Как стать автором
Обновить
1813.99
Рейтинг
RUVDS.com
VDS/VPS-хостинг. Скидка 10% по коду HABR10

Как и зачем сделать пяти(ка)мерное окно

Блог компании RUVDS.com Прототипирование *Дизайн Физика DIY или Сделай сам
✏️ Технотекст 2021

В этой статье я расскажу, как в метре от меня появилось дорогое водонеупорное ветронестойкое царапобоязливое ультрафиолетонестойкое окно моей мечты. С предысторией, физической теорией окностроения, чертежами и рекомендациями.

Фотографий процесса строения почти не будет, поэтому придётся компенсировать на словах. В статье не будет Ардуино, умного дома, промокодов(надеюсь), рекламы брендов, синей изоленты. Но будут грабли, физика, творчество, рождественский дух синей изоленты и хэппи-энд.

Содержание:

0. Предыстория и мотивация
1. Формулировка техзадания
2. Теория
3. Дизайн
4. Резка, краска
5. Сборка, установка
6. Эксплуатация
7. Further discussion

Под катом будет более 8 тысяч слов и около 7 МБ иллюстраций и фотографий, поэтому TL;DR: Переехал на дачу, в процессе утепления к зиме решил изобрести окно самостоятельно, сделал расчёты, дизайн, собрал ошибки, заплатил цену двух окон за одно, собрал, водрузил, остался доволен.


0. Предыстория и мотивация


Эта секция не содержит смысловой нагрузки.

Однажды в короткий промежуток времени случились сразу и пандемия с локдауном, и очередное подорожание аренды съёмной квартиры, и недоплата зарплаты. Во дворе хрущёвки, где я снимал жильё, затеялась реновация. Реновация снесла детский садик и принесла с собой шум во время утреннего сна, лужи, грязь и комаров. Да и вообще захотелось подышать загородным воздухом. И как нельзя кстати, знакомые пригласили к себе на дачу. А там через забор лесопарк, лето, солнце, слово за слово, в итоге на ту дачу я и переехал. Знакомые туда приезжают нечасто, поэтому были заинтересованы в домовом.


Осень может вызывать противоречивые чувства

Боль беспроводного интернета (после небольшой доработки напильником) была терпимая, KillingFloor2, La2, SC2 в качестве бенчмарка давали зелёный свет. Яблони, фермерское молоко неподалёку, лес с прудом… Несмотря на 10 минут до МЦД, ощущал себя опять деревенским пацаном, пусть я им никогда раньше по-настоящему и не был.

Объект «Дача» представляется летним двухэтажным домиком, построенным при союзе в три очереди с промежутком лет по 15 и находящимся в пользовании до середины нулевых. В доме есть две дровяные печки и водопровод, который по большей части не замерзает зимой.

Своим местом обитания я выбрал комнату над кухней. Из минусов — через неё проходит труба. Из плюсов — это единственная комната, которая окружена со всех сторон помещениями, а значит, её будет проще всего утеплить к зиме, если это потребуется. И это потребовалось.
Попрыгунья Стрекоза
Лето красное пропела;
Оглянуться не успела,
Как зима катит в глаза
(И. Крылов)

В фотографии окна находится окно в окне

На картинке показана схема места действий. Соорудить в подобной локации зимовку означает обнести периметр утеплителем, утеплить чердак над потолком, закупиться дровами для топки печки в комнате снизу и, да, сделать окно. По большей части, творческим заданием оказалось только окно. На этом месте присказка заканчивается.

1. Постановка задачи


«От производителя» комната была оборудована деревянной рамой с однослойным остеклением. Это, разумеется, не означает, что с таким окном не выжить в зиму. Но это означает, что через него будет уходить большой тепловой поток.

Несмотря на то что оставаться на локации на годы, я не планировал, подсчёт суммы, которая уходила бы в окно при брутфорсе нагревателями, говорил в пользу более достойного окна.

Более того, даже если денежно оценить мороку с заменой окна и перечислить эту сумму энергокомпании, то забыть о проблемах было невозможно. Причиной тому — ограниченный энергобюджет постройки в садовом товариществе. Но даже если и игнорировать ограничения на мощность на участок, то всплывёт другая неприятность: мощность на товарищество в совокупности с проводкой (вероятно). Эксперимент показал, что при нагрузке сети мощностью 1КВт просадка напряжения в доме составила порядка 8 Вольт (220-212). Без стабилизатора напряжения безопасно такой сетью пользоваться невозможно. Ну и можно добавить, что в часы пик напряжение выше 200В — большая редкость. Зимой же в среднем 190В. Порой стабилизатор тащит из 165В.

