Siły działające w płaszczyźnie skrzydła - racking

Poniżej przedstawiamy dwa schematyczne rysunki ilustrujące działanie sił w płaszczyźnie skrzydła w oknach rozwieranych i uchylnych.

Schemat oddziaływania dodatkowych sił obciążających na okno rozwierane - racking
Schemat oddziaływania dodatkowych sił obciążających na okno uchylne - racking

Najprostszym przykładem dodatkowych sił działających w płaszczyźnie skrzydła (racking) są sytuacje dość często występujące w trakcie mycia okien. Chcąc umyć górne elementy skrzydeł okiennych wspinamy się na przeróżne stołki, drabinki i temu podobne sprzęty. Chwilowa utrata równowagi... i nagle całym ciężarem ciała wspieramy się lub wręcz zawisamy na górnym narożniku skrzydła okiennego stając się dodatkową, oprócz ciężaru własnego skrzydła, siłą działającą w płaszczyźnie skrzydła. Innym przykładem, zbliżonego oddziaływania dodatkowych sił na skrzydła okien mogą być dziecięce zabawy polegające na potraktowaniu ich jak czegoś na kształt huśtawki lub karuzeli.

Siły działające prostopadle do płaszczyzny skrzydła – skręcanie statyczne

Ze zjawiskiem skręcania statycznego skrzydła mamy do czynienia w wyniku oddziaływania obciążeń przyłożonych do swobodnego krańca naroża skrzydła, prostopadle do jego płaszczyzny, gdy kraniec przyległego naroża jest zablokowany. Dwa poniższe schematy rysunkowe ilustrują zjawisko skręcania statycznego skrzydeł okien rozwieranych i uchylnych.

Schemat działania dodatkowych sił skręcających na okno rozwierne
Schemat działania dodatkowych sił skręcających na okno uchylne

Z siłami skręcania statycznego działającymi prostopadle do płaszczyzny skrzydła najczęściej będziemy mieli do czynienia w następstwie nieszczęśliwych zdarzeń losowych, beztroski albo bezmyślności. Jest lato, okna w szkole są pootwierane „jak szeroko” do wietrzenia i blokowane przed niekontrolowanym dalszym otwarciem lub zamknięciem przy zewnętrznej dolnej krawędzi skrzydła. Zaaferowane zabawą dziecko nie widzi przeszkody i wpada z impetem w otwarte i zablokowane dołem skrzydło stając się dodatkową siłą działającą prostopadle do płaszczyzny skrzydła. Inny przykład? Na korytarzu szkolnym w czasie przerwy ktoś zawiesza ciężką torbę z książkami na narożniku uchylonego skrzydła powodując jego dodatkowe obciążenie.

Zdolność konstrukcji okna do przejmowania tego typu sił bez widocznych trwałych odkształceń powodujących utratę właściwości funkcjonalnych nazywamy odpornością mechaniczną. Jak wynika z prezentowanego poniżej fragmentu tabeli klasyfikacyjnej z normy PN-EN 14351-1+A1:2010 ustala się 4 klasy wytrzymałości mechanicznej okien. Zasada jest prosta, im wyższa klasa wytrzymałości mechanicznej, tym większa zdolność konstrukcji do przejmowania obciążeń pochodzących od dodatkowych sił oddziałujących na skrzydła okienne.


Poniżej, za normą klasyfikacyjną PN-EN 13115:2002 podajemy wartości dodatkowych sił obciążających skrzydła, których działanie nie może powodować trwałych odkształceń i utraty właściwości użytkowych okna: