Пластиковые окна в виде треугольников и трапеций являются, пожалуй, самой сложной задачей, поскольку часто требуют деформации профиля под угол менее тридцати градусов. Одно время добиться такого было практически невозможно. И вот совсем недавно рад компаний освоили создание профильного угла размером 22 градуса. Пластиковые окна нестандартных форм бывают как глухими, так и откидными. Любые нестандартные пластиковые окна изготавливаются индивидуально и стоят дороже, чем традиционные пластиковые окна.

В наши дни пластиковые окна чаще всего решают в светлых тонах, наиболее приближенных к натуральным цветам. Впрочем, когда возникает необходимость в яркой расцветке, то и такой спрос находит удовлетворение. В последние годы в моду всё более входят пластиковые окна альтернативных белому цветов. Пока что это цвета натурального дерева, облагороженные соответствующим декором. Но встречаются уже розовые пластиковые окна в домах из красного кирпича и синие пластиковые окна в домах из белого. Впрочем, чаще всего решения о цвете пластиковых окон зависят не от внешнего вида дома, а от внутренней отделки помещений.

Пластиковые окна с декоративным рисунком - работа пока штучная, а потому весьма дорогая. Гораздо чаще встречаются ярко окрашенные пластиковые окна. Например, ресторанчики в китайском стиле теперь принято обустраивать красно-золотыми пластиковыми окнами. Оформление подобного рода привлекает посетителей не хуже музыкального фона и рекламы. Пластиковые окна административных зданий и офисов сейчас оформляют в светлых тонах, чаще классическом белом, но иногда востребованными оказываются серый и «слоновая кость». Многоэтажные строения чаще всего снабжают так же традиционными белыми пластиковыми окнами. Любопытно, что в наши дни возможны и решения дуалистичного плана, т.е. внутренняя поверхность пластикового окна может оставаться белой, а внешняя поверхность пластикового окна быть декорированной. Впрочем, такие заказы, будучи в принципе возможными, пока всё ещё являются оформительской редкостью.

Установить новые пластиковые окна вместо старых с деревянными рамами пока ещё является сравнительно дорогим удовольствием. Впрочем, и здесь возможны варианты от эконом-режима, когда всё просчитывается по минимуму, до полного дорогостоящего эксклюзива. Всё дело в том, что установка элементов пластикового окна просчитывается отдельно. Дороже всего обходится выбор стеклопакета, поскольку они бывают разных видов: однокамерные и многокамерные, тонированные, энергосберегающие и другие. Далее оценивается способ открывания пластикового окна. Он может быть и дорогим, и дешёвым. В зависимости от выбора стеклопакета и поворотной системы начинает формироваться цена на собственно профиль. Дешевле всего обходится классический белый для однокамерного стеклопакета. Цветной и декорированный профиль, а так же нестандартная форма увеличат стоимость пластикового окна на порядок. Кроме того, следует иметь в виду цены на комплектующие детали пластикового окна (подоконник, отливы, а так же сетки против насекомых) и фурнитуру пластикового окна (поворотные ручки, петли и т.д.). Входят в общую стоимость пластикового окна так же затраты на доставку пластикового окна, монтаж пластикового окна, обработку откосов, вывоз мусора. В силу всего вышесказанного, прежде чем идти в компанию и заказывать пластиковые окна, следует ознакомиться подробнее с технологией производства пластикового окна и монтажа пластикового окна, а так же рыночными предложениями на этот счёт. Специалисты многих компаний охотно делятся в сети интернет своими знаниями с потенциальными потребителями их услуг. На соответствующих сайтах можно найти материалы, где рассказывается о технических характеристиках пластиковых окон, о моделях пластиковых окон, отдельно о профилях, стеклопакетах.

Изложенный выше исторический материал относительно возникновения, становления и развития технологии изготовления окон из поливинилхлорида служит основой для формулирования вывода о том, что данный материал органической химии 20-го века выводит жилищное и промышленное строительство на передовые рубежи и в связи с этим подлежит всестороннему изучению на занятиях не только химии, но и технологии.

2.2 Разработка демонстрационных моделей пластиковых окон

Как известно, пластиковые окна сегодня приобрели колоссальную популярность и причин этому несколько. Пластиковые окна (или, как их еще называют, окна из поливинилхлорида (ПВХ)) намного практичнее тех деревянных окон, которыми оборудовались все квартиры, дома и иные помещения до сравнительно недавнего времени.

Выбор окон на сегодняшний день огромен, именно поэтому необходимо подходить к нему достаточно серьезно, тщательно проанализировав и взвесив все необходимые функции Вашего нового окна. Многолетний опыт эксплуатации окон, показывает, что конструкция пластиковых окон отлично обеспечивает сбережение тепла и тишину Вашего семейного очага, эстетичность и современный дизайн. Простота и удобство эксплуатации такой конструкции позволяет сэкономить массу сил и энергии, которые Вы можете использовать с пользой для себя и своей семьи. Вероятно, настало время заменить старые, отжившие свой век и ставшие вчерашним днем окна в городской квартире или загородном доме, на пластиковые окна арочного типа.

Современные раздвижные окна, изготавливаемые из ПВХ, несмотря на более высокую стоимость, позволяют в широких пределах варьировать не только форму, но и их конструктивное исполнение, возможность открывания, а также значительно экономят площадь помещения, расширяя полезное пространство. Наиболее востребованы раздвижные окна при остеклении лоджий и балконов.

В настоящее время все большее внимание уделяется не только функциональности дверных и оконных блоков, но и их эстетическому виду. Современные раздвижные конструкции окон из ПВХ заметно улучшают архитектурный ансамбль дома, положительно воздействуя на эмоциональную обстановку внутри помещения. Используя окна, произведенные их ПВХ, Вы сможете защитить себя и своих близких от неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды, обеспечить уют и безопасность в доме.

Для тех, кто еще сомневается по поводу выбора типа окна в пользу окна из ПВХ можно привести несколько очевидных преимуществ пластикового окна, это:

- практичность;

- долговечность;

- сохранение тепла в помещении;

- изоляция от внешних шумов;

- герметичность узлов;

- устойчивость к температурным колебаниям;

- пожаростойкие материалы.

Наша демонстрационная модель стеклопакета состоит из двух или более стекол и дистанционной рамки с осушителем. Для обеспечения долголетней надежности стеклопакетов, решающими условиями являются выбор и подготовка как выше названных конструкционных материалов, так и качественная герметизация стеклопакета.

Рис. 1. Основные структурные элементы стеклопакета

Для производства стеклопакетов можно использовать почти все типы стекол. Выбор стекол зависит от требований предъявляемых к конкретному окну. Очень важно также правильно определить местоположение и ориентацию стекол со специальными свойствами в стеклопакете. Например, в случае использования селективных стекол поверхность с нанесенным покрытием, как правило, находится внутри стеклопакета. Солнцезащитные стекла рекомендуется устанавливать в качестве внешних стекол. Из-за возникновения термических напряжений в каждом отдельном случае важно выяснить необходимость закалки солнцезащитных стекол. На толщину солнцезащитных стекол с отражающей поверхностью важно обращать пристальное внимание также по причинам эстетического характера.

В настоящее время возможен аналитический расчет той или иной конструкции и поэтому вопрос о типе устанавливаемого стеклопакета желательно решать совместно с фирмами специализирующимися на изготовлении стеклопакетов. Дешевый стеклопакет для нового окна может оказаться дорогой неприятностью (запотевание внутри и снаружи стеклопакета, промерзание, эффект сквозняка даже при плотно закрытых дверях).