Одним словом, брать тепло из розетки выходит не только дорого, но и практически невозможно.

Ну и последний аргумент в пользу самого факта необходимости апгрейда окна — отказоустойчивость. В случае аварии электросети для такого пира будет нужен бесперебойник ценой больше, чем траты на отопление за год.

Что хотим от окна?

Жизненный цикл проекта — одна-две зимы, поэтому нет необходимости строить что-то на века, промышленное и с гарантией. Перефразируя, вундервафли изобретать я себе разрешил. Хозяин помещения тоже.

Прозрачность. Если бы я был ещё большим раздолбаем, то задача решилась бы тривиально: установить МГЛ лампочку, а оконный проём закрыть панелями утеплителя. Однако душа просила других приключений и настояла на включении пункта «прозрачность» в ТЗ.

Проветривание. Должна быть форточка, либо другой способ устраивать проветривание, без этого никак. Дом не новый, на тот момент ещё и попахивал, поэтому продувать помещение необходимо. Датчик СО2 меня в этом поддержал тоже.

Срок выполнения. За дело я взялся в сентябре, то есть было месяца полтора на всё удовольствие. В случае полного провала был запасной вариант спать в тёплом помещении со второй печкой в другой части дома. No pressure, как говорится.

Цена вопроса. Чтобы перебить вариант со сжиганием электричества, по оценкам надо было уложиться в 30 тысяч плюс-минус трамвайная остановка из-за невозможности точно предсказать погоду на зиму (оценка сверху). Окно у фирм установщиков по знакомству начинается от 10 тысяч. Суммы такого порядка меня вполне устраивали для проекта «на поиграть». Авось, ещё и статью на сайт себе напишу (пусть воз и ныне там). Бесплатно я получаю удовольствие от DIY, которое, как известно, бесценно.

▍ 1 ½. Варианты исполнения


Рассмотрим варианты различного окнообразования:

  1. Коммерческие стеклопакеты. Бывают одно-, двух-, трёх-камерные. Бывают со всевозможными покрытиями, наполнителями, материалами и «топологиями» рам. Цены от 10 тысяч. Морока околоникакая. Срок выполнения порядка недели.
  2. Когда-то услышал интересный рецепт от студенческого товарища. Оказывается, окна иногда выбрасывают в мусор, поэтому можно походить по свалкам и поспрашивать у местных направления на стеклопакеты. Преимущества у данного способа налицо: цена, уменьшение выбросов и азарт. Никогда не знаешь, что за клад можно найти за почти бесплатно. Более того, это самый экологичный из возможных вариантов и поддерживает принцип RRR: Reuse, Reduce, Recycle. Минусы тоже очевидны: заказать в размер не у кого, некоторые люди не любят риск. Вероятностный подход даёт средний результат на больших выборках, но не гарантирует его на минимальной нетривиальной, то есть, моей.Также подпунктом в этом пункте будет площадка для частных объявлений. Честно говоря, об этом я вспомнил уже после установки, но, оказывается, что люди реально продают откуда-то взявшиеся стеклопакеты.
  3. Утеплитель. Плюсы: цена одного обеда, установка за время одного обеда, лёгкий ремонт и демонтаж в случае чего (не знаю, кому нужно учитывать фактор демонтажа при выборе окна. Просто люблю искать плюсы). Минусы — не попадает в ТЗ.
  4. Оставить как есть и давить тёплом/прокачать тот вариант, что есть. Оставлять как есть тоже не вписывается в ТЗ. Однако ещё можно вспомнить про советы умельцев как дёшево и сердито увеличить к-мерность окон.
    Этот вариант тоже достоин рассмотрения. Его главная проблема в том, что уж очень неказистый объект, это старое окно, и элегантно его не прокачать.
  5. Деревянное окно на заказ или самостоятельно. Посмотрел цены, отложил вариант. Самостоятельно тоже не вариант из-за отсутствия столярного опыта и подходящей мастерской.
  6. Будем синтезировать. В этом случае фантазия — ограничитель. Звучит как вызов: дорого, долго, требует продумать всё, придумать всё, начертить, изготовить, собрать, протестировать, переделать… Ну короче, вы видели содержание этой статьи.

Тем не менее пусть это и выглядит как подвод под реализованное решение (а я и правда мог нечаянно исказить какие-то вещи, пока писал), но для того, чтобы принять решение, нужен расчёт. Для расчёта нужно знать теорию.

2. Теория


Безумству храбрых можно спеть песнь. Храбрыми я бы назвал тех, кто попытается изучать тему через копипасту на миллионе сайтов и куче форумов. Текста там много, единственно верных решений ещё больше. Добавим порой странную терминологию и самое неприятное — противоречия одного другому.

Пара представителей
Пример большой копипасты
Пример, судя по всему, оригинальной копипасты, от которой глаза на лоб не лезут

Я бы посоветовал идти с основ. Самое основное — уравнение теплопроводности.

$\frac{\partial a}{\partial b}-a^2 \Delta u=f(\mathbf {r}, t)$


Если не пытаться изображать из себя умного, то в простом случае тонкой плоскопараллельной пластины его можно свести к такому. Уметь это делать оконщику не обязательно

$P=-\varkappa {\frac {S\Delta T}{l}}$


где P — полная мощность тепловой передачи, S — площадь сечения параллелепипеда,$\Delta T$ — перепад температур граней, l — есть расстояние между гранями.



Поддерживаем различные температуры по обе стороны от исследуемого образца и замеряем мощность теплового потока через образец

Это самое главное уравнение, которое надо понимать. Оно не открывает портал между мирами, не описывает излучения чёрных дыр, не предсказывает неизвестных частиц и даже не связывает квантовую физику с гравитацией. Оно говорит что-то очень простое. Если с одной стороны стены держать температуру выше, чем с другой стороны стены, то через стену будет уходить тепло (Более умный термин: установится тепловой поток некоторой мощности). И чем тоньше стена — тем больше тепла уходит («Спасибо кэп,» — рабочие крестьяне). И чем сильнее утеплена стена — тем меньше надо её греть изнутри (Тут аудитория свистит, плюёт на пол, встаёт и уходит).

Несмотря на тривиальность сказанного, можно сделать один не очень тривиальный вывод: как дом ни утепляй*, всё равно греть изнутри придётся. Вопрос — насколько сильно.

Для зануд
Да, можно представить себе дом, спрятанный за несколькими метрами утеплителя. В этом случае его будет прогревать уже человеческий метаболизм. А если добавить ещё порядок величины, то можно будет сглаживать не только дневные колебания температуры, но и годичные. Правда, проветривать нельзя. Но идея, безусловно, отличная. Едем дальше.

Второй занимательный вывод: если есть заданная мощность нагрева, то эта мощность может поддерживать определённый перепад температуры относительно температуры снаружи. То есть если обогреватель включён на макс. и в помещении комфортно при 0С, то при понижении до -10С внутри установится температура в точности равная [[$комфортно-10]]С.

Для зануд
“Установится в точности” если изменение температуры не повлияет на теплопроводящие свойства материала. Например, фазовый переход воды внутри деревянных балок изменяет их теплопроводность. Другой пример: при повышении температуры может начаться реакция самоподдерживающегося окисления, в простонародье именуемая “пожар”. Эти эффекты мы здесь не учитываем.

Чтобы понять, насколько сильно можно разделить температуры, давайте подставим значения для понимания величин.

1. Вспененный полипропилен 10см вокруг комнаты 5х3м высотой 2.5м в мороз -20С при поддержании внутри +20С:

$P = \frac {0.038\cdot (2\cdot(5+3)\cdot2.5+2\cdot5\cdot3)\cdot(20-(-20))}{0.1}=1064W$


Таблица теплопроводности для справки.

То есть, для отопления примерно бытовки без окон и дверей на сваях, утеплённой прилично по всему периметру, в большой мороз будет достаточно одного электрочайника.

2. Дубовый сруб 5х5м, толщина брёвен 30см. Мороз -20С:

$P=\frac{0.1\cdot(2\cdot(5+5)\cdot2.5)\cdot(20-(-20))}{0.3}+\frac{0.1\cdot(5\cdot5\cdot2)\cdot(20-(-5))}{0.3} = 1083W$


Здесь погрешность вычисления сильно больше, ибо сильно больше недоопределённых переменных, которые я беспечно и безосновательно выделил во втором члене суммы. Было принято, что есть чердак, на котором поддерживается -5С и подпол, в котором тоже установилась температура -5С. Также в этом примере нет ни окон, ни дверей, но стоит обратить внимание, что стена толще в три раза, а потери примерно равны (потому что теплопроводность лучше (в смысле хуже, то есть больше) в те же три раза). Также ещё стоит понимать, что в подобной избе углы будут морозиться ещё сильнее, так как теплопроводность дуба вдоль ещё вдвое выше, чем поперёк волокон.

