Проект по физике "Почему потеют пластиковые окна"

• 1 слайд

  Проект по физике
  «Почему «плачут» пластиковые окна»
  Подготовили ученицы 7 Б класса:
  Мекаева Анна
  Сбитнева Виктория
  
  МАОУ Гальчинская средняя общеобразовательная школа
  2013-2014 учебный год
  

• 2 слайд

  Актуальность выбранной проблемы
  Зима в большинстве районов России морозная. Столбик термометра зачастую опускается до отметки -150С и ниже. Именно при таких низких температурах и показывают свою эффективность окна из ПВХ, насколько реально они удобны и практичны при эксплуатации, как экономят тепло и электроэнергию, создают уют в жилых помещениях. Но существуют некоторые проблемы и у окон из ПВХ.
  Цель настоящей работы – исследовать и описать причины и следствия явления «плакучих окон», выявить достоинства и недостатки оконных конструкций из ПВХ-профилей, описать пути решения проблемы.
  
  

• 3 слайд

  Начнем с истории
  
  На протяжении долгого времени в нашей стране для остекления квартир, домов и других помещений применялись традиционные двойные рамы. С наступлением холодов приходилось ежегодно утеплять окна любыми доступными методами: заталкивать в щели вату, заклеивать бумагой или тканью, применять поролон. Однако, несмотря на все старания, теплоизоляция оставляла желать лучшего, а о шумоизоляции и речи не было. В последние годы, вместе с быстрым развитием российского строительного рынка и производства, и в жизнь отечественных потребителей пришло явление под названием «стеклопакет».
  
  

• 4 слайд

• 5 слайд

  Изготовление стеклопакетов началось еще в 1865 году. Однако прошло немало лет, прежде чем было начато промышленное производство стеклопакетов. Лишь в 1934 году в Германии начали выпускать эти изделия массовыми партиями: они использовались для остекления железнодорожных вагонов. В 1938 году на мировом рынке появились стеклопакеты, состоявшие из стекол и оснащенные свинцовой распорной рамкой. Элементы были спаяны между собой по периметру. Такие стеклопакеты впервые начали выпускать в США.
  Чуть позже, в 1950 г. были впервые изготовлены стеклопакеты с эластичным уплотнением. В них была использована алюминиевая пустотелая рейка, заполненная осушительным средством и уплотненная полисульфидным герметиком Thiokol.
  А 1970 г. считается годом рождения современного стеклопакета, имеющего двойную герметизацию. Сегодня по этой технологии производится 90% всех стеклопакетов.
  
  
  
  
  

• 6 слайд

  В России такие конструкции начали изготавливать в 1960-е годы. Главным образом они применялись для остекления теплиц, производственных цехов, общественных и офисных зданий. Высокая стоимость стеклопакета поначалу служила препятствием для массовой установки их в жилых домах. Массовое продвижение современных стеклопакетов на отечественный строительный рынок началось позже – в начале 1990-х годов.
  Рождение современного стеклопакета с двойной герметизацией произошло в 1970 году. Эта технология сегодня используется при производстве 90% всех подобных конструкций. Появление энергосберегающих стеклопакетов, заполненных инертными газами и изготовленных из низкоэмиссионного стекла с напылением стало еще одним этапом в развитии оконной промышленности. Возможность экономить на отоплении зимой (за счет сохранения тепла внутри помещения) и отдыхать в прохладе летом (помещение не нагревается слишком быстро) сделала энергосберегающие стеклопакеты  фаворитами среди потребителей.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 7 слайд

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Из чего состоит стеклопакет
  1. Стекло. Сейчас в окнах почти не применяется обычное стекло, ему на смену пришло полированное высшего качества (флоат-стекло). По вашему желанию может быть установлено тонированное или безопасное (ударопрочное), а также низкоэмиссионное (теплосберегающее). 
  2. Компенсаторная рамка (профиль). Придает стеклопакету жесткость и повышает сопротивляемость ветровым нагрузкам. Может быть одна или две рамки (однокамерный или двух камерный стеклопакет), рамки могут быть как одинаковой ширины, так и разной (для звукоизоляции).
  3. Нетвердеющий однокомпонентный герметик (бутил). Скрепляет стеклопакет и снижает вероятность появления опасных деформаций и трещин. Увеличивает ударную прочность стеклопакета. 
  4. Гигроскопичный адсорбент (осушитель). Препятствует появлению конденсата за счет осушения воздуха, уменьшает вероятность промерзания стекла. 
  5. Двухкомпонентный герметик. Герметизирует стеклопакет снаружи, защищает стеклопакет от попадания влаги и пыли. Улучшает звукоизоляцию.
  Помимо самой важной функции - сохранения тепла, стеклопакет играет огромную роль в шумоизоляции. Применение рамок и стёкол различной толщины в одной конструкции намного повышает шумозащитные свойства окон и создаёт комфортные условия в помещении. 
  Кроме того, со стеклом могут применяться специальные пленки с теплоотражающими свойствами и тонирующие покрытия.
  
