Ажурная решетка из арматуры: Решетки на окна — 100 фото готовых решений. Лучшие варианты для частного дома

Опубликовано в Разное
/
19 Янв 2021

Содержание

Решетки на окна — 100 фото готовых решений. Лучшие варианты для частного дома

В зимний период времени многие частные загородные владения остаются нежилыми, поэтому, подобные дома становятся простой добычей для злоумышленников. Чтобы избавить себя от ненужных переживаний и обеспечить своему жилью полную безопасность, хозяева загородных домов устанавливают на их окна решётки.

Однако выбор такого варианта безопасности вовсе не простой, так как современный рынок предлагает разнообразие оконных конструкций, в котором несложно потеряться, ведь решётки отличаются по форме, виду, а также назначению. Поговорим, как правильно приобрести решётки на дачные оконные проёмы, чтобы быть полностью уверенным в их безопасности.

Краткое содержимое статьи:

Классификация

Ориентируясь на базовые виды, можно выделить такие конструкции, как кованые, а также сварного типа.

К более востребованным элементам относятся сварные конструкции по причине доступности ценовой категории, практичности и лёгкости.  Что касается жёсткости, то они могут конкурировать даже с коваными оконными решётками, при этом они имеют стандартные внешние характеристики и нравятся не каждому собственнику загородной дачи.


Изделия из ковки не такие востребованные по причине дороговизны. Но этот минус имеет вполне обоснованные объяснения, так как кружево из ковки, созданное по персональному заказу, впишется в любой дизайн, при этом удовлетворит все пожелания будущего хозяина.

Существует и иная разновидность решёток для дачных окон в зависимости от нюансов их установки, по этой причине если нужно купить подобные конструкции недорого, следует сделать грамотный выбор. Создаются данные конструкции из профилей металлических, которые имеют разную форму, длину, изготовителей.

Так, выбором во многом зависит от внешних характеристик и формы необходимых решёток. При правильном выборе можно изготовить эксклюзивные защитные оконные решётки и получить множество великолепных идей для обустройства необычного экстерьера.

Подходящие дачные решётки

По особенностям и варианту установки оконные элементы бывают нескольких типов.

Съёмные модели являются цельным вариантом. В критичных случаях подобную конструкцию можно убрать с окна, однако благодаря плотному закручиванию элементов, провести подобные манипуляции крайне сложно. Вероятность устранения не лучшим образом отражается на прочности изделия в дальнейшей эксплуатации.

Варианты стационарного типа можно крепить к фасаду наглухо. Подобного вида защита относится к одной из самых долговечных. Данного плана модели вскрыть практически невозможно, так как они имеют внушительную толщину, а также соответствуют требуемым нормам пожаробезопасности.

Недостаток состоит в том, что в критическом случае у хозяев не будет возможности выбраться на улицу из дома через оконный проём, поэтому лучше комбинировать подобные изделия с различными другими вариантами решёток.


Решётки распашного вида имеют одну, либо пару створок, которые при необходимости несложно устраняются. Установка изделий проводится с использованием высокопрочного крепления, которое уходит достаточно глубоко непосредственно внутрь настенной поверхности. Створка закрывается на специальную щеколду.

Если в процессе изготовления использованы мизерные прутья, то открыть подобные элементы невозможно. В данном варианте прутья перерезаются специальным инструментом для работы по металлу.

Оконные решётки раздвижные представляют собой самые удобные в эксплуатации модели. Их закрывание и открывание осуществляется достаточно просто, а необычное размещение прутьев даёт им возможность складываться по типу гармошки. Данного вида элементы надёжно защищают оконные проёмы, а также двери.

Один минус — простота оформления и невозможность создания привлекательного узора. К тому же, надёжность защиты, которую обеспечивает подобная конструкция, средняя, так как для бесперебойности функционирования механизма применяются прутья-пластины, поддающиеся беспроблемной поломке.

Виды решёток раздвижного типа

Одностворчатые. В таких конструкциях одна сторона крепится к несущей стойке, а другая — к контактной. Подобного вида вариация позволяет элементам открываться в разные стороны — неоспоримый плюс.

Двустворчатые варианты представлены в виде нескольких подвижных композиций, запирающиеся в центральной части оконного проёма, незначительно смещающиеся в одну сторону.

Композиции вертикальные оснащены створками, а также соединением крестообразного типа.

Все перечисленные оконные решётки, фото которых представлены в каталоге, создаются требуемого размера. Таким образом, данные изделия могут иметь несколько видов, однако чтобы они были полезны в использовании, следует сочетать типовые конструкции с решёткой съёмной, либо распашного типа.

Если вы желаете преобразить окна своего жилья и купить для них решётки по доступной стоимости, тогда оптимальным решением может стать приобретение кованых элементов съёмного вида. Благодаря размеру полотна можно создать эксклюзивный и привлекательный рисунок.


Особенности приобретения решёток

Как правило, изготовлением подобных конструкций занимаются специализированные фирмы, поэтому предпочтительно остановить выбор непосредственно на изделиях, которые предлагают именно они. В основном, данные компании предлагают разнообразие качественных моделей решёток для оконных дачных проёмов.

Некоторые элементы решёток из ковки являются истинным произведением искусства и производятся исключительно одарёнными мастерами. В подобных случаях необязательно обращаться в огромные фирмы, так как можно сотрудничать и с маленькой мастерской для получения прекрасного результата.

Немаловажный показатель безупречного качества создаваемых конструкций — возраст фирмы, которые изготавливают их. Всё же элементы считаются не настолько востребованными и отличаются минимальным спросом среди населения.

При необходимости установки оконных решёток сварных или другого вида, ориентируйтесь не на рекламу, а только на положительные отзывы.

Решётки своими руками: делаем грамотный выбор

Стационарные

Подобные модели отлично справляются с функцией охраны. Однако необходимо смириться с их внешней простотой и другими нюансами в виде невозможности комбинирования и невозможности снятия.

Достоинства

  • Отличная защита от нежелательного проникновения в дом;
  • Несложность процесса установки;
  • Простота производственного процесса;
  • Высокая степень надёжности в отношении безопасности.

Минусы

  • Недостаточная огнеупорность;
  • Внешняя простота.

Установка

Данные конструкции просты в монтаже, но при условии, если вы будете придерживаться соответствующей инструкции. При отсутствии усидчивости и свободного времени альтернативным выходом станет приобретение решёток, так как сегодняшний рынок готов предложить множество элементов из самых разнообразных современных материалов, которые привнесут в ваше жильё эстетику.

Раздвижные

Это достойный вариант для тех, кто является приверженцем эстетики, элегантной простоты. Этого типа модели отличаются рядом особенностей.

Плюсы

  • Универсальность использования и удачная сочетаемость с каждым фасадом;
  • Простота эксплуатации;
  • Внешняя привлекательность;
  • Требует минимум места;
  • Многообразие модельного ряда.

Монтаж

Существует несколько главных способов установки таких конструкций — выкладка с внутренней части оконного проёма и внешняя. Первый метод достаточно удобен и весьма надёжен, так как благодаря креплению изнутри систему использовать очень просто.

Решётки, монтаж которых осуществлён изнутри, характеризуются высокой степенью безопасности в отношении нежелательного проникновения в дом, по этой причине при выборе подходящих конструкций следует уделить максимум внимания удобству в процессе эксплуатации.

Съёмные модели

Механизм элементов представлен в виде шпилек с резьбой. Подобные варианты проходят через настенную поверхность и способны удерживать пару гаек, чтобы гарантировать обеспечение надёжной преграды для нежелательных гостей.

Плюсы:

  • Возможность устранения элементов;
  • Недорогая ценовая категория;
  • Простота проведения монтажных работ;
  • Внешняя привлекательность.

Минусы: Возможность устранения для злоумышленников.

Установочный процесс

Если вы решили поставить на оконные проёмы схемного вида решётки, тогда придётся хорошо поработать, чтобы создать надёжную и красивую конструкцию. Правильный выбор в сторону конкретного вида решёток, их монтаж даст возможность владельцам строения полную безопасность, а также огромное эстетическое удовлетворение.


Фото решеток на окна

Сохраните статью себе на страницу:

Пост опубликован: 02.12

Присоединяйтесь к обсуждению: Copyright © 2020 LandshaftDizajn.Ru — портал о ландшафтном дизайне №1 ***Сайт принадлежит Марии Козак

Как сделать решетку на окна

На окнах особняков, дачных построек, а также городских квартир, расположенных на первых, вторых или самых последних этажах многоквартирных домов, практически всегда можно увидеть различные металлические решетки, изготовленные из гладкой круглой арматуры и квадрата. Они могут иметь различные конструкции и разнообразный рисунок – более сложный, с декоративными элементами, или же совсем простой. В частных домах, фасад которых предусматривает оформление в определенном дизайнерском стиле, решетки вполне способны стать дополняющим декоративным элементом, придающим строению особую индивидуальность и элегантность.

Как сделать решетку на окна

Приобретение защитно-декоративных решеток обойдется в достаточно крупную сумму, особенно в тех случаях, когда строение большое, и в нем предусмотрено шесть — семь и более окон. Поэтому многие владельцы жилья принимают решение обеспечить безопасность своего жилища самостоятельно, изготавливая эти защитные детали экстерьера дома своими руками. Но в связи с тем, что сделать первый шаг в этом начинании – достаточно сложно, у многих возникает вопрос о том, как сделать решетку на окна в домашних условиях и сэкономить на работе по ее изготовлению?

Инструменты и оборудование, необходимые  для работы

Прежде всего начинающему мастеру необходимо разобраться, какие инструменты и приспособления потребуются для процесса работы, так как при изготовлении решетки, каким бы то ни было способом, обычными подручными средствами обойтись не получится.

Для максимально удобного проведения работ будет необходим стол со столешницей из листового металла толщиной в 4÷5 мм, или же устойчивые конструкции-подставки, сваренные из арматуры диаметром в 14 мм – так называемые «козлы». Стол или козлы желательно оборудовать приспособлениями для фиксации заготовок – трубными или обычными тисками, струбцинам и т.п.

Узнайте, как сделать строительные леса своими руками по инструкции, из новой статьи на нашем портале.

В число специальных инструментов и приборов должны войти следующие:

Ручные и электрические инструментыПрименение специальных инструментов
Изготовить металлическую решетку никак не получится без сварочного аппарата.
Справедливости ради надо заметить, что практически каждый рачительный владелец частного дома, рано или поздно, но всё же приходит к тому выводу, что без этого прибора в личном хозяйстве – не обойтись. Даже если он нужен один-два раза в год, сварочный аппарат поможет значительно сократить расходы на ремонт ворот и забора, а также при проведении обустройства придомовых построек.
Ценовая доступность, компактность и высокая универсальность современных сварочных инверторов – лишние доводы к обзаведению ими.
Угло-шлифовальная машинка или «болгарка» также должна быть в каждом добротном наборе домашних инструментов, так как она достаточно часто нужна при выполнении ремонтных работ, для резки камня или металла.
В комплекте к ней нужно всегда необходимо иметь круги для резки и шлифования различных материалов, металлические щётки для проведения зачистки заготовок от ржавчины.
Электрическая дрель (или перфоратор) со сверлами по металлу и бурами для бетона – потребуется при изготовлении решеток при необходимости просверливания отверстий в различных деталях конструкции, а также при монтаже самой готовой решётки к стене, оконному проему или раме.
Наковальня и молот используются не только при ковке деталей решеток, но и для других нужд. Например, неплохо, если этот инструмент будет всегда находиться в гараже, так как он может пригодиться при проведении разнообразных ремонтных работ с автомобилем.
Молот, а точнее сказать, большой молоток с надежной удобной ручкой, также никогда не станет лишним как в домашнем, так и автомобильном хозяйстве.
При изготовлении решеток наковальня используется для формовки на ней с помощью молота декоративных элементов конструкции, после нагрева арматурных прутьев в горне.
Горн или кузнечная печь будет необходима для горячей ковки металла, без которой не обойтись, если планируется украсить решетку фигурными деталями.
Этот прибор нельзя устанавливать в гараже – из соображений соблюдения пожарной безопасности он должен находиться в отдельной мастерской.
Горн может быть сложен из кирпича или же изготовлен из металла, а для его нагрева до высоких температур используется уголь или же сжиженный газ.
Кузнечные щипцы будут необходимы во время горячей и холодной ковки декоративных составляющих конструкции – «улиток» и «валют».
Чтобы освоить работу с этим инструментом, необходимо потренироваться на ненагретых деталях, получив определенный опыт обращения с ним.
Щипцы используются для захвата нагретых металлических прутьев и полос, а также для их скручивания.
Специальный станок, кондуктор или иное приспособление для гибки металлических прутов.
Без этого приспособления невозможно будет добиться ровности и аккуратности в металлическом орнаменте, что значительно снизит степень эстетичности и презентабельности готовой решетки. Подобные приборы могут отличаться по своей конструкции, но все они имеют одно предназначение. Особенно это приспособление пригодится тем, кто собирается заняться кузнечным искусством хотя бы на полупрофессиональном уровне.
В том случае, когда задумана решетка без изогнутых деталей, это приспособление не потребуется.
Некоторые домашние мастера обходятся без него, создавая на верстаке временные шаблоны-приспособления для ручной гибки арматуры, а в качестве рычага для приложения силы используют отрезок трубы.

Кроме этих специальных приспособлений и приборов, потребуются и такие инструменты, как набор гаечных ключей (разводной ключ), рулетка, металлический держатель для арматуры, напильники с насечками разного размера, наждачная бумага, металлическая щетка, кисти для грунтования и окрашивания решеток и некоторые другие, которые, в принципе, есть в каждом доме.

Разновидности оконных решеток

Решетки в зависимости от их типов имеют разную степень сложности конструкции, поэтому прежде, чем делать выбор для самостоятельного изготовления, необходимо разобраться, что они собой представляют.

Так, на окна могут быть установлены:

  • Глухие решетки. Они закрепляются на стене дома или вмуровываются в нее на откосах, а также закрепляются на оконной раме. Этот вариант является отличной защитой от проникновения извне. Однако, если подумать заранее о соблюдении пожарной безопасности, то станет понятно, что подобная конструкция решеток в аварийной ситуации способна сделать дом «захлопнувшейся ловушкой» для его жильцов.
Глухая решетка на окне частного дома.

Несмотря на это, глухие решетки являются самым популярным видом защиты от проникновения злоумышленников – из-за простоты их монтажа. Однако, прежде чем выбрать именно этот вариант защитной конструкции, нужно хорошо продумать все «за» и «против».

Распашные решётки, безусловно, с точки зрения обеспечения безопасности жильцов – намного предпочтительнее
  • Распашные решетки могут иметь одну, две или даже более открывающихся створок. Они состоят из общей металлической рамы, в которую на петли навешиваются створки, запирающиеся изнутри конструкции. Подобный вариант ограждения оконного проема при необходимости может быть легко открыт, что при аварийной ситуации может спасти жизнь находящимся в доме людям, поэтому, безусловно, является более безопасным. При этом как навесные петли, так и замок могут быть скрыты так, что снаружи невозможно будет определить: распашная эта решетка или же глухая.
Одностворчатая распашная решетка – а с первого взгляда практически неотличима от глухой
  • Раздвижная или складная решетка имеет сложную конструкцию, так как все пересечения ее элементов связываются между собой подвижными шарнирными соединениями.
Наиболее сложны в изготовлении складные или раздвижные решетки – из-за немало количества шарнирных соединений, требующих точной подгонки

Чаще всего они устанавливаются изнутри помещения, но иногда их можно увидеть и с наружной стороны окон. В любом случае, закрываются такие решетки на потайной замок, который врезается внутрь боковых элементов рамы. Этот вид конструкции, при должном уходе за ним, может быть открыт и закрыт в любой момент, поэтому не станет для людей, находящихся внутри здания, непреодолимой преградой при возникновении пожара.

Злоумышленнику в дом попасть будет сложно, но при необходимости хозяева могут легко изнутри открыть и сложить такую решетку

Однако, в связи со сложностью самостоятельного изготовления и монтажа, а также и высокой цены готового изделия, подобные модели используются гораздо реже, чем названные выше.

Подготовка к изготовлению решетки. Полезные рекомендации по выполнению работ

Любая работа требует определенной подготовки, и если инструменты были рассмотрены ранее, то далее необходимо сказать несколько слов о том, какие материалы могут пригодиться при изготовлении решетки.

Общие правила подготовки к изготовлению решетки

Выбор материала и его количество будут напрямую зависеть от того, какая модель решетки выбрана, а также от планируемого размера.

Итак, подготовительные работы производятся в следующем порядке.

  • Первым шагом необходимо определить параметры будущей решетки. Для этого с оконного проема необходимо снять мерки. При этом учитывается конкретное месторасположение решетки, так как она может быть закреплена на стенах вокруг оконного проема, внутри него — посередине откоса или вплотную к оконной раме, или даже с фиксацией на самой раме.
Решетка, закрепленная на стене, полностью перекрывает весь оконный проем

Если конструкция будет закрепляться на стены вокруг проема, то рекомендовано мелом сразу отметить на них границы ее расположения, по которым и будут сниматься размеры.

Если рама решетки будет монтироваться в оконный проем, в откосы, то ее стороны должны быть меньше высоты и ширины проема в конкретном месте установки (учитывая то, что откосы часто имеют сходящиеся внутрь углы), примерно на 10 мм, так как она должна входить в проём свободно.

Цены на сварочный аппарат

сварочный аппарат

Качественно исполненные промеры и хорошо выполненный чертёж решетки – залог успешного ее изготовления и монтажа на предназначенное место
  • Следующим этапом по снятым размерам делается эскиз-чертеж изделия, на котором сразу проставляются все размеры. Опытные мастера для облегчения работы советуют делать его в масштабе 1:10. Чертеж должен быть точным, так как, опираясь на него, намного легче производить расчет количества материалов, необходимых для изготовления решеток. Составляя чертеж, нельзя забывать, что элементы, используемые в конструкции, должны придавать ей жесткость, иначе решетку может перекосить.
  • Далее, выбирается материал и просчитывается его количество для изготовления одной решетки. Если размер окон в квартире (доме) одинаков, то затем получившееся количество материалов умножается на их количество.
  • Для изготовления оконных решеток обычно используются: металлический квадрат 10×10 или 12×12 мм, гладкий или рифленый арматурный прут диаметром в 10÷12 мм, металлическая полоса толщиной в 3÷4 мм разной ширины. Для рамы под решетку может быть использован уголок 40×40 мм, квадратный или прямоугольный профиль размером 25×25, 3030,  15×25 или 20×30 мм. Если решено сделать распашные решетки, то необходимо запастись нужным количеством навесных петель и запорными механизмами.
Раздвижные и складные конструкции – меньше сварочных операций, но зато больше возни с шарнирными соединениями деталей

Если делаются раздвижные конструкции, то, кроме выше названных материалов, потребуются клепки для создания шарнирных узлов, а также колеса, с помощью которых будет проще сдвинуть и раздвинуть решетку.

  • Подготовленный материал нарезается с помощью «болгарки» по размерам, взятым с чертежа. Если планируется украсить решетку фигурными элементами, их изгибают из гладкой арматуры с помощью специального приспособления, согласно подготовленного эскизу. Как происходит сгибание прутьев в определенные фигуры – будет подробно описано в представленной ниже таблице.
  • Окрашивание декоративно-защитных решеток производится специальной краской по металлу, которая может наноситься без зачистки изделий от ржавчины. Если же выбирается другой вариант лакокрасочного состава, то решетку придется зачистить, загрунтовать, просушить, и только потом окрашивать.

Рекомендации по монтажу решеток

Установка решеток на окна может осуществляться по-разному – с помощью арматурных отрезков, вбитых в оконные откосы, «ушек» из металлической полосы, резьбового штифта и других способов. Однако практически в каждом из вариантов обязательно будут присутствовать сварочные операции.

В большинстве случаев окончательная установка решетки на место потребует выполнения сварочных операций
  • Крепление решетки сваркой.  Для выполнения этого процесса используются отрезки арматуры – штыри диаметром 10÷12 мм. Для них в откосах сверлятся отверстия глубиной в 100÷120 мм. Оптимальное количество штырей на одну раму – шесть, но если же проем высокий, то лучше всего взять восемь крепежных элементов.

Затем, в раме решетки высверливаются отверстия того же диаметра, что и у арматурных отрезков. При монтаже рамы, отверстия в ней и откосах должны совпадать.

Далее, рама устанавливается в проем окна, через отверстия в ней в стену вбиваются штыри – они должны выступать из рамы на 25÷30 мм.

Следующим шагом эти узлы провариваются сваркой, а выступающие концы изнутри срезаются заподлицо с поверхностью рамы решетки с помощью «болгарки».

Можно поступить по-другому, не повреждая раму решетки. Сначала в отверстия, высверленные в откосах, вбиваются штыри, к которым приставляется и приваривается рама. Монтаж с помощью сварки используется чаще других, так как его можно назвать самым простым и надежным. Его используют для крепежа глухих решеток или распашных, имеющих общую раму. Однако, вбивание в стены отрезков арматуры возможно только в тех случаях, если стены обладают достаточной степенью прочности.

  • Прикручивание решетки метизами.  В этом варианте к раме привариваются металлические «ушки», изготовленные из полосы в 4 мм, размером 40×50 мм, в которых высверливаются отверстия. Затем, рама устанавливается на место ее будущего расположения, и через отверстия в «ушках» на откосах отмечаются места, где должны быть просверлены отверстия для анкерных креплений. После этого рама снимается и производится сверление. Затем решетка возвращается на место, и через «ушки» в отверстия в стене вбиваются и окончательно закрепляются анкерные болты.
  • Крепление решеток через стену или деревянное окно. В этом случае, на раму решетки привариваются резьбовые штыри-шпильки. Их длина должна быть больше толщины стены или оконной рамы на 30÷50 мм. Затем, рама решетки прикладывается к стене, и на ней размечается расположение штырей. По этим разметкам высверливаются сквозные отверстия, диаметром равным диаметру штырей. Далее, штыри решетки вставляются в отверстия, со стороны помещения на них надевается широкая шайба, а затем на них закручивается и «контруется» гайка. Изнутри помещений такой крепеж будет смотреться не эстетично, поэтому для них придется придумать маскировочные приспособления, которые заодно обезопасят торчащие концы штырей.

Теперь, когда все основные общие нюансы рассмотрены, можно переходить к описанию процесса изготовления решеток.

Примеры изготовления решеток для окон — пошагово

Работа над изготовлением любой решетки начинается с замеров окна или же оконного проема, в зависимости от того, как она будет крепиться к постоянному месту своего расположения. Некоторые варианты решеток закрепляются непосредственно к оконной раме, если она деревянная, другие – к стенам оконного проема.

Оконная решетка может быть изготовлена на основе металлической рамы или без нее, а также иметь сложный замысловатый рисунок или же совсем простой, не выполняющий декоративной роли. Два этих варианта и будут рассмотрены далее.

Несложная в исполнении решетка без внешней металлической рамы

Первый вариант оконной решетки изготавливается без обрамления, только из арматурных прутьев и стальной полосы. Такую модель, при наличии определенного оборудования, вполне можно сделать самостоятельно, сэкономив достаточно приличную сумму. Простая, без сложных элементов ковки и сварки, решетка отлично подойдет для установки на деревянные окна дачного дома. Вертикальные детали расположены достаточно далеко друг от друга, поэтому они не будут закрывать естественное освещение, попадающее в дом через окно. Однако, такое расстояние между прутьями будет недостаточным, чтобы между ними мог проникнуть недоброжелатель.

Перед тем как приступить к изготовлению изделия, необходимо составить его эскиз, на котором будет виден не только геометрический рисунок, но и проставлены размеры между всеми элементами решетки. При этом размеры деталей должны быть подогнаны к оконной раме.

В оконном проеме решетка будет смотреться так, как показано на иллюстрации

Итак, процесс изготовления подобной решетки проводится следующим образом:

ИллюстрацияКраткое описание выполняемой операции
Для работы потребуется металлическая полоса шириной 40 мм и толщиной в 4 мм. Ее общая длина будет зависеть от ширины оконного проема и количества перекладин в решетке.
Кроме полосы, будет нужна гладкая арматура диаметром в 14 мм – ее длина зависит от высоты окна и выбранного количества вертикальных элементов.
Третьим материалом, который необходимо подготовить, станет резьбовая шпилька диаметром в 10÷12 мм. На каждую раму потребуется по четыре отрезка шпильки, длина которых будет зависеть от толщины оконного блока.
Если изготавливается решетка более крупных размеров, то на нее устанавливается больше поперечных полос, соответственно их количеству подготавливаются и резьбовые шпильки, так как их на каждую длинную полосу требуется по два крепления.
В данной модели мастер использовал две длинные металлические полосы, величина которых на 5 мм меньше ширины оконного проема. Эти полосы становятся горизонтальной основой решетки — их закрепляют в верхней и нижней ее части.
Третья полоса может устанавливается в средней части изделия и дополнительно связывать между собой все или только несколько серединных прутов арматуры, придавая решетке особую жесткость.
В данной же модели в центре решетки вварена дополнительная усиливающая перемычка.
Очередным шагом идет обработка нарезанных на нужную длину металлических полос, так как их края с обеих сторон необходимо будет повернуть на 90 градусов.
Для проведения этой операции край полосы, примерно в 100÷120 мм укладывается на прочный стол с металлической столешницей и надежно закрепляется – затягивается двумя струбцинами через прочную металлическую полосу-прокладку, или зажимается в мощных тисках.
Затем свободный край полосы захватывается мощным газовым ключом и аккуратно поворачивается на 90 градусов.
Для выполнения этой работы придется приложить определенное усилие, а чтобы случайно не повредить руки, работы с металлом всегда необходимо проводить в строительных рукавицах.
Такие манипуляции нужно произвести с каждой из сторон длинных, подготовленных для решетки металлических полос.
Делая подобные загибы, которые затем станут монтажными площадками при креплении готовой решетки, важно проследить, чтобы обе стороны были повернуты под одинаковым углом и находились в одной плоскости.
Следующим шагом на готовых полосах, производится разметка для просверливания отверстий диаметром на 1÷2 мм больше, чем диаметр выбранных прутьев арматуры. В данном случае необходимо просверлить отверстия диаметром 15÷16 мм.
Выполнять подобную операцию лучше всего на профессиональном оборудовании. Однако, если такового нет, то перед перфорированием намечают центры керном, а затем металлическую деталь укладывают на надежную основу, имеющую отверстие, над которым и производится сверление электрической дрелью с установленным в ней сверлом по металлу.
Затем полоса передвигается, и делается следующее отверстие – и так далее, пока не будут проделаны все.
Отверстия обычно располагают на одинаковом расстоянии друг от друга, как в представленной модели.
Если же предполагается воссоздать другую геометрию решетки, то значит и отверстия нужно сверлить по заранее разработанному эскизу.
На этой иллюстрации показана сборка решетки, в которой для жесткости и надежности предусмотрено две поперечных полосы, а в центре затем еще будет ввариваться вставка-перемычка.
В просверленные отверстия вставляются арматурные прутья.
Всю конструкцию нужно собирать на свободном пространстве, чтобы было удобно производить выравнивание и фиксацию арматурных отрезков.
Кроме того, поверхность, на которой будут производиться работы, должна быть негорючей и прочной.
Собрав решетку в общую конструкцию, ее элементы скрепляют сваркой, причем обвариваются соединения не точечным, а сплошным швом. Благодаря таким мерам решетка будет более надежной и долговечной, так как все зазоры будут закрыты от попадания в них влаги и грязи, то есть узлы соединения не станут очагами коррозии.
Как уже говорилось, по центру несколько вертикальных прутьев можно дополнительно связать перемычкой – надежность решетки от этого только повысится.
Далее, на монтажных площадках, получившихся при отгибании краев полос, делается разметка (отступив от их края по 10÷12 мм) для приваривания резьбовых шпилек.
Длина каждой шпильки должна быть равна толщине оконного блока, плюс 30 мм – для фиксации решетки гайками с внутренней стороны помещения.
Шпильки привариваются к той стороне металлической полосы, которой она будет прижата к оконной раме.
Для приваривания опять же применяется сплошной шов.
На приваренную шпильку сразу накручивается гайка.
Готовую решетку нужно очистить от ржавчины железной щеткой, при этом обязательно должен быть сколот шлак на всех точках сварных соединений.
Затем все поверхности следует протереть обезжиривающим составом (растворителем) и просушить. После этого готовое изделие окрашивается в выбранный цвет эмалевой краской для внешних работ.
Если нет желания проводить эти длительные мероприятия, то можно приобрести краску по металлу, которая не требует предварительной подготовки поверхности и предназначена для защиты металлических деталей от ржавчины, но это обойдется значительно дороже.
Следующим шагом потребуется произвести разметку оконной рамы для просверливания отверстий, через которые решетка будет через приваренные шпильки крепиться к оконному блоку.
Чтобы легче было произвести такую разметку, на торцы штырей можно нанести темную краску. Далее, решетка поднимается к оконному блоку и прижимается к нему торцами штырей, которые должны оставить на раме точки-метки. По ним затем и просверливаются сквозные отверстия.
Для сверления отверстий используется сверло по дереву, диаметр которого должен превышать диаметр шпильки на 2÷2,5 мм, для того, чтобы она свободно входил в свое «гнездо». Длина сверла должна быть больше толщины оконного блока минимум на 10 мм.
Последним этапом производится монтаж решетки на раму.
Для этого штыри-шпильки вставляются в отверстия оконного блока, затем изнутри на них надеваются широкие шайбы и закручиваются гайки.
Чтобы решетка держалась надежно, и не могла быть каким-либо образом скручена, резьбу на штыре можно сбить или же прихватить к нему гайку точечной сваркой.
В результате получается вот такая простая, но достаточно надежная решетка, которую можно вскрыть только с помощью резки или же удаления вместе с рамой.

По заверениям мастера, изготавливающего данные изделия, материал для шести решеток, плюс сверла, обошелся ему примерно в 100 у.е., в то время, как изделия в готовом виде стоили бы три-четыре раза дороже. Вся работа им произведена самостоятельно.

Понятно, что сварочный аппарат есть не в каждом доме, а из-за трех-пяти решеток приобретать его совершенно невыгодно. Однако, в этом случае, можно поступить следующим образом – подготовив весь необходимый материал, его нарезают на отрезки нужного размера, размечают и просверливают в деталях требуемые отверстия. После чего вполне можно обратиться к сварщику, который и доведёт дело до конца. Естественно, мастеру придется заплатить, но общая сумма все равно получится в раза полтора — два меньше, чем при покупке готовых решеток.

Оконная решетка в металлической раме с фигурными элементами

Второй вариант решетки, заключенной в раму из металлического квадрата, более сложен в исполнении, но и более эстетичен на внешний вид. Поэтому его можно установить на окно не только дачного домика, но и солидного особняка, а также квартир первого этажа. Однако, для того чтобы полностью изготовить этот вариант решетки самостоятельно, нужен хотя бы небольшой опыт работы со сварочным аппаратом, устойчивые навыки слесаря, а также некоторые дополнительные инструменты.

Цены на краску по железу

краска по железу

Более сложная в изготовлении, но, согласитесь, и намного более симпатичная решётка для окна

Работы по изготовлению этого варианта оконной рамы проходят в следующем порядке:

ИллюстрацияКраткое описание выполняемой операции

изготовление и монтаж своими руками

Красивые резные ставни, которые раньше были традиционными в русских избах, в наше время все чаще заменяют на надежные и крепкие решетки. Решетки для окон – это больше функциональное решение, нежели дизайнерское. Их основное предназначение – защитить ваш дом от стороннего проникновения и возможного взлома с целью кражи.

Но красивый внешний вид никто не отменял, поэтому оконные решетки являются дизайнерским дополнением общего стиля дома и участка в целом. Они могут быть разных видов и типов, с изысканными коваными элементами, с подставками для цветов, в разных цветовых решениях. Главное, чтобы они надежно выполняли свою охранную функцию.

В нашей статье мы постараемся подробно рассказать о способах изготовления оконных решеток, об их видах, дизайне, объясним, какие решетки раздвижные, а какие глухие, покажем их образцы, вы узнаете, как можно изготовить и сделать монтаж оконных решеток своими руками.

Оконные решетки – ваша безопасность

Виды оконных решеток

Поскольку оконные решетки предназначены, в первую очередь, для охраны от несанкционированного доступа, то их чаще всего используют жильцы нижних этажей в многоквартирных домах, офисах предприятий, загородных домах.

Есть целый перечень предприятий и офисных помещений, где наличие решетки на окне является обязательным и предусмотрено Правилами безопасности. К ним относятся:

  • банковские учреждения,
  • кассы предприятий,
  • кабинеты для работы с секретными документами,
  • компьютерные отделы и классы,
  • ювелирные магазины

и целый ряд других объектов, где конструкция решеток и стальные замки защищают от внешнего проникновения.

Металлические оконные решетки с оригинальным дизайном, могут стать украшением фасада здания (смотрите фото далее), они добавляют в его архитектуру нотку неповторимой уникальности.

Различные чертежи таких решеток на окна, а также их образцы, ажурные или простые, вы можете найти на фото в интернете, заказать в специализированных фирмах или придумать самому. Для этого, необходимо знать, какие виды оконных решеток существуют.

Оконные решетки с оригинальным дизайном

Оконные решетки классифицируют по разным параметрам :

  • способу производства: сварные, кованные;
  • типу открывания: распашные, раздвижные, глухие;
  • типу крепления: стационарные, съемные;
  • по месту крепления: наружные, внутренние;
  • по назначению: декоративные, декоративно-охранные, охранные.

Рассмотрим каждый по отдельности.

Способ производства
Сварные

Оконные решетки сварные изготавливаются с помощью сварки и ковки металла по заранее изготовленным чертежам, где строго определены все размеры и элементы дизайна.

  1. Узоры на решетках создаются с помощью технологии горячей или холодной сварки.
  2. Их изготавливают из: профильной трубы, уголка, круга, арматуры и полосы.
  3. Для этого используют прием полуавтоматической сварки, что в итоге позволяет достичь отличного качества внешних швов изделия.
  4. В наличии у фирмы изготовителя всегда есть готовые образцы изделий. Поэтому вы можете упростить свой выбор, рассмотрев поближе готовые простые или сложные оконные решетки или их чертежи.
  5. Также сварка оконных решеток применяется при их сборке.

Но стоит отметить, что конструкция сварной решетки уступает по надежности кованной. Таким решеткам рекомендуется покраска.

Кованые

До конца XIX-го века технологии сварки как таковой не существовало, поэтому была популярна ковка, оконные решетки делали вручную. Мастерство кузнеца способно превратить метал в тонкое кружево, цветы, виноградную лозу.

  1. Кованые оконные решетки стали образцом искусства, поэтому они значительно превосходят по цене те, что сделаны с помощью сварки.
  2. Заказать кованую решетку можно любого дизайна, но это скажется на стоимости данного изделия.
  3. По желанию может быть осуществлена покраска изделия «под старину».

Ажурные кованые решетки (фото далее) только на первый взгляд кажутся хрупкими. На самом деле ковка таких решеток делает их необычайно прочными конструкциями.

Часто эти два способа производства (ковка оконной решетки и сварка) совмещают между собой.

Тип крепления
Стационарные

Оконные решетки крепятся в оконный проем «наглухо», снять их быстро и без специального инструмента невозможно.

Такое крепление самое надежное по охранным качествам, но становится очень опасным в непредвиденных ситуациях, например, при пожаре.

Ажурные кованые решетки

Поэтому хотя бы одна из защитных решеток в помещении должна быть съемной.

Съемные

Оконные решетки крепятся к стене болтами, которые, в случае необходимости, можно отвинтить и снять решетку.

Но это все равно занимает определенное время и создает неудобства, поэтому во многих случаях в оконных решетках предусмотрена возможность их открывания.

Тип открывания
Раздвижные

Оконные решетки (на фото) используются редко в жилых домах, поскольку они монтируются с внутренней стороны окна и открываются всего на 80 % от ширины проема, чаще всего они используются в магазинах, офисных и складских помещениях.

  1. Раздвижные решетки (в основном стальные) простые по своей конструкции, они состоят из вертикальных прутьев, которые соединены между собой подвижными элементами в форме «Х».
  2. Они могут сдвигаться в одну или разные стороны, в раскрытом виде раздвижные решетки почти незаметны.
  3. Также плюсом является тот факт, что раздвижные решетки не затрудняют уход за окнами: вы легко сможете снять стальные замки с решетки и помыть окно.

Крепление их производится непосредственно к стене.

Распашные

Распашные оконные решетки (на фото) состоят из нескольких ставен и закрываются в месте соединения на замки. Они надежные, удобные и при необходимости их легко открыть.

Раздвижные оконные решетки

Глухие

Название говорит само за себя – они не открываются, как раздвижные, и их применяют в основном в складских помещениях.

Место крепления

Оконные решетки крепятся или снаружи оконного проема (самое популярное и оптимальное крепление), или с его внутренней стороны.

Назначение

По своему назначению оконные решетки разделяются на три типа:

Декоративные

Они выполняются по дизайну и чертежам, соответственно стиля проекта и пожелания заказчика. Функционально они служат больше украшением, чем охранным элементом.

Охранно-декоративные

В охранно-декоративных решетках конструкция уже усилена, металлические элементы размещены с меньшим интервалом, их прочность увеличена (на фото).

Помимо того что они содержат простые прутья, как основу, они украшены декоративными элементами.

Ажурные кованые оконные решетки поражают грацией и изящностью своих кружев, технологии и мастерство современных кузнецов превращает их в необычные образцы дизайнерского искусства. Довольно часто ковка оконной решетки становится дополнением к общему стилю архитектуры здания.

Охранные

Оконные решетки, самые простые по дизайну, но вместе с тем, их конструкция самая надежная.

  1. Образцы таких решеток вы можете увидеть на окнах заводов, складских помещений, режимных объектов.
  2. Стальные элементы и замки усиливают их надежность.
  3. Очень часто производится их покраска в общий тон окна или здания.

Изготовление оконных решеток вы можете заказать в специализированных фирмах, предварительно посмотрев образцы готовых изделий, чертежи и эскизы возможных вариантов, сделать дизайн по своему проекту. Независимо от того, будет ли это ковка оконной решетки или сварка, простые или декоративные, вам всегда предложат самое оптимальное решение.

Охранно-декоративные решетки

Делаем решетку на окно своими руками

Образцы готовых оконных решеток вы легко найдете и на домах, мимо которых вы проходите каждый день, и на фото, и в журналах или интернете.

Чертежи и эскизы

Чтобы сделать оконную решетку своими руками, вам первым делом необходимо сделать точные измерения ваших окон, потом сделать чертежи и эскизы декоративных элементов (на фото).

Но при этом необходимо помнить, что конструкция решетки на окнах должна быть такая, чтобы оставалась возможность эвакуации в случае опасности (например, пожара). Иначе такая защита несет в себе потенциальную опасность для живущих людей в этом здании.

Для частных домов лучше всего подойдут распашные оконные решетки.

Приобретение необходимого материала

Следующим этапом будет приобретение необходимого материала и комплектующих.

Некоторые сложные элементы ковки (цветы, ажурные листья, гроздья винограда и др.), для которых требуются специальные мастерство и технологии, можно приобрести в готовом виде.

