой оболочкой, состоящей из набора наружных ограждающих конструкций. За счет оболочки в объеме здания обеспечиваются микроклиматические, санитарно-гигиенические, экологические и другие условия, отвечающие требуемым параметрам внутренней среды [1]. При выборе вида оболочки и разработке ее конструктивных элементов решается двуединая задача. Одна часть ее состоит в обеспечении требуемого отделения объема здания от внешней среды, а другая – в сохранении необходимых связей человека с этой средой, например визуальной, через светопрозрачные проемы.
В состав оболочки здания входят наружные стены, крыши с теплым и холодным чердаками, чердачные и бесчердачные перекрытия, перекрытия над проездами и подвалами, двери и окна [2]. Перечисленные элементы оболочки различаются между собой по назначению и в этой связи выполняют разные функции. Например, перекрытия выполняют несущие и ограждающие функции, а оконные заполнения – только ограждающие. Поэтому, исходя из задач, которые выполняют разные элементы оболочки, имеются существенные различия в их исследовании и проектировании. В данной статье рассматривается современное состояние исследований оконных заполнений с учетом их функционального назначения в здании. Основным назначением оконных проемов является создание визуальной связи внутреннего объема здания с внешней средой. Визуальная связь имеет важное значение с точки зрения психоэмоционального состояния находящихся в здании людей. Кроме визуальной связи, окна выполняют также функции по созданию комфортной световой среды и требуемого инсоляционного режима, а также влияют на тепловой и шумовой режимы и на электромагнитную безопасность в помещениях. Поэтому при проектировании окон необходимо одновременно учитывать большое количество предъявляемых к ним требований, нередко противоречащих друг другу и этим существенно влияющих на выбор окончательного решения. Например, окна по требованиям обеспечения освещенности должны иметь по возможности большие размеры и состоять из светопрозрачных элементов с высоким коэффициентом светопропускания. В то же время по требованиям теплозащиты размеры оконных проемов должны быть ограничены в определенных пределах, а их конструктивное решение усложнено за счет увеличения количества стекол или применения стекол с теплоотражающими свойствами. Это в конечном итоге уменьшает светопропускаемость окон. В этом случае приходится принимать конструктивные решения окон не только по санитарно-гигиеническим требованиям, но и по требованиям энергосбережения, находя приемлемый компромисс между ними.