В качестве материала для дистанционных рамок применяются, как правило, алюминий и оцинкованная сталь, реже пластмасса. Дистанционная рамка выполняется полой внутри, со специальными диффузионными отверстиями (дырочной перфорацией, щелями). Внутри находится осушитель, функция которого способствовать быстрой абсорбции (впитыванию) самых незначительных количеств воды в межстекольном пространстве. Тем самым предотвращается выпадение росы внутри стеклопакетов в холодное время года. Диффузионные отверстия не должны быть слишком большими, иначе при механических нагрузках (при перевозке стеклопакетов или эксплуатации окон) частички осушителя могут попасть в видимую зону межстекольного пространства. Особое внимание уделяется свойствам тех поверхностей рамок, которые образуют соединение с герметиками.

Необходимо также отметить, что металлическая дистанционная рамка является хорошим проводником тепла, т.е. в конструкции стеклопакета возникает <мостик холода>. Решить эту проблему могут дистанционные рамки из пластика, разработка, которых активно ведется последнее время. Уже несколько лет существуют системы, в которых необходимый зазор между стеклами создается термопластом, который наносится на стекло через экструдер. В состав термопласта уже входят необходимые осушители. Однако пока эти системы находят лишь специальное применение.

Принцип действия осушителей заключается в следующем: частицы осушителя имеют множество пор. Так как диаметр пор больше, чем диаметр атомов газов или молекул газа, то газы диффундируют в эти поры и абсорбируются.

В качестве осушителей хорошо зарекомендовали себя молекулярные сита, силикагель и смеси обоих продуктов. Различные по химическому строению осушители имеют также различную абсорбционную способность. Эти различия проявляются в зависимости от температуры, давления и содержания влаги в осушаемых газах. Используя наиболее употребительные типы молекулярных сит, можно получить очень низкие температуры точки росы (большей частью - 60 ^оС).

Использование силикагеля не дает таких низких значений температуры точки росы, в среднем около - 45 ^оС. Исключая некоторые особые области применения, эти различия в температуре точке точки росы не являются решающими для оценки качества осушителей, т. к. задачей осушителей является прежде всего, поглощать влагу, попавшую в межстекольное пространство в ходе производства стеклопакетов.

Задачами первостепенной важности, которые стоят перед герметиками, применяемыми для заделки швов в стеклопакете, являются во-первых, обеспечение прочности стеклопакетов и во-вторых, препятствовать проникновению водяного пара в межстекольное пространство, что прямым образом влияет на долговечность стеклопакетов, которая зависит в основном, от уплотнения краев. С точки зрения прочности, Важнейшими свойствами герметиков являются: сила сцепления со стеклом и материалом дистанционной рамки, эластичность, прочность и время старения, ширина и толщина уплотняющей массы, скорость диффузии молекул через герметик.

Качественные стеклопакеты изготавливаются по принципу двойной герметизации. В качестве первичного герметика чаще всего применяется бутил, который обладает наилучшей относительной способностью сопротивляться проникновению водяного пара. Бутиловая масса наносится при температуре чуть больше ста градусов в виде тонкой ленты на обе стороны дистанционной рамки. Когда стекла сдавливают, между стеклами и рамкой остается разделяющий их бутиловый шов толщиной в несколько десятых долей миллиметра. Хорошая диффузионная плотность достигается благодаря тонкости шва и плохой газопроницаемости массы.

Первичный герметик не может обеспечить требуемую прочность кромочного соединения, эту задачу должны решать, продукты, применяющиеся для вторичной герметизации с наружной стороны стеклопакета. Чаще всего - это полисульфид, но также могут применяться силиконовые и полиуретановые массы. Они помимо придания прочности конструкции, придают дополнительную диффузионную плотность и дают возможность подвижки, вызываемой сменой температур и давлений. Толщина эластичной массы равна нескольким миллиметрам. Влияние толщины слоя массы на величину проникновения водяного пара можно определить, например, увеличивая толщину слоя с 2 мм до 5 мм, при этом проникновение водяного пара падает при одних и тех же условиях больше чем на половину.

Для заполнения межстекольного пространства в стеклопакетах вместо воздуха часто используют инертные газы или смеси газов, что существенно улучшает тепло- и звукоизолирующие свойства стеклопакетов. В том случае, когда межстекольное пространство стеклопакета заполняется более плотным, по сравнению с воздухом, газом, потери тепла, происходящие за счет конвекции и теплоотдачи внутри стеклопакета, снижаются. Теплопроводность, плотность, динамическая вязкость и собственная теплоемкость газов оказывают влияние на теплопроводность межстекольного пространства.