Необходимо приобрести также стальные полосы, пруты, расходные материалы для сварки, элементы крепления, замки, стальные уголки, которые нужны для того, чтобы закрепить остальные детали на внешнюю раму конструкции решетки.

Сама конструкция оконной решетки, для изготовления своими руками не так сложна, как может показаться на первый взгляд.

  1. Для того, чтобы соединить детали, обычно используют сварочное оборудование, но иногда для соединения элементов используется так называемое заклепочное крепление.
  2. Еще вам понадобятся инструменты для прорези металла на стальные отдельные заготовки. Отличным вариантом в данном случае может стать угловая шлифовальная машинка. Если толщина профиля небольшая, то можно воспользоваться болгаркой небольшой мощности.
  3. При отсутствии таких инструментов, у вас еще остается вариант использовать слесарную ножовку, но такой вариант требует значительного количества времени и сил.

Обязательно используйте защитную маску и одежду при проведении работ по сварке и сборке оконной решетки своими руками.

Изготовление

Для сварочных работ вам необходимо подготовить ровное негорючее основание.

  1. Стальные листы тут не подойдут, так как есть вероятность прикрепления вашей конструкции к нему. Хорошим вариантом в таком случае станет верстак, у которого реечная столешница.
  2. Далее, основываясь на эскизе и чертежах, вам необходимо раскроить стальные детали. Сортировка полученных деталей по форме и размеру значительно ускорит и упросит работу по сборке.

Эскизы оконных решеток

Распашные решетки имеют в основе рамную конструкцию, которая сделана из уголкового профиля. Именно на ней будет проводиться крепление деталей рисунка с эскиза, и не забудьте добавить навески под замки.

Установка

Установка оконных решеток проводится в проем окна по его периметру, при этом используют стальные штыри. Если дом кирпичный, необходимо для начала просверлить отверстия для дальнейшего крепежа конструкции.

Распашные решетки, созданные своими руками, не только надежны, но и эстетично красивы.

Покраска решетки на окне делается по вашему желанию.

Как сделать кованную оконную решетку своими руками, вы узнаете из видео.

https://www.youtube.com/watch?v=yKY_qAp_scc

Автор: Иванов Денис

6 советов по выбору и установке решеток на окна

Содержание статьи

Решетка – старый проверенный метод защитить свой дом от несанкционированного доступа. Несмотря на их широкое распространение, многие до сих пор выбирают решетки совершенно неправильно. Одни смотрят только лишь на эстетичность изделия, другие обращают внимание на возможность распахивания, третьи вообще ничем не аргументируют свой выбор и делают заказ конструкции в первой попавшейся фирме. Неудивительно, что потом обнаруживаются неприятные последствия необдуманного выбора. Разберемся, что, прежде всего, необходимо учитывать при выборе решетки, и какой она должна быть, чтобы максимально надежно защищать и не портить интерьер квартиры и фасад дома.

Необходимо отметить, что не существует таких решеток, которые бы вор не сумел выломать или перепилить. Выбор сводится к тому, чтобы найти изделие, на взлом которого понадобится максимально длительное время, а ведь чем дольше злоумышленник будет возиться, тем больше шансов, что его попытки проникнуть в дом заметят соседи или прохожие.

№1. Способ крепления решетки

В большей степени уровень защиты жилища зависит от того, каким образом установлена решетка. Есть несколько способов крепления решетки:

  • стационарные решетки – те, которые невозможно открыть;
  • распашные, в которых одна или две створки распахиваются, как и в окнах;
  • раздвижные (решетки-шторы), которые изготавливаются по типу пантографа;
  • съемные, которые отличаются от стационарных тем, что они крепятся к стене с помощью завинчивающихся болтов.

Стационарные решетки – самые надежные конструкции из всех существующих, ведь их арматура монтируется прямо в стену. Подобные конструкции рекомендуется устанавливать хозяевам квартир, находящихся на первом этаже. Даже такие решетки злоумышленники научились преодолевать, а делают это они очень просто: привязывают трос к решетке и крепят его же к грузовому автомобилю – многие конструкции выламываются без особого труда, поэтому арматура решетки должна заходить в глубину стен не менее, чем на 8 см. Обратная сторона надежности стационарных решеток – это невозможность их открыть во время пожара. От подобных непредвиденных ситуаций никто не застрахован, поэтому хотя бы на одном окне в квартире должны быть установлены распашные решетки.

Распашные решетки при необходимости могут распахиваться, оставляя оконный проем полностью свободным. Это удобно не только с точки зрения пожарной безопасности, но и при желании не загромождать вид из окна стальными прутьями. Распахиваться может одна или обе створки, а защищают окно от проникновения посторонних навесной или врезной замок.

Решетки-шторы признаны самыми ненадежными конструкциями, так как производятся из подвижно закрепленных крест-накрест полос металла, что и влияет на ее взломостойкие качества. Монтируются такие решетки изнутри помещения, а некоторые изделия при открывании только на 80% освобождают оконный проем – будьте внимательны при выборе. Раздвижные решетки находят применение в загородных и частных домах, где используется охранная сигнализация, которая срабатывает на разбитое стекло, а решетка, расположенная внутри оконного проема, станет преградой, которую злоумышленник преодолеть до приезда охраны не сможет.

Съемные решетки должны были стать компромиссным решением по соотношению прочности и пожарной безопасности. Конструкции достаточно надежные, но по этому параметру уступают стационарным, а вот раскручивать болты, которые используются для крепления решетки, в состоянии паники будет проблематично.

№2. Тип профиля для решетки

Решетки изготавливаются с использованием таких типов профилей:

№3. Материал изготовления решетки

Пруток, квадрат и полоса могут быть изготовлены из разного типа материала, от чего также зависят свойства готового изделия. Чаще всего для производства решетки применяется:

  • конструкционная сталь – самый недорогой и наименее прочный вариант, зато и решетки получаются достаточно бюджетными;
  • арматурная сталь – куда более прочный вариант, чем конструкционная сталь. По прочности пруток из арматурной стали диаметром 14 мм эквивалентен прутку из конструкционной стали диаметром 20 мм. Чтобы перекусить такой материал, понадобятся гидравлические ножницы и некоторое время, так что такую решетку можно считать надежным барьером для преступников. Повышенная прочность оборачивается сниженной пластичностью, так что сложные витиеватые узоры из такого материала получить будет сложно;
  • спецсталь – дорогой и самый надежный материал. Прутки обладают рекордной прочностью при небольшом диаметре, а значит, решетка будет минимально заметной, а обзор из окна – более полным. Из спецстали сложно получить эффектные завитки и прочие декоративные элементы, зато вор с такой решеткой точно не справится. Да и не каждая бригада МЧС сможет разрезать данную конструкцию, чтобы, например, освободить заключенных в пылающей квартире людей. Для этого потребуется плазменный резак, который есть в оснащении не всех спасателей. Стоят решетки данного типа дорого, поэтому в обычных квартирах их ставят редко. Может, это и к лучшему. Конструкции подходят для установки в банках и прочих учреждениях, где хранятся деньги и ценности.

Чтобы быть максимально уверенным в надежности защиты жилища, лучше выбирать решетки, в которых толщина профиля составляет не менее 14 мм. Чтобы перепилить или отогнуть металл такой толщины, понадобится приличное количество времени, а это основная задача хорошей решетки.

Выбирая решетку, не стоит сбрасывать со счетов возможность проникновения воров сквозь ее прутья. Чтобы даже самый миниатюрный злоумышленник не проник в дом, расстояние между прутьями не должно быть меньше 15*15 см.

№4. Технология производства решеток

Бóльшая часть оконных решеток выполняется методом сварки, так как это дешевле. Более ажурные и конструкции можно получить путем ковки. Технология литья используется намного реже.

Сварные решетки

В народе бытует мнение, что сварные решетки – это примитивные конструкции с очень простым дизайном. В доказательство этой точки зрения обычно приводят пример решетки в виде восходящего солнца. Такие во времена советского прошлого были очень популярными, и используются они до сих пор. Однако, технология сварки позволяет создавать и куда более интересные конструкции, которые станут не только защитой, но и украшением окна.

Технология производства сварной решетки достаточно проста. Сначала из прутка, полосы или квадрата делают заготовки необходимого размера и формы. Все согласно ранее составленному эскизу. Элементы могут быть прямыми или иметь форму геометрических фигур, но могут быть причудливо согнуты. Интересные детали получают при помощи торсировки, когда прут или квадрат несколько раз скручивают по оси. Когда все элементы готовы, их раскладывают на негорючей поверхности и начинают сваривать. Места сварки зачищаются и сглаживаются, их можно скрыть специальными хомутами – это метод кольцовки. Иногда к сварным решеткам приваривают небольшие кованые элементы. В общем, дизайн не такой уж примитивный и скучный, как многие считают.

Рисунок решетки может быть совершенно любым: каталоги производителей поражают разнообразием, да и к тому же есть возможность изготовить решетку на заказ. Рисунок может состоять из повторяющихся элементов, быть симметричным или абстрактным. Сварные соединения могут быть декорированы хомутками, пиками, листами и лепестками. Сегодня решетка – это уже не те примитивные узоры, которые использовались в не столь далеком прошлом, но переусердствовать в этом вопросе также не стоит, чтобы не сильно снизить светопропускание.

Преимущества сварных решеток:

  • невысокая цена;
  • скорость и относительная простота изготовления;
  • высокая прочность.

Минус – менее эффектный внешний вид, чем у кованых решеток, но над этим недостатком производители усердно работают, так что назвать его критическим нельзя.

Кованые решетки

Кованые решетки изготавливаются из квадрата и прутка, а искусно выполненные изделия напоминают кружева. Подобные решетки стоят дороже сварных, так как процесс их изготовления достаточно трудоемкий, а по уровню надежности такие конструкции ничуть не уступают сварным аналогам. Они отлично подойдут для окон загородного дома, а для квартиры в многоэтажном доме лучше использовать сварные изделия.

По технологии производства кованые решетки бывают:

  • регулярные, в которых прослеживается четкая симметрия. Выполняются из прута диаметром от 20 мм. Стоят такие решетки дешевле аналогов, неплохо сопротивляются взлому, но выглядят они чуть более грубо, чем нерегулярные решетки, да и за счет толщины стали забирают слишком много света;
  • нерегулярные решетки – это образец ажурности и воздушности. Такие решетки можно назвать настоящим произведением искусства в металле. Однако, нерегулярная конструкция легче поддается взлому, поэтому мастеру необходимо точно построить эскиз, чтобы получить максимальную взломостойкость. По этим причинам такие решетки стоят дороже регулярных;
  • смешанные изделия состоят из регулярных и нерегулярных элементов, и именно зоны их стыка становятся слабыми местами.

Главный плюс кованых решеток – высокий уровень эстетичности и даже художественности. Такая конструкция не испортит окно, а даже украсит его. Гармонично будет смотреться сочетание кованой решетки и таких же перил для лестницы. Минус один – более высокая цена.

Литые решетки

Конструкции данного типа уступают в плане прочности сварным и кованым решеткам. Они достаточно хрупкие, плохо сопротивляются взлому, но стоят недорого, а художественное литье позволяет получать достаточно интересные узоры. Используются литые решетки редко, иногда их ставят в офисы, где есть сигнализация, а окна выходят на центральные оживленные улицы.

 

№5. Способ окрашивание и дизайн решетки

Цвет решетки также влияет на ее восприятие. Хорошо, что сегодня с помощью окрашивания можно добиться любого оттенка: от стандартного черного до благородных бронзового, антикварного серебряного и т.д. Окраска всегда осуществляется после предварительной грунтовки металла, которая защищает его от коррозии.

Для покрытия поверхности решетки используют:

  • алкидные эмали — самый распространенный выбор, причем отечественные не уступают по качеству импортным аналогам. Состав быстро сохнет, может быть любого оттенка, но быстро покрывается трещинами. Во время высыхания дает токсичные испарения, так сутки-двое после покраски около решетки лучше не находиться;
  • нитроэмаль быстро сохнет, безопасна, но недостаточно устойчива к атмосферным воздействиям;
  • порошковая покраска обладает максимальной устойчивостью к негативным воздействиям окружающей среды, не выгорает на солнце и очень хорошо защищает металл от коррозии. Гарантия на такое покрытие, как правило, 20 лет. Наносится в производственных условиях и буквально спекается с основной поверхностью. 

Решетки могут быть не только плоскими, но и объемными, что хорошо заметно при виде сбоку. Такие изделия, даже будучи сварными, выглядят гораздо симпатичнее и лучше смотрятся на окне. Самый популярный вариант – решетка в форме буквы S.

Цвет решетки подбирают в зависимости от особенностей фасада и дизайна оконной конструкции. Например, кирпичный фасад хорошо гармонируют с решетками черного, коричневого и красного цвета, но если при этом установлены белые пластиковые окна, то можно использовать и белые решетки. Кстати, решетки светлых оттенков отнимают меньше всего света и смотрятся менее громоздко. Фасад частного дома, выполненного в классическом стиле, можно украсить решетками с покрытием под бронзу или серебро.

№6. Где и как устанавливать решетку?

Некоторые типы решеток предполагают только один вариант их установки: например, раздвижные решетки устанавливаются только внутри оконного проема. В остальных случаях можно выбирать. Большинство из нас предпочитают устанавливать решетку снаружи квартиры, аргументируя такой выбор, в основном, эстетичностью и удобством. В этом случае максимум внимания нужно уделить прочности конструкции и надежности ее монтажа.