И ещё одна вещь, на которую стоит обратить внимание: инженерам проще считать, когда в уравнении величина «теплопроводность/толщина» называется теплосопротивление, точнее — обратное теплосопротивление. Это логично: бессмысленно сравнивать теплопроводность материала в отрыве от толщины слоя утепления, потому что продают обычно готовые блоки заданной толщины и теплопроводности. Поэтому хочешь такое теплосопротивление — получай. Хочешь вдвое больше — делай в два слоя и будет тебе вдвое меньше потери. Красота.

А если посмотреть на уравнение прищурившись, то можно прозреть и увидеть любимый (возможно) закон Ома: U=IR. Только тут теперь не Вольт гоняет Ампера через Ома, а Разница температур гоняет Мощность через Теплосопротивление заданной площади.

С уравнением разобрались. Давайте теперь посмотрим реальности в глаза и поищем в таблице самый теплоизолирующий материал (чуть потерпите, про аэрогель будет через пару абзацев). Мы увидим, что предел находится на уровне 0,032 Вт/м/К у высокопористых материалов. А потом мы ради интереса сходим в Википедию на страницу теплопроводность и увидим, что ВОЗДУХ имеет коэффициент теплопроводности 0,022 Вт/м/К. То есть, получается, что лучшая теплоизоляция — это отсутствие теплоизоляции, физика не работает и пора постигать Дзен или Матрицу? Почти так. Однако в действительности воздух не только очень плохо проводит тепло, но ещё и очень плохо сопротивляется любым внешним воздействиям. Другими словами, течёт. Другими словами, нагретый воздух очень быстро улетает, а на его место приходит холодный. И поэтому, когда мы ходим сушить простыни на морозе своим теплом, то мы стараемся не двигаться, чтобы создавать меньше нежелательных потоков воздуха, которые нас с простынёй более эффективно охлаждают. Я проверял на себе. Можете не поверить.

И как следствие, лучшими утеплителями (по критерию минимальной теплопроводности) будут те, что меньше всего увеличивают теплопроводность воздуха внутри них, но при этом лучше всего задерживают движение воздуха.

Перерыв в лекции 5 минут. Разомнитесь, выпейте воды.

Идём дальше. Воздух — это уже не стройматериал, поэтому можем уйти ещё дальше от строительной таблицы и задаться вопросом «а есть ли что-то лучше воздуха?». Ответ: есть. Смотрим на таблицу от, пожалуй, самого авторитетного в этой статье источника и разыгрываем воображение, чем бы накачать окно. В том числе есть, например, газ со страшным названием Гексафторид, которым накачивают окна (кто-то уже подключил сюда конспирологов? Нет? Пора: людям продают окна с ГЕКСАФТОРИДОМ СЕРЫ)

Подключаем сюда сознание и понимаем, что закономерность простая: чем легче (молекулярный вес) газ —тем резвее он будет переносить температуру от стенки до стенки. Для любителей можно вспомнить, что температура связана с кинетической энергией. Поэтому более лёгкие газы будут более быстрыми при той же температуре, а следовательно, и более хорошими проводниками тепла.

С одним исключением: вакуум. Это не фантастика. Мы живём в мире, где существуют помещения с вакуумными окнами для простых смертных и гражданских. Это однокамерные окна, в которых в качестве газа-наполнителя камер используется отсутствие газа. Есть мифические японские компании, которые этим занимаются (не умею в японет, без ссылок), а есть вполне себе "стартап" бывшего товарища из НАСА, который не просто делает окна, а делает технологию, которая бы превосходила современные стеклопакеты по всем (ВСЕМ, да, всем) параметрам. Искренне желаю ему удачи.

Наш ответ Чемберлену?
Попытался найти, кто делает вакуумные окна в России. Не смог. Загорелся сделать вакуумные панели, да опыта с вакуумом особо нет. Соорудить орочьи технологии домашней вакуумной откачки теплоизоляции стен раз в день было бы прикольно. Но пока не срослось.