  

• 8 слайд

  
  Типы современных стеклопакетов
  Производство стеклопакетов начало развиваться еще в 30-e годы XX века. Благодаря высоким тепло- и звукоизоляционным свойствам стеклопакеты получили широкое применение в качестве важного строительного элемента. Решающую роль сыграл тот факт, что сухой воздух является хорошим теплоизолятором, его теплопроводность практически в 27 раз ниже, чем теплопроводность стекла. Потери тепла в стеклопакете из двух прозрачных стекол распределены следующим образом: около 2/3 происходит за счет излучения и 1/3 - посредством теплоотдачи и конвекции вместе взятых. Стеклопакет представляет собой устойчивую систему, существенно повышающую тепло- и звукоизоляционные свойства окна. Стеклопакеты состоят из двух или нескольких стекол, разделенных между собой промежутком, заполненным разреженным воздухом или инертным газом, и герметично соединенных по контуру, и дистанционной рамки с осушителем. Площадь стеклопакета составляет практически всю площадь окна. Для обеспечения долголетней надежности стеклопакетов решающими условиями являются выбор и подготовка конструкционных материалов и качественная герметизация стеклопакета. От качества стеклопакета в значительной степени зависят эксплуатационные качества конструкции в целом: внешний вид окна, комфорт внутри помещения, его защищенность и расходы на отопление. Стеклопакеты обладают высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Благодаря герметичности в промежуток между стеклами не попадает влага и пыль, не ухудшается освещенность помещений. Однокамерный стеклопакет внешне можно отличить от двухкамерного по количеству дистанционных рамок, в однокамерном стеклопакете - одна, в двухкамерном - две.
  

• 9 слайд

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  За счет применения специальных энергосберегающих стекол и заполнения пространства между стеклами осушенной воздушной смесью, стеклопакет может сохранять свои функции лишь до тех пор, пока в межстекольное пространство не попадет воздух и влага, т.е. не теряется герметичность. Срок службы стеклопакета с современными герметиками до 20 лет.
  Солнцезашитные 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.
  
  
  

• 10 слайд

  Наблюдения
  Установив пластиковые стеклопакеты, первое время любуешься ими, их эстетикой, тем, как гармонично они вписываются в интерьер комнаты, как украшают фасад. Но все это только по началу, до наступления холодов. Настоящий сюрприз, как правило, ждет новых обладателей окон из металлопластика зимой, когда, находясь в теплой квартире, с ужасом смотришь и все думаешь, почему пластиковые окна потеют. Хуже всего, когда конденсат накапливается не только на стекле, а и собирается в лужи на подоконники, стекая по стенам и откосам. При длительном воздействии влаги, стекающей из окон, на стенах и откосах со временем появляется грибок, а от него избавиться достаточно трудно.
  

• 11 слайд

  Так почему запотевают пластиковые окна? Разобраться в этом вопросе нам помогут элементарные знания по физике. Поскольку пластик и стекло, которые являются основным материалом для изготовления окон, по своей природе потеть не могут, значит, дело скорее во влажности, содержащейся в помещении. Могут быть и стеклопакеты сомнительного качества, но об этом несколько позже. Итак, разберемся в деталях, почему пластиковые окна потеют. Проведенные многими пользователями наблюдения установили, что основным местом для накопления влаги служит нижняя часть стеклопакета, лишь иногда запотевание происходит по всей поверхности. Бывают случаи, когда запотевшими становятся и профили. При чрезмерном накоплении, капли воды, под тяжестью собственного веса, скатываются по стеклу, образуя лужицы на подоконнике. Примечательно, что появление конденсата обычно происходит после определенных изменений в окружающей среде. Так, был установлено период, когда чаще всего проявлялось запотевание окон. В результате наблюдений было выявлено, что чаще всего стеклопакеты потеют при понижении температуры окружающей среды до нулевой отметки и утром. Бывали случаи, когда при комплексной замене всех окон квартиры на металлопластиковые, «плачущим» оказывалось только одно. Тем более становится интересно, почему плачут окна.
  