С точки зрения безопасности лучший вариант – установка решетки внутри окна при использовании охранной сигнализации. Получается, что вор сначала разобьет стекло, отчего сработает сигнализация, и времени на то, чтобы взламывать решетку, проникать в квартиру и брать ценные вещи, у него попросту не будет. В этом случае можно выбирать практически любой тип решеток.

Решетка может устанавливаться:

  • в торцы оконного проема;
  • внакладку. В данном случае решетка монтируется только снаружи окна, причем она должна быть больше проема.
В зависимости от выбранного варианта и материала стен дома монтаж будет отличаться. Допустим, необходимо установить решетки в деревянном доме внакладку. В этом случае в стенах сверлятся отверстия для сквозных болтов, на которых и будет держаться решетка. Концы болтов внутри помещения затягиваются гайками. Если для деревянного дома выбран способ установки в торцы оконного проема, то необходимо использовать специальные проушины, которые привариваются к обрамлению решетки. Благодаря отверстиям в них решетка крепится к стене шурупами длиной до 10 см.

Если необходимо установить решетку в торцы оконного проема в кирпичном доме, то нужно будет просверлить в местах крепления кирпичей цементным раствором отверстия глубиной 12 см и диаметром 1,6 см. Таких отверстий делают по 2-3 по бокам и по 1-2 сверху и снизу, в них забивают закладные штыри, выступающие на 2-3 см, чтобы к ним можно было приварить решетку. Подобным образом проводится монтаж и в случае с бетонными стенами.

Как видим, решетка действительно может стать надежной защитой и симпатичным аксессуаром окна, если ответственно отнестись к ее выбору.

технология и инструкция :: SYL.ru

Каждый, кто заботится о безопасности собственного жилья, скорее всего, задумывается об установке решеток на окна. На сегодняшний день они стали востребованными не только среди жителей первых этажей, но и у тех, кто живет выше. Ворам под силу проникнуть через окно практически в любую квартиру. Проще всего обратиться за услугами к профессионалам, но это обойдется достаточно дорого, тем более что всегда можно поставить решетки на окна своими руками. Это на самом деле не так трудно, как может показаться на первый взгляд.

Технология

В данном сегменте рынка представлено огромное количество моделей, которые придутся по вкусу даже самым капризным потребителям. Различные подвиды в основном зависят от стоимости и методов производства.

1. Сваренные решетки являются самым бюджетным вариантом защиты помещения. Раньше такие модели были однотипными и практически не отличались друг от друга. Со временем их ассортимент расширился. Благодаря этой технике можно изготовить изделие любого дизайна, которое будет способно поддержать общий стиль здания. Подобные конструкции отличаются сочетанием правильных форм и полной симметрией.

2. Ковка отличается от предыдущего метода степенью надежности и прочностью конструкции. Такую решетку на окно сделать своими руками сложнее, но все же, при наличии необходимых инструментов, это возможно. Кованые решетки гарантируют, что такая защита не будет повреждена влиянием погодных условий, и достаточно долго прослужит своим хозяевам. Их ассортимент очень разнообразен, и каждый может выбрать подходящий вариант для себя. Подобные модели станут изюминкой и украшением для фасада здания, которое не только защищает его, но и придает некоторую изысканность и шарм.

Виды

Эстетическая красота, конечно же, важна, но также весомое значение имеет монтаж изделия. Ведь от того, как именно будет расположена решетка на окна своими руками, зависит безопасность дома и его жителей.

1. Съемные — при их установке используются различного диаметра болты. Такие крепления нельзя назвать сильно надежными, они часто начинают деформироваться практически сразу после монтажа. Чаще всего подобные варианты применяют для обеспечения безопасности магазинов. Это очень удобно, так как днем их можно вообще снять, чтобы они не мешали, а после закрытия снова поставить для сохранности имущества.

2. Стационарные — такие устройства считаются очень надежными и долговечными, а вероятность того, что они деформируются, минимальна, так как они меньше подвержены механическому воздействию.

Конструкция

При установке решеток на окна своими руками, фото которых возможно увидеть далее, требуется определиться со способом их открывания.

1. Распашные — основными элементами тут являются створка и рама, которая крепится в оконный проем, а затем, при помощи специальных петель, в нее устанавливаются дверцы. Благодаря такой системе решетки можно открывать в любое время при необходимости. Защиту от проникновения извне обеспечивает врезной или навесной замок, который монтируется на две створки либо только на раму.

2. Раздвижные решетки на окна своими руками, фото которых представлено в статье, работают по принципу смещения створок в стороны. Для их установки понадобиться закрепленная в проеме рама. Для фиксации чаще всего используется закрывающийся механизм или встроенный замок.

3. Глухие — для их монтажа каркасная рама прочно устанавливается в оконный проем. В такой модели отсутствуют створки, поэтому нет никакой возможности как-либо открыть их. Они считаются небезопасными при возникновении пожарной тревоги, так как в случае аварийной ситуации, воспользоваться таким выходом не получится.

Решетки для детской безопасности

Для сохранности жизни малышей, живущих в квартирах, расположенных в многоэтажных домах, профессионалы рекомендуют устанавливать решетки на пластиковые окна, своими руками сделанные или при содействии фирм-производителей. По составу такая защита похожа на материал профиля данной оконной конструкции.

Отличительными чертами таких сооружений являются следующие характеристики:

  • прутья должны быть с округленными краями без декоративных и острых элементов, которые часто можно увидеть на кованых конструкциях;
  • максимальное расстояние, которое может присутствовать между прутьями, составляет 10 см, так как эта дистанция позволяет обеспечить защиту от проникновения головы ребенка между элементами решетки;
  • такими предохранителями ограждается все пространство оконного проема без исключения.

Еще одним немаловажным преимуществом решеток на окна от детей (своими руками такие конструкции можно собрать без особого труда) считается возможность беспроблемного демонтажа всей конструкции. После того как ребятишки подрастут, защиту можно снять, а место крепления декорируется заглушками из пластика.

Инструменты

Для того чтобы установить решетку на окна своими руками, необходимы следующие приспособления:

  • электросварка;
  • электроболгарка;
  • обычный молоток;
  • дрель, в которой присутствует функция отбоя и набор сверл для работы по камню и металлу.

Материалы

Для дальнейшей работы чаще всего используются следующие профили:

  • прут;
  • квадрат;
  • полосы;
  • комбинированный профиль.

Самой экономически выгодной и легкой в работе считается полоса, ведь она очень просто режется, гнется и закручивается. Но такие решетки на окна своими руками имеют менее прочную конструкцию и нечасто отличаются высокохудожественным и оригинальным оформлением.

Благодаря использованию прутка и металлического квадрата есть возможность изготовить более жесткую решетку. Причем немало умельцев формируют из них настоящие произведения искусства, которые украшают многие здания.

Рамы для решеток монтируются из уголка 35*35-50*50 мм, изредка выполняются с использованием труб или широких полос.

Для более эстетичного вида решетки на окна преимущественно не изготавливают из одного и того же материала, а подбирают несколько различных профилей, что позволяет проявить мастеру творчество и фантазию.

Критерии выбора

Безопасность и удобство эксплуатации защиты зависят от ее конструкции и типа. Оттого к моменту их выбора необходимо отнестись достаточно ответственно. Для того чтобы точно принять правильное решение, можно воспользоваться следующими рекомендациями.

1. Фасад здания должен остаться по-прежнему эстетичным, поэтому установленные решетки на окна своими руками обязаны в него вписаться гармонично и логично.

2. Вес конструкции не должен превышать несущие способности стен, так как может произойти их разрушение или обвал.

3. Толщина арматуры подбирается таким образом, чтобы она не стала серьезным препятствием для поступающего в помещение света, одновременно она должна быть достаточно прочной.

4. Решетки не могут мешать функционалу окон.

5. Монтаж конструкции должен быть относительно простым, при этом система его крепежей требует к себе особого внимания.

Замеры

Для того чтобы установить решетки на окно своими руками без сварки и с ней, необходимо провести подготовительные работы и определиться с размерами защиты. Для этого полностью вымеряется окно, а полученные данные фиксируются на бумаге. Также необходимо учитывать расположение будущей конструкции, ее глубину относительно окна. Решетка может находиться как внутри оконного проема, так и снаружи.

Инструкция для выполнения работы

1. Выбранный материал нарезается по заготовленному эскизу. Когда есть необходимость создать замысловатый рисунок, пруток изгибается, поэтому рекомендуется заранее подготовить шаблон. Для закругленных элементов можно использовать трубу подходящего диаметра.

2. Для сварки также требуется эскиз. Выполнять конструкцию удобнее на ровной плоскости, к примеру, на бетонной площадке или верстаке. Изначально изготавливается каркас и крайние элементы, после чего все прихватывается точечной сваркой.

3. Если для изготовления решеток на окна своими руками не используется каркас, то в месте монтажа замка и петель к прутку необходимо установить металлические уголки или ленты.

4. В откосах окна требуется закрепить штифты. Для этого подготовленные конструкции прикладываются к окну, выравниваются, и далее размечаются места для установки штифтов, учитывая расстояние для монтажа навесных петель.

5. Используя перфоратор, формируются дыры глубиной 10-15 см. В них вбивают из рифленого прутка штифты, так чтобы на поверхности осталось видно лишь несколько сантиметров. При необходимости лишнее можно отрезать болгаркой. Далее на него наваривается уголок либо металлическая лента в виде каркаса будущей защиты.

6. Петли привариваются таким образом, чтобы они направлялись встречно, благодаря этому решетку можно сделать несъемной. Затем в них вставляется подготовленная часть, прикладывается конструкция и приваривается к петлям.

7. Все элементы из металла зачищаются от окалины, покрываются грунтовкой, а после ее полного высыхания — краской, подходящей для изделий из металла.

Методы крепления

Как сварить решетку на окно своими руками, стало понятно, необходимо разобраться, какие существуют способы их монтажа.

1. При помощи сварки — тогда все работы выполняются с использованием отрезков арматуры. Чаще всего достаточно подготовить 6 штырей на одну раму. Если оконный проем высокий, то это число можно увеличить до 8. В откосах формируются отверстия с диаметром 100-103 мм. В раме просверливаются дыры такого же диаметра. Далее она устанавливается в проем и через подготовленные отверстия в стену вбиваются штифты таким образом, чтобы они выходили за рамки конструкции на несколько сантиметров. Затем все узлы качественно провариваются, а выступающие концы отрезаются болгаркой. После завершения работ вся конструкция очищается от окалины, грунтуется и смазывается лакокрасочным составом, предусмотренным для работы с металлом.

2. Крепление метизами также не обходится без сварки. Для этого берутся металлические ушки (полосы из 4 мм стали размером 40*50 мм), и в них формируются отверстия. Рама устанавливается на заготовленное место, а через сквозные отверстия в ушках на откосах размечаются точки, которые требуются для рассверловки пазов анкерных креплений. Далее рама снимается, и после этого подготавливаются отверстия. Затем решетка устанавливается заново и фиксируется при помощи анкерных болтов.

Назначение

По этому критерию защиты можно разделить конструкции на три основных вида:

1. Декоративные — они изготавливаются по заранее подготовленному эскизу или чертежу и соответствуют стилю проекта, а также желанию заказчика. Их основная функция больше декоративная, чем обеспечение безопасности.

2. Охранно-декоративные — такие конструкции считаются усиленными, металлические элементы размещаются с меньшим интервалом, а их прочность значительно улучшена. Помимо того, что решетка состоит из простых прутьев основы, они также украшаются различными элементами. Кованые ажурные оконные решетки поражают своей изящностью и грацией, мастерством и технологией изготовления. Подобные конструкции являются необычными образцами дизайнерского искусства. Очень часто такая ковка становится отличным дополнением к общему архитектурному стилю здания.

3. Охранные — такие решетки являются очень простыми по дизайну, но, несмотря на это, их устройство считается самым надежным. Образцы таких конструкций можно заметить на складских помещениях, заводах и различных режимных объектах. Благодаря использованию стальных элементов и замков усиливается их надежность. Изготовить подобные решетки можно и самостоятельно, так как их производство считается элементарным. Заранее подготавливается эскиз, по которому в дальнейшем формируется качественная защита.

Декоративная решётка из дерева для беседки своими руками: варианты, фото, видео

Деревянная решётка (декоративная обрешётка из реек или шпалер) — это прекрасный способ украсить и частично защитить беседку от влияния погоды.

Существует несколько вариантов изготовления декоративной обрешётки, в данной статье представлена как простая конструкция, так и сложная. В зависимости от финансовых возможностей, имеющегося материала и желания выбирайте тот вариант, который наиболее вас устроит.

Первый способ — изготовление решётки и крепление к беседке

Самый простой вариант — использование деревянных реек, которые прибиваются к раме на гвозди, после чего вся конструкция крепится к беседке. Готовая решетка выглядит следующим образом:

Изготовление рамы

В первую очередь необходимо изготовить раму, на которую будут крепиться рейки. Для хорошего крепления рекомендуется использовать материал толще деревянных планок, например, брус 20×45 мм. Если такой возможности нет, то сами рейки могут быть рамой. Главное — крепление, на этом этапе возникают проблемы.