С точки зрения физики тут довольно понятно: нет молекул, чтобы таскать энергию — нет переноса энергии. Коэффициент теплопроводности ровно ноль (не ровно потому, что идеального вакуума даже с Луны не привезём), за вычетом тепловых мостиков, которые сдерживают две стеклянные пластины от имплозии. Два стекла окна будут очень хотеть друг с другом «слипнуться» под действием атмосферы: 101КПа это 101 000 Н/м2 или 10 100 кгс/м2. То есть, примерно по 100-килограммовому серверу на каждые 10х10см окна. С двух сторон, чтобы они не упали. Кто искал тему курсовой по сопромату —ловите на блюдечке. Дайте только потом ссылку на результат, пожалуйста.

Остаётся осветить только экзотику. Людям хочется чего-то эдакого Супер-нано-ультра-мега. Люди порой готовы предлагать людям купить чего-то эдакого, не имея при этом в этом эдаком чего-то такого, но готовые это придумать. Другими словами, нам хочется верить в чудеса. Посмотрим на список экзотики, которая будоражит умы.

Скандалы, интриги
Однажды видел сайт, который был создан как антиреклама одного бренда утеплителя. Тот бренд использовал обычную технологию, но бодро рисовал сертификаты испытаний, демонстрирующие характеристики на десятки процентов превосходящие реальные.

  1. Аэрогель.
    Представляет собой сверхвысокопористую структуру, которой едва хватает для поддержания формы. Теплопроводность максимально приближена к воздуху. Крайне охотно впитывает воду, хрупкий. Все кликбейтные видео с горелками, по сути, демонстрируют его главное преимущество: может выдерживать температуру горелки, в отличие от большинства общедоступных утеплителей с похожими коэффициентами теплопроводности. Возможно, я сейчас убил чьего-то Деда Мороза. Извините.


    Аэрогель на защите растительности
  2. Аэрогель.
    Есть предложения продажи аэрогелесодержащих утеплителей в рулонах. В руках не держал, но даже если там рулон с аэрогелем — использовать такой нужно крайне внимательно, и далеко не любую дырку будет эффективно таким затыкать.
  3. Старлайт.
    Старики помнят эту байку, заговор и повисшую интригу. Освежить можно тут. А заодно ещё и на русский статью перевести.С тех пор с большой вероятностью рецепт был воспроизведён одним талантливым ютубером. И оказалось, что предел этого материала — воздух, а киллер-фичей с появлением теплоизолирующей структуры уже пользуются производители противопожарных красок. После этого события, кто только на Ютубе не воспроизводил этот состав.
  4. Добавить по вкусу.
    Я не пытаюсь топить к тому, что любой утеплитель с выдающимися характеристиками сразу же означает скам. Однако надо понимать, что в лучшем случае за повышенную цену можно будет получить не украденную технологию, которую делают по лицензии из сертифицированных материалов с контролем качества, обладающую водоотталкивающими противогорючими противогрызунными и противоультрафиолетовыми свойствами. Другими словами, в любом случае придётся читать маны, понимая, что оптимизация по одному параметру чревата несоизмеримыми потерями по другим параметрам (бесплатно можно мазать стены глиной из карьера, а максимум теплоизоляции будет в сосуде Дьюара.

Дальше стоит упомянуть второй способ уноса тепла: излучение. Кто не знал, любые тела (зануда: обладающие ненулевой абсолютной температурой) излучают электромагнитное излучение.

Если кратко и к нашему вопросу, то там есть формула:

$J=\frac{c}{4}\int u_{\nu}d\nu \sim { \rm {const}}\cdot T^4$


которая показывает, что МОЩНОСТЬ этого излучения сильно зависит от температуры. Любителям физически-исторических детективов искать «Ультрафиолетовая катастрофа», в которой эта формула была получена. Это ещё зависит от параметра чернотельности. Параметр говорит, что зеркало не только всё (привет занудам!) излучение отражает, но и никакого излучения не излучает.

Понять это можно так: в космосе холодно. Когда над головой голый космос, то мы излучаем в него электромагнитную энергию из-за своей температуры. И он излучает в нас. Но он холоднее, поэтому равновесия не наступает, мы охлаждаемся (дополнительно к охлаждению злым воздухом из пункта выше). А если над головой горячее солнце, то наоборот. А если тёплые облака, то что-то среднее. Вспомним Пушкина:

Мороз и солнце ..