• 12 слайд

  
  В оконных слезах виновны обычные физические явления
  Разбираясь, почему плачут пластиковые окна, выясняем, что появившаяся на подоконнике или стеклопакете вода – это не что иное, как конденсат. Причиной появления конденсата является повышенное содержание паров влаги в помещении, которая при соприкосновении с холодной поверхностью, в нашем случае со стеклопакетом, превращается в жидкость и оседает на нем.
  В таком случае, как устранить запотевание пластиковых окон? Конечно, самый действенный способ – это выровнять разницу между температурным режимом внутри помещения и снаружи. Естественно, сделать это до прихода весны невозможно. Лучше добиться удаления конденсата при помощи понижения влажности. Сделать это можно обычным проветриванием, которое, с учетом производства современных пластиковых окон, оснащенных системой вентилирования, – обычное и простое дело.
  

• 13 слайд

  Если дело только в повышенной влажности, почему потеют стеклопакеты только в одной определенной комнате? Скорее всего, в данном помещении находятся предметы, провоцирующие накопление пара. Это могут быть комнатные растения, которые не только поглощают, но и выделяют влагу. Если они стоят на подоконнике, вполне естественно, что пары воды, «выдыхаемые» растениями, оседая на холодное оконное стекло, превращаются в капельки воды. Стоит убрать зеленную растительность с подоконников и вопрос, почему потеют окна в доме, станет не актуальным.
  Причиной, почему пластиковые окна потеют, может быть и неправильное расположение подоконника и батареи отопления. Если подоконник нависает над батареей, то нарушается естественная циркуляция теплого воздуха. В результате стеклопакет не прогревается, оставаясь холодным. Решить эту проблему можно только техническим способом – уменьшить выступ подоконника. Можно не подходить к делу такими кардинальными методами. Поставив дополнительный источник отопления, например, обычный камин, решить проблему появления конденсата.
  

• 14 слайд

  Оконные фирмы сплошь и рядом сталкиваются с явлением, которое в народе называется «окна плачут». 
  Точка росы - вечная проблема зимнего конденсата (окна "текут", "плачут" в мороз, обильно выпадает конденсат на стеклах, на рамах) никому не дает покоя. Особенно сильно эта проблема волнует тех, кто еще не поставил себе пластиковые окна и очень боится столкнуться с этой проблемой в будущем... Точку росы нельзя отрегулировать. Ее нет на окнах или в стеклопакетах. Ее можно увидеть только на графиках, где жирная черная линия, наискосок проведенная между осями температуры и влажности, разделяет две зоны: зону сухую и зону, в которой начинается выпадение конденсата.
  С точкой росы, тем не менее, мы сталкиваемся ежедневно. Мы поднимаем стеклянную крышку со сковородки, на которой аппетитно шкворчат куриные грудки, - с крышки обильно стекает вода. Мы вышагиваем из ванны, оборачиваемся к зеркалу, чтобы посмотреть на себя чистого, - опс, зеркало запотело полностью. Мы входим зимой с улицы в теплый магазин - очки мгновенно запотевают. Мы дышим на стекло, чтобы нарисовать рожицу - та же история. Это все - шуточки точки росы.
  
  

• 15 слайд

  Что влияет на запотевание окон?
  
  Два основных фактора, влияющие на образование конденсата (и последующее его замерзание) - температура и влажность. 
  Дело в том, что в любом случае поверхность оконных стекол и самих окон - это самая холодная поверхность в квартире, поэтому при повышенной влажности (а она должна составлять не более 40%) конденсат будет неизбежно выпадать и на окнах, и на всех внесенных с улицы холодных предметах.
  Главное, о чем надо помнить, что надо четко понимать - что на конденсирование в равной степени влияют оба фактора: температура и влажность. Если в помещение внесен с улицы холодный предмет - его температура и влажность помещения могут в совокупности привести к образованию конденсата (очки в магазине). Если просто при постоянной влажности опустить температуру - та же история, конденсирование начнется прямо в воздухе, образуется любимый всеми водителями туман на трассах - в низинах и в районах водоемов. Если при постоянной температуре поднимать влажность - все случится точно так же (зеркало в ванной).
  
  

• 16 слайд

  Способы борьбы с "плачущими окнами"
  
  И коль скоро на конденсирование влияют два фактора (температура и влажность), то и способов борьбы с "плачущими окнами" - два.
  1. Повышение температуры внутренней поверхности окна.
  
  Двухкамерный стеклопакет 
  предпочтительнее однокамерного.
  Проверьте ваши батареи. Они должны быть под окнами! И они не должны быть отсечены широкими подоконниками, экранами и прочей ерундой, препятствующей прямому поступлению теплого воздуха к стеклам.
  Плотные шторы перекрывают доступ горячего воздуха от батарей к окнам.
  Решение проблемы - жалюзи
  

• 17 слайд

  2. Борьба с влажностью. Ее надо понижать.
  