Крепления в раме могут быть выполнены разными способами:

  • Срез под 45 градусов и фиксация на гвозди (самый простой, но ненадежный вариант).
  • Соединение в шип, в обло, «ласточкин хвост» и тому подобное (надежный, но сложный в исполнении).

После изготовления первой рамы нужно будет сделать еще одну. Она устанавливается поверх построенной решётки с обратной стороны, чтобы скрыть все обрезанные углы реек.

Крепление реек к раме

Так как мы рассматриваем самый просто способ, то будем использовать гвозди. Рейки устанавливаются под углом к раме с одинаковым шагом между ними (на фото представлен шаг 10 см), затем прибиваются к раме с двух сторон, а остатки дерева отрезаются.

Второй вариант — установка реек в окне беседки

Если в первом варианте решётка изготавливалась заранее, то в данном случае рейки сразу же крепятся к окну под углом 45 градусов.

Идея беседки с решётками

Прежде чем обшивать беседку, необходимо произвести вычисления длины материала. Самым сложным здесь являются расчёты — необходимо четко вымерить размеры, чтобы расстояния в ячейках было одинаковым и вся «картинка» смотрелась симметрично.

Решётка крепится на саморезы под углом 45 градусов к окну, после чего сами рейки также скрепляются между собой. Щели в местах соединений можно скрыть декоративным плинтусом.

Данный вариант подойдет в том случае, если в беседке ровные окна, которые позволят прикрепить к себе деревянные бруски без дополнительной обработки.

На видео выше показана пошаговая инструкция о реализации данного варианта. Данное видео не так динамично, как следующее (хотя там и способ более профессиональный), но очень хорошо показывает суть и понимание метода.

Третий вариант — решётка «паз в паз»

Данный способ является профессиональным, без ручного фрезера и циркулярной пилы осуществить его будет невозможно. Если у вас есть доступ к деревообрабатывающему инструменту, тогда можно будет профессионально подойти к вопросу и исполнить данный вариант.

Полностью весь процесс представлен на видео ниже (с профессиональной озвучкой). Сергей Нейман показал собственный кондуктор, который поможет вам реализовать подобную обрешётку своими руками.

Изготовление планок

Для изготовления планок нам понадобится довольно толстая доска, в которой с помощью ручного фрезера выпиливаются пазы.

Выпиливание паза
Вырезка реек

Готовая доска с пазами распиливается на циркулярной пиле. В итоге получаются идентичные планки, которые в дальнейшем и будут решётками в беседке.

Крепление планок

В отличие от прошлых вариантов, здесь для крепления планок друг к другу используется клей. Изначально вся конструкция собирается «паз в паз» под углом 45 градусов, далее каждая планка вытаскивается, после чего наносится клей и затем уже приклеивается. Работа монотонная, но результат получается превосходным.

Нанесение клея в пазы
Укладывание реек
Лакированная решетка из дерева

После крепления планок друг к другу изготавливается рама, которая крепится к обрешётке. Готовая обрешётка покрывается лаком, после чего может быть использована для украшения беседки.

Варианты декоративных решёток в беседках

Изготовление обрешётки своими руками — процесс далеко не самый сложный, доступный большинству дачникам-любителям. Чаще всего на выходе получается обычный рисунок под углом 45 градусов.

Интересная форма решёток

Если подойти к этому вопросу профессионально, то можно реализовать уникальные решётки, которые украсят вашу беседку именно так, как вы хотите. Я предлагаю подборку фотографий различных вариантов, которые послужат идеей для вашей беседки либо просто порадуют глаз и удивят.

ᐉ Приложения обучения с подкреплением

Возможно, вы читали об обучении с подкреплением, просматривая истории об AlphaGo — алгоритме, который научился играть в игру GO и побеждать опытного игрока-человека — и, возможно, нашли эту технологию увлекательной.

Однако, поскольку предмет по своей природе сложен и не кажется многообещающим с точки зрения бизнеса, вы, возможно, не сочли полезным углубляться в его изучение.

Что ж, оказывается, отсутствие у RL практических преимуществ — заблуждение; на самом деле есть несколько способов, которыми компании могут его использовать прямо сейчас.

В этом посте мы перечислим возможные приложения для глубокого обучения с подкреплением и объясним без технического жаргона, как в целом работает RL.

Обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением

Итак, в обычном контролируемом обучении , согласно нашему недавнему посту, у нас есть пары ввода / вывода (x / y) (например, помеченные данные), которые мы используем для обучения машин. Зная результаты для каждого ввода, мы позволяем алгоритму определять функцию, которая отображает Xs-> Ys, и мы продолжаем исправлять модель каждый раз, когда она делает ошибку прогноза / классификации (выполняя обратное распространение и подергивая функцию.Мы продолжаем такое обучение до тех пор, пока алгоритм не даст удовлетворительных результатов.

В обычном обучении без учителя у нас есть данные без меток, и мы вводим набор данных в наш алгоритм, надеясь, что он обнаружит в нем некую скрытую структуру.

Обучение с подкреплением решает задачи другого рода. В RL есть агент, который взаимодействует с определенной средой, таким образом изменяя свое состояние, и получает вознаграждение (или штрафы) за свой ввод.Его цель — найти шаблоны действий, попробовав их все и сравнив результаты, которые принесут наибольшее количество очков вознаграждения.

Одна из ключевых особенностей RL заключается в том, что действия агента могут не влиять на текущее состояние среды, но влияют на последующие. Так что иногда машина не узнает, эффективно ли то или иное действие, гораздо позже в эпизоде.

Кроме того, существует так называемая дилемма компромисса эксплуатация / разведка .

Стремясь максимизировать числовое вознаграждение, агент должен склоняться к действиям, которые, как он знает, приводят к положительным результатам, и избегать тех, которые не дают результатов. Это называется эксплуатацией знаний агента.

Однако, чтобы выяснить, какие действия являются правильными, в первую очередь он должен их опробовать и рискнуть получить штраф. Это известно как разведка .

Уравновешивание эксплуатации и исследования — одна из ключевых проблем в обучении с подкреплением и проблема, которая вообще не возникает в чистых формах обучения с учителем и без учителя.

Помимо агента и среды, в каждой системе RL есть также эти четыре элемента :

Политика. Как действует агент при определенном состоянии окружающей среды; они могут быть определены простой функцией или включать в себя некоторые обширные вычисления. Думайте о них как о правилах или ассоциациях машинных стимулов и реакций.

Сигналы вознаграждения определяют, следует ли изменять политику или нет. Как мы уже упоминали, единственная цель агента — максимизировать численное вознаграждение, чтобы на основе этого сигнала он мог делать выводы о том, какие действия являются хорошими или плохими.

Функции ценности также играют решающую роль в формировании поведения агента, но, в отличие от сигналов вознаграждения, которые оценивают действия в непосредственном смысле, они определяют, является ли событие хорошим в долгосрочной перспективе, с учетом следующих состояний.

Наконец, модели имитируют среду, в которой находится агент, и, таким образом, позволяют делать выводы о его будущем поведении. Методы обучения с подкреплением, использующие модели для планирования, называются модельными, а методы, полностью основанные на пробах и ошибках, называются безмодельными.

Хорошо, как на самом деле работает RL?

Давайте в качестве примера возьмем игру в Понг (старинные игры Atari часто используются для объяснения внутренней работы обучения с подкреплением) и представим, что мы пытаемся научить агента играть в нее.

В настройке контролируемого обучения первое, что мы делаем, это записываем игровые сеансы человека-игрока и создаем помеченный набор данных, в который мы записываем каждый кадр, отображаемый на экране (ввод), а также каждое действие игрока. (выход).

Затем мы скармливаем эти входные кадры нашему алгоритму, и он предсказывает правильные действия (нажатие вверх или вниз) для каждой ситуации (правильность определяется нашими выходными данными). Мы использовали бы обратное распространение, чтобы настроить функцию, пока машина получает правильные прогнозы.

Несмотря на высокий уровень точности, которого мы могли достичь с его помощью, у этого подхода есть несколько серьезных недостатков. Во-первых, у нас должен быть помеченный набор данных для любого вида контролируемого обучения, а получение данных (и аннотирование меток) может оказаться довольно дорогостоящим и трудоемким процессом.Кроме того, применяя такой вид обучения, мы не даем машине шанса когда-либо обыграть игрока-человека; по сути, мы просто учим его подражать им.

Однако в обучении с подкреплением таких ограничений нет.

Мы начинаем так же, то есть пропуская входные кадры через наш алгоритм и позволяя ему выполнять случайные действия. У нас нет целевых меток для каждой ситуации, поэтому мы не указываем агенту, когда он должен нажимать вверх, а когда вниз.Мы даем ему возможность самостоятельно исследовать окружающую среду.

Мы предоставляем только обратную связь с табло. Каждый раз, когда модели удается набрать очко, она получает награду +1, а каждый раз, когда она теряет очко, получает штраф -1. Исходя из этого, он будет итеративно обновлять свои политики, чтобы действия, приносящие вознаграждение, были более вероятными, а действия, приводящие к штрафу, отфильтровывались.

Здесь нужно немного терпения: сначала агент, необразованный, будет постоянно проигрывать игру.Однако по мере того, как он продолжает изучать игру, в какой-то момент он случайно наткнется на выигрышную последовательность действий и соответствующим образом обновит свою политику.

Проблемы обучения с подкреплением

Не все так хорошо в стране RL. Даже сценарий, который вы только что прочитали, когда агент становится хорошо разбирающимся в игре Atari, может быть довольно проблематичным.

Предположим, алгоритм какое-то время играл в Понг против человека и довольно умело перебрасывал мяч взад и вперед.Но затем он скользит к концу эпизода и теряет очко. Вознаграждение за всю последовательность будет отрицательным (-1), поэтому модель будет предполагать, что каждое действие было неправильным, что не так.

Это называется проблемой присвоения кредита и связано с тем, что наш агент не получает обратную связь сразу после каждого действия. В Pong он может видеть результат только после того, как эпизод закончился, на табло. Таким образом, он должен каким-то образом установить, какие действия привели к конечному результату.

Из-за этого нехватки приложений для установки вознаграждения с алгоритмами обучения с подкреплением обычно очень неэффективны. Для обучения им требуется много данных, прежде чем они станут эффективными.

Кроме того, в некоторых случаях, когда последовательность действий, необходимых для получения награды, слишком длинна и сложна, система дефицитного вознаграждения полностью выйдет из строя. Агент, который не может получить вознаграждение, совершая случайные шаги, никогда не научится правильному поведению.

Чтобы бороться с этим, специалисты по RL вручную проектируют функции вознаграждения, чтобы они могли направлять политику агента в отношении получения вознаграждения.Как правило, эти функции выдают серию мини-наград на пути к большой выплате, таким образом предоставляя агенту необходимые предложения. Процесс создания этой функции известен как формирование награды .

Примеры использования обучения с подкреплением

Робототехника. RL может использоваться для задач управления большой размерностью, а также в различных промышленных приложениях. Например, Google, как сообщается, сократил потребление энергии примерно на 50% после внедрения технологий Deep Mind.В космосе есть инновационные стартапы (бонсай и т. Д.), Которые распространяют глубокое обучение с подкреплением для эффективной настройки машин и оборудования.

Анализ текста. Исследователи из Salesforce, известной компании, занимающейся облачными вычислениями, использовали RL вместе с продвинутой моделью генерации контекстного текста для разработки системы, способной создавать легко читаемые резюме длинных текстов. По их словам, можно обучать их алгоритм на разных типах материалов (новостные статьи, блоги и т. Д.).).

Оформление сделки. Крупные компании в финансовой индустрии уже некоторое время используют алгоритмы машинного обучения для улучшения торговли и капитала, и некоторые из них, такие как JPMorgan, уже бросили свои шляпы в кольцо RL. В 2017 году компания объявила, что начнет использовать робота для торгового исполнения крупных заказов. Их модель, обученная на миллиардах исторических транзакций, позволила бы выполнять торговые процедуры быстро, по оптимальным ценам и снимать огромные ставки, не создавая рыночных колебаний.

Здравоохранение. Недавние статьи предлагают множество вариантов применения RL в отрасли здравоохранения. Среди них — дозирование лекарств, оптимизация политики лечения для страдающих хроническими заболеваниями, клинические испытания и т. Д.
Заключение

RL обещает компаниям, это само собой разумеющееся, но важно, чтобы вы не поддавались шумихе вокруг технологии и реалистично оценивали ее сильные и слабые стороны и преимущества, которые она может принести вашему бизнесу.Мы предлагаем сначала найти несколько простых вариантов использования, чтобы проверить, как работает RL.

Если вы хотите узнать больше о том, что такое обучение с подкреплением и как оно может помочь вашей компании, свяжитесь с нашим экспертом, чтобы получить бесплатную консультацию.

Глубокое обучение с подкреплением пока не работает

24 июня 2018 г. примечание: если вы хотите привести пример из сообщения, пожалуйста процитируйте статью, из которой взят этот пример. Если вы хотите процитировать пост в целом можно использовать следующий BibTeX:

 @misc {rlblogpost,
    title = {Глубокое обучение с подкреплением пока не работает},
    автор = {Ирпан, Алекс},
    howpublished = {\ url {https: // www.alexirpan.com/2018/02/14/rl-hard.html}},
    год = {2018}
}
 

В основном цитируются статьи из Berkeley, Google Brain, DeepMind и OpenAI. за последние несколько лет, потому что эта работа наиболее видна мне. Мне почти наверняка не хватает чего-то из старой литературы и других учреждения, и за это я прошу прощения — в конце концов, я всего лишь один парень.