В некоторых странах так дневное тепло из дома ночью через крышу в космос излучают. А Циолковский предполагал, что на космических кораблях будут чёрно-белые шторки для целей терморегуляции.

Чтобы понять масштаб бедствия: с одного квадратного метра приблизительно чёрного тела температурой около 20С излучается за счёт чернотельного излучения порядка 400Вт мощности. А с такого же тела при температуре -20С уже 228Вт. То есть если их отделить вакуумной прослойкой, исключив молекулярную теплопроводность, то мы будем передавать почти 200Вт тепловой мощности с квадратного метра.

Глазами мы это излучение не видим, оно находится в диапазоне длин волн порядка десятка микрометров. Глаз видит сотни нанометров.

Но мы можем придумать прибор, который бы детектировал такие длинные волны электромагнитного спектра. И если расположим такие детекторы в ячейках и сопряжём эти ячейки особой оптикой с источником излучения, то мы изобретём тепловизор. Не велосипед, но тоже полезно.

К чему это всё: через окно вне зависимости от его теплосопротивления уходит тепловая мощность. Раньше с этим боролись ставнями на окнах. Сейчас производители окон предлагают специальные покрытия. А производители покрытий предлагают специальные плёнки. Возможно, автолюбителям такими «греющими» покрытиями на окна уже прожужжали уши. Суть заключается в том, чтобы не видимое глазу длинноволновое излучение либо отражать, либо поглощать. Здесь надо учесть ещё один нюанс: солнце излучает и длинные (мы тут длинными называем 10 микрон, напомню) волны, и ближний инфракрасный диапазон, и оптический, и ещё дальше. Поэтому производители летних окон хотят всё невидимое излучение оставить снаружи, чтобы не греть помещения. А производители зимних окон хотят это же излучение оставить внутри. В идеале оба этих желания достигаются материалом, который отражает весь инфракрасный спектр зеркально, а видимый пропускает.

А дальше надо читать датащиты на покрытия и плёнки. Если плёнка ИК поглощает (то есть для него чёрная), то для зимнего окна такую лучше держать внутри. Зимой задумываться про ближний ИК смысла нет: от солнца за день приходит мало, изнутри тепловыми фотонами этого диапазона излучается мало. То есть, стоит искать плёнку, не пропускающую комнатно-тепловое излучение. В довесок у плёнок и покрытий есть коэффициент пропускания видимого света, и он не равен 1. Ну и разная цена; но в этой главе таким термином мы не оперируем.

Давайте теперь, обладая каким-никаким багажом знаний, проанализируем результаты эксперимента. В эксперименте мы сходим в Интернет и скачаем таблицу теплопроводности для различных окон с разной толщиной воздушной прослойки. Вот результат (график построен по и по):


Влияние толщины воздушного зазора в стеклопакете на его термосопротивление. По оси Х расстояние между стёклами, мм. По оси У отложено термосопротивление, м^2*K/Вт. Фиолетовый: одна камера, зелёный: две камеры, голубой: две камеры с аргоном, оранжевый: две аргоновые с К-покрытием. Комментарий относительно данных в 7 главе.

И сразу же видим, что профессор — лопух. На графике нет прямой зависимости между толщиной слоя теплоизолятора воздуха и теплосопротивлением. Профессор просит помиловать и начинает говорить про конвекцию. Прислушиваемся, вникаем: если жидкость поместить в сосуд и нагревать с одной стороны, а охлаждать с другой, то в разных частях сосуда окажется жидкость разных плотностей. Такие разные жидкости будут пытаться занять положение равновесия, в котором лёгкая будет находиться над тяжёлой. В процессе устаканивания холодная часть внизу будет греться горячей стенкой, а горячая вверху охлаждаться холодной.



Явление конвекции и принцип борьбы с ней

Но из-за противохода этих двух течений возникает зона повышенного трения, которая противодействует движению. Так как противодействие зависит от площади и градиента скорости (градиент скорости — это насколько резко меняется скорость в пространстве), то чем шире расстояние между соседними стёклами, тем меньше будет эффект торможения. Поэтому из графика мы должны выяснить, что ширина больше 12мм не приносит пользы: теплосопротивление не меняется. То есть, по определению теплосопротивления: толщина растёт, а теплопроводность уменьшается, когда их произведение остаётся постоянным.

С получением этого знания невольно начнёшь коситься с подозрением на старые окна, в которые на зиму яблоки клали. Виним технологии, благодарим прогресс. Яблоки, кстати, увеличивают трение, то есть уменьшают конвекцию. Но при этом обладают теплопроводностью воды (или льда).