Наиболее часто для заполнения межстекольного пространства применяются: аргон (Ar) и криптон (Kr). Это газы, получают отделением от сжиженного атмосферного воздуха. Криптон - это реже встречающейся и значительно более дорогой по сравнению с аргоном инертный газ, но он в большей степени чем аргон повышает теплоизолирующую способность стеклопакета.

Рис. 2. Структурные элементы пластикового окна:

1 - профиль; 2 - армирование; 3 - стеклопакет; 4 - фурнитура.

2.2.1 Профиль пластикового окна

Согласно рисунку 2 выделим основные элементы пластикового окна и охарактеризуем их конструктивные особенности.

Профиль - несущая основа окна. От профиля зависят главные качества конструкции - внешний вид, долговечность, прочность, термоизоляция. Профили различаются по количеству камер: чем больше камер, тем лучше свойства окна. Хороший профиль в течение многих лет сохраняет первоначальный цвет и эстетический облик - не темнеет, не трескается и не нуждается в покраске даже после нескольких десятков лет эксплуатации.

2.2.2 Армирование пластикового окна

Армированием называют усиление оконной конструкции с помощью жесткого оцинкованного стального профиля, находящегося внутри ПВХ-профиля. Тип армирования и его толщина подбираются специалистом в зависимости от этажности и предполагаемых ветровых нагрузок. При правильном расчете окно не будет «гулять» даже на последних этажах при сильных ветрах, случающихся в нашей полосе всё чаще.

2.2.3 Стеклопакет

Стеклопакет представляет собой два или три прочных стекла, склеенных между собой через дистанционные рамки. Наравне с профилем стеклопакет отвечает за термоизоляцию. ю безопасность и звуконепроницаемость окна.

2.2.4 Фурнитура пластикового окна

Фурнитура - это все подвижные механизмы окна: петли, ручки, замки, защелки, а также другие детали, скрытые от глаз внутри профиля. В современных окнах фурнитура отвечает за безопасность и надежность оконной конструкции - ведь на фурнитуре лежит запирающая функция. Кроме того, возможности фурнитуры используются для создания определенных режимов вентиляции.

Все выделенные структурные элементы пластикового окна могут быть освоены учащимися старших классов средней общеобразовательной школы.

Технологическая карта на изготовление демонстрационной модели пластиковых окон

Выделенный согласно системно-структурно-функциональному методологическому подходу познания и преобразования материальной действительности модель пластикового окна адекватна реальности и подлежит освоению старшеклассниками и студентами на занятиях по естественно-математическим, общетехническим и технологическим дисциплинам.

2.3 Система школьных уроков по пластиковым окнам

Известно, что основной формой организации обучения школьников естественно-математическим, общетехническим и социально-гуманитарным дисциплинам является урок.

В связи с этим, составим сценарии школьных уроков, посвященных изучению, проектированию и изготовлению пластиковых окон

Сценарий урока №1

Тема: «Конструкции пластиковых окон»

Класс: 11

Образовательные цели урока - учащиеся должны усвоить следующие знания:

1. Ознакомиться с конструкцией пластиковых окон и их конструктивными элементами;

2. Ознакомиться с классификацией окон.

Развивающие цели урока - учащиеся должны развить умения и навыки:

1. Знать о конструкции пластиковых окон и их конструктивные элементы;

2. Знать о классификацию окон;

Воспитательные цели уроков:

1. Воспитывать бережное обращение к окружающей среде;

2. Знание конструкции пластиковых окон и их конструктивные элементы позволят правильно производить монтаж пластиковых окон.

Тип урока: урок изучения нового материала

Метод проведения урока: эвристическая беседа

Ученики: Пластиковыми окнами называют окна изготовленные из поливинилхлорида.