Однажды в Facebook я сделал следующее заявление.

Когда кто-то спрашивает меня, может ли обучение с подкреплением решить их проблему, я отвечаю, что нет.Я думаю, что это верно как минимум в 70% случаев.

Глубокое обучение с подкреплением окружено горами ажиотажа. А также по уважительным причинам! Обучение с подкреплением — невероятно общая парадигма, и в принципе, надежная и производительная система RL должна отлично справляться с все. Объединение этой парадигмы с эмпирической силой глубокого обучения очевидное соответствие. Глубокий RL — одна из самых близких вещей, которая выглядит как AGI, и это та мечта, которая питает миллиарды долларов финансирования.

К сожалению, пока не работает.

Теперь я считаю, что может работать и . Если бы я не верил в обучение с подкреплением, Я бы не стал над этим работать. Но на пути много проблем, многие из которых кажутся фундаментальными. трудно. Прекрасные демонстрации ученых агентов скрывают всю кровь, пот и слезы, которые идут на их создание.

Я уже несколько раз видел, как людей привлекала недавняя работа. Они пытались впервые глубокое обучение с подкреплением, и в обязательном порядке они недооценивать трудности глубокого RL.В любом случае «игрушечная проблема» не так проста, как кажется. И обязательно поле несколько раз уничтожает их, пока они не научатся устанавливать реалистичные ожидания исследований.

Это не вина кого-то конкретно. Это скорее системная проблема. Легко написать рассказ о положительном результате. Трудно делать то же самое для отрицательных. Проблема в том, что отрицательные — это те, которые наиболее часто встречаются исследователи. В некотором смысле отрицательные случаи на самом деле важнее положительных моментов.

В оставшейся части сообщения я объясню, почему глубокий RL не работает, случаи, когда он действительно работает, и я вижу, как он будет работать более надежно в будущем. Я делаю это не потому, что хочу, чтобы люди перестали работать над глубоким RL. Я делаю это, потому что считаю, что решать проблемы легче, если есть согласие относительно того, в чем заключаются эти проблемы, и легче построить согласие, если люди действительно говорят о проблемах, а не независимо заново открывая одни и те же проблемы снова и снова.

Я хочу увидеть более глубокое исследование RL. Я хочу, чтобы к этой сфере присоединились новые люди. я также хочу новый p

Численное моделирование течения вязкой жидкости над квадратным цилиндром с использованием метода Больцмана на решетке

Эта работа посвящена расчету Больцмана на решетке двумерного течения вязкой несжимаемой жидкости мимо квадратного цилиндра, ограниченного каналом. Известно, что природа обтекания цилиндрических препятствий очень сложна. В данной работе расчеты проводятся как для стационарных, так и для нестационарных течений с использованием решеточного метода Больцмана.Подробно изучено влияние числа Рейнольдса, коэффициента закупорки и длины канала. Поскольку были приняты все меры для включения соответствующих показателей в вычислительный метод, эти результаты заслуживают доверия. Подводя итог, настоящее исследование раскрывает многие интересные особенности задачи о квадратном цилиндре и демонстрирует способность решеточного метода Больцмана улавливать эти особенности.

1. Введение

Течение вязкой несжимаемой жидкости вокруг цилиндра квадратного поперечного сечения, ограниченного каналом, также является одной из важных задач вычислительной гидродинамики (CFD) [1–4].Известно, что наличие стенового ограждения является одним из распространенных примеров во многих практических ситуациях потока (например, дорожные транспортные средства, теплообменники, обтекание высоких зданий, подвесных мостов и т. Д.), А также при исследовании влияния ограждения стен на Решающее значение имеют характеристики поля течения [5–7]. Основным преимуществом этой проблемы квадратного цилиндра является относительная простота геометрии по сравнению с круглым цилиндром. Еще одна особенность данной проблемы квадратного цилиндра состоит в том, что она имеет фиксированные точки разделения.

Существующий квадратный цилиндр, заключенный в канал, в основном характеризуется разделением потока, периодичностью и хорошо известным образованием вихревых дорожек. При очень низком Re поток ламинарный, устойчивый и остается прикрепленным к квадратному цилиндру. По мере увеличения числа Рейнольдса поток отделяется от задней кромки, но остается ламинарным и устойчивым до Re, равного примерно 50. За пределами этого числа Рейнольдса (Re) возникает неустойчивость, и течение становится периодическим. При этих числах Рейнольдса локализованные области высокой завихренности попеременно выделяются с обеих сторон цилиндра и конвектируются вниз по потоку.При меньших значениях закритических чисел Рейнольдса течение остается ламинарным. Из-за популярности данной проблемы с точки зрения приложений и важности в литературе доступен ряд экспериментальных и численных результатов для обтекания квадратного цилиндра, установленного в ограниченном канале [8–13].

В большей части доступной литературы расчет поля потока в квадратном цилиндре основан на решении уравнения Навье-Стокса с использованием метода конечных разностей (FDM), метода конечных объемов (FVM) или (или) метода конечных элементов (FEM).В 1984 году Дэвис и др. [1] экспериментально и численно исследовали ограниченное течение через квадратные цилиндры для широкого диапазона Re с различными коэффициентами блокировки, такими как B, = 4 и 6. В 1990 году Franke et al. В [2] представлены численные расчеты ламинарных вихревых течений при обтекании круглых и квадратных цилиндров. В 1992 году Mukhopadhyay et al. [3] провели двумерное численное моделирование обтекания квадратного цилиндра с двумя различными коэффициентами блокировки ( B = 4.0 и 8.0). В 1993 году Сузуки и др. [4] моделировали обтекание квадратного цилиндра на неэквидистантной сетке для разных диапазонов чисел Рейнольдса и коэффициентов блокировки 5,0 и 20,0. Соханкар и др. В [5, 6] представлены расчеты нестационарного двумерного обтекания квадратного и прямоугольного цилиндров при падении для малых чисел Рейнольдса. В 2000 году Павлов и др. [7] рассмотрели результаты численных расчетов нестационарного, двумерного обтекания несжимаемой жидкости квадратным цилиндром при различных числах Рейнольдса. В 2000 году Breuer et al.[8] также исследовали ограниченное течение через квадратный цилиндр, помещенный внутри плоского канала (коэффициент блокирования B = 8,0), с помощью двух различных численных методов, таких как решеточный автомат Больцмана (LBA) и метод конечных объемов (FVM). В 2002 году Ван и др. В [9] предложен метод дискретной сингулярной свертки-конечной подобласти (DSC – FSM) для анализа вязких течений несжимаемой жидкости для многосвязных сложных геометрий, а именно, обтекания обратного уступа и ламинарного обтекания квадратного цилиндра.В 2004 г. Рой и Бандйопадхай [10] исследовали обтекание квадратного цилиндра, помещенного внутри канала с двумя разными коэффициентами блокировки, а именно 4 и 8 при разных числах Рейнольдса. В 2005 году Абиде и Виаццо [11] представили полезность подхода, основанного на методе проекционной декомпозиции компактной схемы, для двух тестовых задач, а именно, обтекания обратного уступа и обтекания квадратного цилиндра. В 2005 году Хасан и др. В [12] также представлен подход для обработки граничного условия истечения, основанный на радиальном поведении поля скорости на больших расстояниях от тела во внешних вязких потоках несжимаемой жидкости.

Развитие решеточного метода Больцмана (LBM) является многообещающим методом, который использует различные нетрадиционные методы для приложений в CFD [14–18]. Сейчас наблюдается, что все большее число исследователей просто используют LBM как альтернативу обычным численным методам для уравнения Навье-Стокса. Чтобы продемонстрировать способность существующего решетчатого метода Больцмана без особого труда обрабатывать потоки по квадратной геометрии, ограниченные в канале, в настоящей работе учитывается влияние расположения стенок канала, то есть эффект блокировки, расположение выходной границы и различные продольные рассматривается расположение цилиндров.Другой целью данной работы является захват нестационарных состояний потока, характеризуемых квадратным цилиндром, при относительно более высоких числах Рейнольдса.

2. Решеточный метод Больцмана

Решеточный метод Больцмана с моделью единственного времени релаксации (LBM-SRT), который является широко используемым LBM, дается [14] следующим образом: где и — функции распределения частиц и равновесия в (), — скорость частицы в направлении th, и — параметр времени единственной релаксации, который контролирует скорость приближения к равновесию.Для моделирования двумерных потоков используется двухмерная модель квадратной решетки с девятью скоростями ( D2Q9 ) с девятью дискретными скоростями () (рис. 1).


Дискретный набор скорости записывается как [14]

Армирование

Пояснения> Кондиционирование > Армирование

Описание | Пример | Обсуждение | И что?

Описание

Подкрепление — это все, что увеличивает интенсивность или . частота акта.Он основан на том принципе, что мы стремимся делать больше того, что заставляет нас чувствовать себя хорошо.

Подкрепление — это что-то, что ощущается одновременно с действием, например что подкрепление становится мысленно связанным с действием. Подкрепление следовательно, может стать стимуляцией, вызывающей действие, когда действие теперь реакция на подкрепление, а не на стимуляцию первоначально.

Сила ответа может быть измерена, например, интенсивностью эмоциональный опыт, степень физической реакции или живость с которой получен ответ.

Частота отклика может быть измерена вероятностью ответ, учитывая стимул и количество раз, когда ответ достигнуто.

При армировании важно время. Когда применяется армирование сразу после поведения, тогда причинная связь легче для другого человека, чтобы идентифицировать и усвоить. Когда есть задержка, это соединение становится все труднее сделать, и, следовательно, армирование становится меньше эффективен или требует больше времени для достижения желаемого изменения.

Внутреннее усиление

Внутреннее армирование — это внутреннее армирование. В другом слова это то, что мы делаем с собой, хотя это может быть сделано с внешние стимулы, такие как благодарности или улыбки.

Внешнее армирование

Внешнее армирование — это арматура снаружи, явно за пределами нашей внутреннее мышление. Классическими примерами внешнего подкрепления являются деньги и физическое наказание.

Первичное армирование

Первичное подкрепление имеет четкую причинную связь между поведением и подкрепление, например, когда выполнение простого запроса приводит к подкрепление благодарности.

Вторичное армирование

Вторичное подкрепление менее понятно и усваивается только через опыт или размышления. Так, например, человек, который готовит другу определенную еду после нескольких попыток обнаруживает, что это заставляет другого человека несколько дружелюбнее.

Положительное усиление

Положительное подкрепление — это когда после поведения происходит что-то приятное. В результате поведение увеличивается.

Вы передаете мне соль, и я говорю вам спасибо. В следующий раз вы можете предложить мне соль, не спрашивая. Я все равно буду улыбаться и благодарить вас, поэтому вы продолжаете предлагать мне соль.

Отрицательное армирование

Отрицательное подкрепление возникает, когда не нравится нравится не происходит, когда происходит поведение.В результате поведение увеличивается.

Вы не передаете мне соль. Я смотрю на тебя.
Когда вы передаете мне соль, я не смотрю на вас. В следующий раз ты отдашь мне соль, чтобы избежать неприятного взгляда.

Фиксированное и переменное передаточное число

Отношение поведения к армированию можно варьировать. Фиксированное соотношение может включать каждый раз (1: 1) или усиление может применяться каждый энный раз поведение появляется (1: n). Это делает его предсказуемым и, следовательно, относительно комфортно.

Переменное соотношение означает, что армирование не используется каждый раз, хотя это может быть использовано . Неуверенность приводит к тревоге и поведению, как «прыжок с пистолета» и азартные игры.

Фиксированный и переменный интервал

Подкрепление может зависеть не от того, как часто происходит поведение, а от время, например, выплаты заработной платы. Награды с фиксированным сроком обычно привлекают внимание все больше вовремя по мере приближения награды.Когда сроки получения награды (или другое подкрепление) нельзя предсказать, то время можно игнорировать, хотя общая тревога и поведение, связанное с управлением рисками, могут быть вызваны неспособностью предсказать, когда это произойдет.

Пример

Ребенок пилит занятую мать, пока не привлечет к себе внимание. Мать часто ответ сердито. Для ребенка это не идеальный ответ, но он лучше, чем ничего, поэтому он продолжает ныть. Таким образом, мать усилила ворчливое поведение.

Когда еда показана, но не дана собаке, она выполняет ряд трюков. был обучен пищей. Когда он просит, ему дают пищу. Когда это Если в будущем ему показывают еду, то он, скорее всего, сначала попробует попрошайничать.

Учительница не разрешает своим ученикам играть, пока они не затихнут (отрицательное подкрепление).

Обсуждение

Подкрепление часто происходит без определенного намерения. Он также может действовать наоборот, например, увеличение поведения, которое предполагается уменьшить.

Случайные эффекты

Когда армирование применяется случайным образом, это может вызвать напряжение и замешательство. Если Я получаю вознаграждение за то, что однажды доставил товар вовремя, а потом позже наказывается за своевременную доставку, не отвечающую другим целям, Я могу запутаться в приоритетах — в следующий раз я поставлю немного поздно и лучше, но я все еще беспокоюсь о том, что будет сказано.