Факт дня: похожая конвекция происходит и в атмосфере, и в ядре, и в мантии, и в океанах Земли. И в чашке чая. И в Солнце. Так что не принципиально заключать жидкость или газ в некотором сосуде.


Холодное облако, которое оказалось над горячим воздухом. Фото моё

Читать про вымеобразные облака.

Зная про конвекцию, теперь ещё обратим внимание на рамы окна. Рамы делают из профиля. У профиля есть материал и воздух внутри. Суть та же: материал проводит, воздух изолирует, конвекция портит. Формально рамы составляют порядка десятка процентов площади, но если теплопроводность рамы выйдет вдвое выше, чем у стеклопакета (гипотетически, но недалеко от реальности), то через рамы будет уходить 18% от всего потока тепла. Теплопроводность алюминия на несколько порядков больше воздуха, поэтому его можно не учитывать вообще. С пластмассой получше, но, по сути, вклад в теплосопротивление вносит только воздух в пустотелых рамах. Деревянные рамы можно рассмотреть аналогично примеру со срубом выше, только толщина уже будет не 30см, а меньше. Соответственно, теплосопротивление пропорционально меньше.

С одной стороны выглядит пресно, но можно добавить не очень очевидное следствие: случай толстых стен. Если стена однородная, то температура внутри неё будет изменяться непрерывно и линейно. Посередине стены будет температура среднеарифметическая. Теперь в стене образуем проём, а в проём вставим окно. У окна толщина сильно меньше стены, и рассуждение про градиент температуры применимо здесь тоже. Мы получим ситуацию, в которой образуется зона низкой температуры внутри помещения. В реальности это соответствует повышенной вероятности конденсирования влаги из воздуха на этой внутренней части оконного проёма. Вывод: оконные проёмы надо утеплять. А с точки зрения отказоустойчивости, лучше всего будет иметь окно в ширину стены.


Конденсат выпадает, когда содержание воды превышает 100% влажность в процессе охлаждения

В теории стоит ещё упомянуть вещи, которые в моём случае большой роли не играли. Во-первых, это устойчивость к физическим воздействиям. Будь то ветер, коты, дождь-град, дети, ультрафиолет, термиты или мячи для гольфа — всё это меня не беспокоило из-за удачного расположения «на второй линии», за стеклом балкона (в случае термитов — удачное географическое расположение. Вот только это не спасло от нашествия жуков-кожеедов. Но песня сейчас не о том). Во-вторых, герметичность. Сейчас происходит немного анекдотичная ситуация, когда окна настолько хорошо закупоривают помещение, что это радикально ухудшает проветриваемость после «свистящих» деревянных окон. В итоге приходится либо изобретать режим «закрыть окно плотно, но не совсем», либо вставлять искусственные щели в подоконник, либо использовать бризеры, либо не знать об этом всём и просто втихую страдать на длинной дистанции. В моём случае было очевидно, что даже с щелями от «стокового» окна, если его плотно закрыть, то продуваемость помещения становилась недостаточная, чтобы поддерживать концентрацию углекислого газа в комфортном диапазоне. И в-третьих, акустика. В эту тему я не углублялся. По слухам от шума помогают различные толщины прослоек между стёклами. Я не могу описать этот факт аналитически; да и нужды не было: со стороны леса максимум раз в месяц слышно ночных бензопильщиков, а с другой стороны, когда едут гружёные составы, то от «акустики» бывает и люстра качается. Как в анекдоте про эльфа.

Конец лекции. Продолжим на начальной инженерной подготовке.

3. Дизайн


С учётом всего вышесказанного я понял, что двухкамерное окно меня не удовлетворит по причине теплоизоляции, трёхкамерное окно меня не удовлетворит по причине цены, искать по интересным локациям подходящие пакеты меня не устроит по причине проклятия окончательной подгонки (это когда создание переходников и подгонка по месту занимает бОльшую часть работы), затыкать пенополистиролом дырку в стене недостаточно «романтично», в случае изначального промаха я смогу включить план Б с увеличением теплоизолированности путём доклейки дополнительных слоёв плёнки. У меня в запасе ещё есть время.

Решено окно синтезировать. С перламутровыми пуговицами.