Учитель: Правильно!

Учитель: Пластиковые окна - это современные и очень удобные светопрозрачные системы, которые сохраняют тепло помещения в холодное время года или позволяют выбрать оптимальный режим проветривания в жаркую погоду. Окна из поливинилхлорида (ПВХ) неприхотливы в уходе и на долгие годы сохраняют свой опрятный вид. Установка пластиковых окон принесет уют в Ваш дом и комфорт в Ваш офис.

III. Сообщение темы и цели урока.

Учитель: Итак, запишите число и тему сегодняшнего урока: «Конструкции пластиковых окон» (ученики под диктовку записывают тему урока в тетради под диктовку, учитель контролирует, чтобы все записали).

IV. Изучение нового материала

Учитель: Сегодня мы познакомимся с конструкцией пластиковых окон и их конструктивными элементами, а также с классификацией окон.

Учитель: ПВХ-профиль производится из поливинилхлорида. Этот чрезвычайно стойкий полимер был создан еще в 1835 году немецким химиком Регенальдом, но только во второй половине 20 века он стал применяться в производстве пластиковых окон.

Учитель: Кто может сказать когда и где появились первые пластиковые окна?

Ученики: Первые окна ПВХ появились в Германии и США.

Учитель: Совершенно верно! В период энергетического кризиса, 70-е годы прошлого века, окна пластиковые со стеклопакетами получили широкое распространение, ведь установка пластиковых окон позволяет владельцам зданий экономить на отоплении помещений. С тех пор прошло много времени и технология производства пластиковых окон, получив активное развитие, предлагает сегодня потребителю многообразие оконных профильных систем. Установка пластиковых окон удовлетворяет как практическим, так и эстетическим требованиям.

Учитель: Что представляет собой ПВХ-профиль?

Ученики: ПВХ-профиль представляет собой пластиковый корпус!

Учитель: Правильно! ПВХ-профиль представляет собой пластиковый корпус, внутри которого расположены продольные перегородки, образующие полости - воздушные камеры. Количество этих камер является очень важным для обеспечения теплоизоляционных и шумоизоляционных свойств пластиковых окон. Для российского климата считается оптимальным, когда профиль для окон-ПВХ имеет не менее 4-х воздушных камер.

Изначально ПВХ-профиль не обладает достаточной жесткостью. Поэтому после раскроя профиля на заготовки соответствующей длины, он проходит этап армирования: вовнутрь профиля вставляется металлический каркас, обеспечивающий надежность окна ПВХ в процессе эксплуатации. Далее при сборке пластиковых окон составляющие части створки или рамы свариваются, образуя прочную конструкцию пластиковых окон.

Учитель: Большинство людей отдают предпочтение установке пластиковых окон белого цвета, поэтому ПВХ-профиль изначально производится белым. Но по желанию клиента окна пластиковые могут быть цветными или имитировать текстуру древесины разных пород. Для достижения такого результата перед установкой пластиковых окон белый ПВХ-профиль ламинируется специальной декоративной пленкой.

Рис. 3. Структурные элементы пластикового окна, используемые для решения маленьких дидактических задач.

Учитель: Из каких основных конструктивных элементов состоят пластиковые окна?

Ученики: Пластиковые окна состоят из рамы, стеклопакета, створки, фурнитуры и штампика.

Учитель: Правильно! Пластиковые окна состоят из следующих конструктивных элементов:

· Рама - неподвижная часть по периметру окна, которая устанавливается в оконный проем. Она изготавливается из оконного ПВХ-профиля.

· Импост - это конструктивный элемент, который делит раму на 2-е и более части. Как правило, каждая часть соответствует оконной створке. Импост изготавливается из ПВХ-профиля.

· Створка - прозрачная и подвижная часть окна, которая крепится к раме. Створка окна пластикового изготавливается из специального ПВХ-профиля, стеклопакета, штапика и фурнитуры.