Мотивация

Хотя внешняя мотивация эффективна для получения краткосрочных поведенческих изменение, оно редко приводит к внутренним изменениям, например, в убеждениях или ценностях.Внутренняя мотивация гораздо эффективнее вызывает более глубокое самоподдерживающееся изменение.

Репетиция и репетиция

Повторение, особенно когда оно предсказуемо, ведет к обучению. Этот относится также и к себе. Когда вы что-то практикуете, вы становитесь лучше. Вы также привыкайте к поведению, когда вы обуславливаете себя.

Репетиция может проводиться в основном внутри компании. Когда вы визуализируете действия в определенных способами, вы узнаете — часто так же хорошо, как если бы вы действовали физически.

Наказание

Хотя награда и наказание являются формами подкрепления, они различный эффект, особенно у людей, которые по-разному реагируют, особенно на наказание. Наказание составляет не отрицательного подкрепления и меньше эффективный. Наказание происходит за поведение, которое нежелательно . В отрицательное подкрепление, дискомфорт доставляется, когда желаемое поведение не бывает.

Вымирание

Когда не применяется армирование , то поведение, скорее всего, исчезнуть («вымирание»). Это потому, что без Как следствие, цель поведения не выполняется. Таким образом, девушка, которая делает не хочет внимания влюбчивого мальчика, игнорирует все разговоры, уговоры и критика.

В любой ситуации поймите, как другие (и вы) запрограммированы на реагировать. Управляйте сигналами и подкреплениями, чтобы добиться желаемого поведения.

Чтобы улучшить поведение, постоянно поощряйте его. Остерегайтесь попыток уменьшить поведение путем наказания, так как это может привести к увеличению нежелательных других поведение.

См. Также

Оперантное кондиционирование, Мотивация, Теории мотивации, Типы оперантного кондиционирования

Бесплатный онлайн-курс: Обучение с подкреплением от Udacity

Демистификация стратегии SEO-контента: Coursera, MasterClass и edX

Посмотреть близко Класс Центральный Курсы
Субъекты
  • Информационные технологии

  • Здоровье и медицина

  • Математика

  • Бизнес

  • Гуманитарные науки

  • Инженерное дело

  • Наука

  • Образование и обучение

  • Социальные науки

  • Художественный дизайн

  • Data Science

  • Программирование

  • Личное развитие

  • Все предметы
Просмотреть все предметы
Ежемесячные отчеты о курсе
  • Начиная с этого месяца
  • Новые онлайн-курсы
  • Самостоятельный темп
  • Самый популярный
Курсы от 900+ университетов

Меню

  • Информационные технологии

    Информационные технологии

    • Искусственный интеллект
    • Алгоритмы и структуры данных
    • Интернет вещей
    • Информационные технологии
    • Кибер-безопасности
    • Компьютерная сеть
    • Машинное обучение
    • DevOps
    • Глубокое обучение
    • Блокчейн и криптовалюта
    • Квантовые вычисления
    • Посмотреть все компьютерные науки

Ответная решетка | Физика в двух словах

Мотивация

Ключевой особенностью кристаллов является их периодичность.Таким образом, очевидно, что это свойство будет часто использоваться при описании основной физики. Соответственно, физика, происходящая внутри кристалла, также будет отражать эту периодичность. Исходя из этого общего рассмотрения, уже можно предположить, что аспект, тесно связанный с описанием кристаллов, будет темой механических / электромагнитных волн из-за их периодической природы. Конкретным примером этого является определение структуры с помощью дифракции.

Как станет ясно позже, полезно ввести понятие обратной решетки.{i \ vec {k} \ cdot \ vec {r}} \ end {align}, где $ \ vec {k} $ — любой произвольный волновой вектор, а решетка Браве — набор векторов \ begin {align} \ vec {R} = m \, \ vec {a} _1 + n \, \ vec {a} _2 + o \, \ vec {a} _3 \ end {align} с $ m $, $ n $ и $ o $ являются произвольными целочисленными коэффициентами, а векторы {$ \ vec {a} _i $} являются примитивным вектором трансляции решетки Браве.

Определение

Теперь определим обратную решетку как набор волновых векторов $ \ vec {k} $, для которых соответствующие плоские волны $ \ Psi_k (\ vec {r}) $ имеют периодичность решетки Бравэ $ \ vec {R} $.{i \ vec {k} \ cdot \ vec {R}} & = 1 \ quad \\ \ Leftrightarrow \ quad \ vec {k} \ cdot \ vec {R} & = 2 \ pi l, \ quad l \ in \ mathbb {Z} \ label {eq: reciprocalLatticeCondition} \ end {align}, который определяет набор векторов $ \ vec {k} $ относительно набора векторов решетки Браве $ \ vec {R} = m \, \ vec {a} _1 + n \, \ vec {a} _2 + o \, \ vec {a} _3 $. Исходную решетку Браве обратной решетки обычно называют прямой решеткой . [1] [2] [3] [4]

Базовое представление векторов взаимной решетки

Определение пока хорошее, но мы, конечно, заинтересованы в более конкретном представлении собственно обратная решетка.Поскольку $ \ vec {R} $ — это всего лишь дискретный набор векторов, также должны быть некоторые ограничения на возможные векторы $ \ vec {k} $. Чтобы найти их, представим вектор $ \ vec {k} $ относительно некоторого базиса $ \ vec {b} _i $ \ begin {align} \ vec {k} = p \, \ vec {b} _1 + q \, \ vec {b} _2 + r \, \ vec {b} _3 \ end {align} с $ p $, $ q $ и $ r $ (координаты относительно базиса) и базисными векторами { $ \ vec {b} _i $} изначально не указывается. Теперь мы можем написать уравнение. \ eqref {eq: reciprocalLatticeCondition} в векторно-матричной нотации: \ begin {align} \ Leftrightarrow \; \; \ begin {pmatrix} p & q & r \ end {pmatrix} \ begin {pmatrix} \ vec {b} _1 \ cdot \ vec {a} _1 & \ vec {b} _1 \ cdot \ vec {a} _2 & \ vec {b} _1 \ cdot \ vec {a} _3 \\ \ vec {b} _2 \ cdot \ vec {a} _1 & \ vec {b} _2 \ cdot \ vec {a} _2 & \ vec {b } _2 \ cdot \ vec {a} _3 \\ \ vec {b} _3 \ cdot \ vec {a} _1 & \ vec {b} _3 \ cdot \ vec {a} _2 & \ vec {b} _3 \ cdot \ vec {a} _3 \ end {pmatrix} \ begin {pmatrix} m \\ n \\ o \ end {pmatrix} = 2 \ pi l \ quad \ label {eq: matrixEquation} \ end {align} Поскольку мы свободно выбирать любой базис {$ \ vec {b} _i $} для представления векторов $ \ vec {k} $, почему бы не только самый простой? Если мы выберем базис {$ \ vec {b} _i $}, который ортогонален базису {$ \ vec {a} _i $}, i.е. \ begin {align} \ vec {b} _i \ cdot \ vec {a} _j = 2 \ pi \ delta_ {ij} \ label {eq: orthogonalityCondition} \ end {align} и разделите уравнение. \ eqref {eq: matrixEquation} на $ 2 \ pi $, затем матрица в уравнении. \ eqref {eq: matrixEquation} становится единичной матрицей, и мы можем переписать уравнение. \ eqref {eq: matrixEquation} следующим образом: \ begin {align} \ Leftrightarrow \ quad pm + qn + ro = l \ end {align} Здесь $ m $, $ n $ и $ o $ по-прежнему являются произвольными целыми числами и уравнение должны выполняться для каждой возможной их комбинации. Поскольку $ l \ in \ mathbb {Z} $ (ур.\ eqref {eq: reciprocalLatticeCondition}), LHS всегда должен суммировать до целого числа, независимо от того, каковы значения $ m $, $ n $ и $ o $. Это означает, что $ p $, $ q $ и $ r $ также должны быть целыми числами. Таким образом, набор векторов $ \ vec {k} _ {pqr} $ (обратная решетка) также образует решетку Браве! [5] [6]

Примитивные векторы трансляции

Это хороший результат. Но мы по-прежнему не указали векторы-примитивы-трансляции {$ \ vec {b} _i $} обратной решетки больше, чем в ур.\ eqref {eq: orthogonalityCondition}. Есть ли вообще такая основа? Да, есть, и мы можем построить его на основе данного базиса {$ \ vec {a} _i $}.

Рассмотрим вектор $ \ vec {b} _1 $. Уравнение \ eqref {eq: orthogonalityCondition} предоставляет три условия для этого вектора. Два из них можно объединить следующим образом: \ begin {align} \ vec {b} _1 \ cdot \ vec {a} _2 = \ vec {b} _1 \ cdot \ vec {a} _3 = 0 \\ \ Rightarrow \ quad \ vec {b} _1 = c \ cdot \ vec {a} _2 \ times \ vec {a} _3 \ label {eq: b1pre} \ end {align} Здесь $ c $ — некоторая константа, которая должна быть дополнительно указана.Поэтому мы умножаем ур. \ eqref {eq: b1pre} вектором $ \ vec {a} _1 $ и применить оставшееся условие $ \ vec {b} _1 \ cdot \ vec {a} _1 = 2 \ pi $: \ begin {align} \ vec {a} _1 \ cdot \ vec {b} _1 = c \ cdot \ vec {a} _1 \ cdot \ left (\ vec {a} _2 \ times \ vec {a} _3 \ right) = 2 \ pi \ end {align} \ begin {align} \ Leftrightarrow \ quad c = \ frac {2 \ pi} {\ vec {a} _1 \ cdot \ left (\ vec {a} _2 \ times \ vec {a} _3 \ right )} \ end {align} Здесь $ {V: = \ vec {a} _1 \ cdot \ left (\ vec {a} _2 \ times \ vec {a} _3 \ right)} $ — объем натянутого параллелепипеда тремя примитивными векторами трансляции {$ \ vec {a} _i $} исходной решетки Браве.Он остается инвариантным относительно циклических перестановок индексов.

То же самое можно сделать для векторов $ \ vec {b} _2 $ и $ \ vec {b} _3 $, и получится \ begin {align} \ vec {b} _1 = 2 \ pi \ cdot \ frac { \ vec {a} _2 \ times \ vec {a} _3} {V} \ label {eq: b1} \\ \ vec {b} _2 = 2 \ pi \ cdot \ frac {\ vec {a} _3 \ times \ vec {a} _1} {V} \ label {eq: b2} \\ \ vec {b} _3 = 2 \ pi \ cdot \ frac {\ vec {a} _1 \ times \ vec {a} _2} { V} \ label {eq: b3} \ end {align} с $ {V = \ vec {a} _1 \ cdot \ left (\ vec {a} _2 \ times \ vec {a} _3 \ right)} $ как введено выше. [7] [8]

Общие свойства

Основные характеристики обратной решетки:

[9] [10] [11]

Пример: Взаимная решетка ГЦК-структуры

Теперь мы для примера построим обратную решетку ГЦК-структуры. В качестве отправной точки нам нужно найти три примитивных вектора сдвига $ \ vec {a} _i $, такие, что каждая точка решетки ГЦК-решетки Браве может быть представлена ​​как их целочисленная линейная комбинация.У кого-то может возникнуть соблазн использовать векторы, которые указывают вдоль краев обычной (кубической) элементарной ячейки, но они не являются примитивными векторами трансляции. Они достигают только узлов решетки в вершинах кубической структуры, но не достигают граней.

Вместо этого мы можем выбрать векторы, которые охватывают примитивную элементарную ячейку, например \ begin {align} \ vec {a} _1 & = \ frac {a} {2} \ cdot \ left (\ hat {y} + \ hat {z} \ right) \\ \ vec {a} _2 & = \ frac {a} {2} \ cdot \ left (\ hat {x} + \ hat {z} \ right) \\ \ vec {a} _3 & = \ frac {a} {2} \ cdot \ left (\ hat {x} + \ hat {y} \ right).\ end {align} Здесь $ \ hat {x} $, $ \ hat {y} $ и $ \ hat {z} $ обозначают единичные векторы в направлениях $ x $ -, $ y $ — и $ z $. Если начало системы координат выбрано в одной из вершин, эти векторы указывают на точки решетки на соседних гранях.

Обратная решетка ГЦК-решетки с длиной ребра $ a $ может быть получена с помощью формул. \ eqref {eq: b1} — \ eqref {eq: b3} к примитивным векторам трансляции ГЦК-решетки. Эта процедура предоставляет три новых примитивных вектора трансляции, которые оказываются основой ОЦК-решетки с длиной ребра $ \ frac {4 \ pi} {a} $.3} \ cdot \ vec {a} _1 \ times \ vec {a} _2 = \ frac {4 \ pi} {a} \ cdot \ left (\ frac {\ hat {x}} {2} + \ frac { \ hat {y}} {2} — \ frac {\ hat {z}} {2} \ right) \ end {align}, которые оказываются примитивными векторами трансляции структуры fcc. Таким образом, обратная решетка ГЦК-решетки с длиной ребра $ a $ является ОЦК-решеткой с длиной ребра $ \ frac {4 \ pi} {a} $. [12] [13] Соответственно, обратная решетка ОЦК-решетки является ГЦК-решеткой. [14]

.

Оставить комментарий