  Повышенная влажность никогда не может быть следствием нормальной жизни в квартире. Дело, скорее всего, в нарушенной квартирной вытяжке. Если дом старый - это вероятнее всего. Есть истории, когда при ремонте чердачных помещений из воздуховодов буквально мешками приходилось выгружать многолетние залежи листьев, тополиного пуха и дохлых голубей. Если дом новый - возможно, кто-то из жильцов "удачно" провел перепланировку и врезал свой холодильник в вытяжной шкаф, такие истории тоже были. Проверьте и отремонтируйте вытяжку - это может помочь.
  Цветы являются источниками активного выделения влаги, которая потом оседает на стекле. Однако другого подходящего места для цветов в квартире обычно не бывает - они нуждаются в свете. Именно цветы возле окна могут оказаться той последней каплей в водо-воздушно-тепловом балансе квартиры, которая приводит к образованию конденсата. Найдите другое место для Ваших цветов.
  Малозаметное, но очень сильно влияющее на влажность воздуха в помещении обстоятельство: последствия ремонта. Есть работы (обойные, штукатурные, бетонные), крайне опасные для влажностного режима квартиры. Влага, попавшая под обои в процессе их наклейки, может выходить несколько недель, в зависимости от количества влаги, сорта клея и фактуры обоев. Влага после штукатурных работ - и того больше. Одно множится на другое, и если в квартире свежеотштукатуренные стены закатали плотными пленочного типа обоями - комната на полтора - два месяца вылетает из нормального режима по влажности. И самое страшное - бетонные работы. Свеженькая бетонная стяжка на полу, проложенная утеплителем и покрытая ламинатом. Это - концентратор влаги уже на несколько месяцев.
  И все это время единственным методом борьбы с повышенной влажностью будет только проветривание.
  

• 18 слайд

  Если же вы убеждены, что у вас все в порядке и с влажностью, и с температурой, и со стеклопакетами, а окна текут все равно - значит, вы открыли какой-то новый закон физики. Наведайтесь в ближайшее отделение Сбербанка - скорее всего, вас ждет Нобелевская премия :))
  А оконные заводы делали и продолжают делать совершенно правильные окна, как правильные пчелы - правильный мед. И первое, что достанет грамотный эксперт из кармана, войдя в вашу квартиру, - влагометр. И если на шкале отобразится что-то превышающее 50% - дело не в окнах. Оконщики вам не помогут.
  

• 19 слайд

  
  
  
  -
  
  
  Проанализировав все полученные наблюдения и результаты мы сделали следующие выводы:
  
  
  - степень «плакучести» окон переменна от легкого запотевания до толстой наледи, промокания откосов и стен;
  - как правило, нарушение циркуляции и вентиляции воздуха влечет резкое возрастание степени плакучести окон;
  выпадение конденсата зависит от температуры и влажности воздуха внутри помещения
  степень плакучести напрямую зависит от погодных условий: температуры, осадков, ветра;
  

• 20 слайд

  
  Итоговые выводы
  
  -высокая герметичность окон-ПВХ играет как положительную(хорошая тепло- , звуко-изоляция) так и отрицательную роль: степень инфильтрации воздуха сведена практически к нулю;
  -несмотря на заверения фирм-подрядчиков о высоком качестве пластиковых окон, нередки случаи нарушения технологии их изготовления и установки;
  -самые тяжелые последствия влекут за собой нарушения технологии подготовки оконного проема к монтажу окна-ПВХ и технологии, и нарушение герметизации конструкции с помощью резиновых уплотнителей;
  -значительно усугубляет проблему плакучести пластиковых окон нарушение циркуляции воздуха в помещении
   
  

• 21 слайд

  Трудно поверить, что обычное окно, будь оно даже современное пластиковое, может решить все проблемы сразу. Действительно, проблемы решает не само окно, а качественные составляющие (профиль, стеклопакет, фурнитура и монтаж). При этом стеклопакет является самым «слабым» звеном в энергосбережении и поэтому в современных стеклопакетах используются новейшие инженерные решения и технологии, которые придают вашему окну определенные свойства (энергосберегающие, шумоизоляционные, солнцезащитные, комбинированные и т.п.). Кроме того, современное окно, оснащенное высокотехнологичными стеклопакетами очень удобно в эксплуатации, экологичное и легко моется.
  
  

• 22 слайд

  Спасибо
  за
  внимание