· Стеклопакет - это прозрачная часть пластикового окна, состоящая из 2-х или 3-х стекол, герметично соединенных по периметру и образующих между собой воздушную прослойку - камеру. Герметичность стеклопакета необходима для достижения максимального тепло- и шумоизоляционных свойств пластиковых окон.

Учитель: Окна ПВХ имеют индивидуальные размеры, поэтому каждый стеклопакет имеет индивидуальные размеры. Используется самое современное оборудование, производство стеклопакетов полностью автоматизировано. Это позволяет гарантировать высокое качество стеклопакетов. Для максимальной защиты от холода и шума в пластиковые окна рекомендуется ставить стеклопакеты с 3-я стеклами, образующими 2-е воздушные камеры. Установка пластиковых окон ПВХ с такими стеклопакетами также эффективно защитит Ваш дом от шума.

· Штапик - узкий пластиковый элемент, который обеспечивает прижим стеклопакета к пластиковой части створки. Производится из того же сырья, что и ПВХ - профиль.

· Фурнитура - ручки, планки и другие конструктивные детали, которые обеспечивают легкий ход створки во время открывания и закрывания пластиковых окон. Специальная конфигурация фурнитуры позволяет выбирать оптимальный режим проветривания пластиковых окон.

Учитель: Для чего служит антимоскитная сетка?

Ученики: Антимоскитная сетка препятствует проникновению насекомых в квартиру или дом через окно.

Учитель: Совершенно верно! Она выглядит на окнах ПВХ аккуратным элементом, который при желании можно снять. Антимоскитная сетка крепится с наружной стороны пластиковых окон ПВХ.

Учитель: При замене окна ПВХ необходимо помнить о ближайшем окружении пластиковых окон - подоконнике, отливе и откосах, которые придают ему красивый законченный вид.

Подоконник - горизонтальная часть внутреннего обрамления оконного проема, укладываемая на уровне нижней части рамы. При установке пластиковых окон рекомендуется использовать специальные ПВХ-панели.

Откосы - плоская ПВХ-панель, предназначенная для аккуратного оформления боковых поверхностей оконного проема.

Отлив - элемент, который устанавливается с внешней стороны пластикового окна вдоль нижней части рамы и предназначен для отвода дождевой воды.

Учитель: Классификация окон по типу открывания:

Ш Глухое - устанавливается рама со стеклопакетом. Такое пластиковое окно не открывается и используется, как правило, в оконных блоках, когда обеспечен подход с внешней стороны окна.

Ш Поворотное - наиболее распространенный тип пластиковых окон. Створка открывается вовнутрь. Для фиксирования угла открытия створки используются специальные механизмы, которые могут быть отрегулированы с учетом ваших пожеланий.

Ш Поворотно-откидное - данный тип пластиковых окон очень удобен в эксплуатации и позволяет открывать створку в двух плоскостях, что обеспечивает большую вариативность режимов проветривания.

Аналогичные характеристики применяются к дверным конструкциям со стеклопакетами, которые часто используются в балконных блоках.

V. Подведение итогов урока, выставление и комментирование оценок.

Учитель: Запишите домашнее задание: прочитать дополнительный материал о классификации пластиковых окон.

Учитель: Вопросы есть по сегодняшней теме?

Учитель: Урок закончен. Всем спасибо, до свидания!

Сценарий урока №2

Тема: «Технология сборки пластиковых окон»

Класс: 11

Образовательные цели урока - учащиеся должны усвоить следующие знания:

1. Ознакомиться с технологией сборки пластиковых окон;

2. Ознакомиться с регулирующими документами при производстве пластиковых окон;

Развивающие цели урока - учащиеся должны развить умения и навыки:

1. Знать технологию сборки пластиковых окон;

2. Знать о регулирующие документы при производстве пластиковых окон;

3. Учиться технике безопасности при сборке пластиковых окон.

Воспитательные цели уроков:

1. Воспитывать бережное обращение к окружающей среде;

2. Знание техники безопасности при сборке пластиковых окон, позволит избежать несчастных случаев.

Тип урока: урок изучения нового материала

Метод проведения урока: эвристическая беседа