Карта окна:



Из фиксированных параметров: размеры проёма составляют около 1300х1300мм с глубиной примерно 120мм. Размеры неточные, потому что представители древней развитой цивилизации умели строить так, чтобы высота одной комнаты была бы одновременно и 2200 и 2400. И никакой квантовой запутанности.

В это пространство надо вписать сколько-то плоскопараллельных камер с любой разумной толщиной перегородок и расстоянием 10-16 мм между ними. Заполнять смешными газами окно я бы не смог: создание герметичности не будет того стоить по сравнению с грубым линейным увеличением теплосопротивления от количества камер. Провести RnD и создать опытный образец вакуумного окна я точно не успею в срок. Толщину рамок стоит уменьшить до минимума, так как они и обзор закрывают, и тепло проводят лучше, чем воздушный бутерброд.

Изначально я планировал сделать настоящего монстра Франкенштейна: «премиум» четырёхкамерное окно по следующей схеме.


Начинающим инженерам: давайте размеры от одной базы, а не так, как здесь. Думайте, как оператор

На картинке изображён набросок, который я отправил семи менеджерам для приценки. Мы видим два слота для 4мм «стёкол», один большой слот для заводского стеклопакета под мой чертёж конфигурации 4-16-4-16-4i (читается: 4мм стекло, 16мм прослойка, 4 стекло, 16 прослойка, 4 стекло с i-напылением), и два торца для дополнительного экстренного уплотнения плёнкой.

Этот план в производство не пошёл по причине цены на новые стеклопакеты. Оказалось, что цена изготовления трёх пакетов для моей конфигурации не сильно отличается от цены всего окна, не сильно отличающейся от цены окна с установкой, не сильно отличающейся от создания всего пакета самостоятельно с ещё большим количеством камер.

С этими данными уже и пошла история своего Луна-парка. С «Угадай мелодией» и музейными смотрительницами.


Схема сборки оконного блока. Не в масштабе

Такой дизайн оставляет довольно мало пространства для лажи, но не буду спойлерить. Из листового прозрачного материала режем прямоугольники на стёкла, из пластика режем+фрезеруем рамы. Слово «фрезеровка» пускай не пугает, так как делается она на обычной циркулярной пиле. Окно состоит из трёх разновидностей деталей. Соединяется без столярного порно (извиняйте, мне пока негде разгуляться) в виде соединений под 45, потайных шпонок, ласточкиных хвостов и подобных шип-пазов. У меня — обычные уголки из строймага. Максимум извращения —это выбрать паз, чтобы уголок с торца сел бы заподлицо. Если будет желание.

Это принципиальная схема. Теперь стоит определиться с материалами. Изначально моя интуиция повторяла мантру «Хочешь хорошо — используй HDPE». В качестве разделителей-стёкол интуиция просила акрил или, возможно, тонкое 2-3мм стекло. С этими вводными я обратился за рецензией к своему более опытному товарищу и получил новый курс.

Грабли заключались в том, что помимо дороговизны HDPE (это High Density PolyEthylene, если что) ещё не очень хорошо относится к перепадам температур и размягчается на солнце. Не то, чтобы это было большим опасением (избушку порой и летом топить приходилось), но всё равно для данной задачи материал по всем параметрам проигрывал обычной фанере. Так что оставим лучшие куски HDPE для их прямого назначения: боевых роботов. (Про боевых роботов в другой раз, но обзорно про движение здесь)

Касательно материала для «стекла» — акрил подходит слабо из-за хрупкости. Стекло подходит ещё хуже из-за того же. Несмотря на то что от физических воздействий окно было защищено, был упущен один фактор: окно надо было ещё собрать и установить. Так что в этом случае оптимальным материалом стал поликарбонат. Возможно, для кого-то станет новостью, что в мире производится не только сотовый, но и обычный монолитный листовой поликарбонат, который успешно используется, например, для создания прозрачных ограждений на соревнованиях по битвам роботов. Причина простая: он обладает крайне низкой хрупкостью и очень хорошей вязко-текучестью (не ищите этот термин в словарях. Хотя нет, можете поискать). Благодаря этим свойствам, он отлично поглощает энергию летящих обломков роботов, при этом просто деформируясь и нагреваясь. Из минусов: очень низкая твёрдость. Настолько, что некоторые могут ногтями изображать на поликарбонате живопись. К счастью, продаётся он с защитной плёнкой, которую можно удалить на финальных этапах работы.

Таким образом, мы получаем условную защиту от огнестрельного оружия. Не сказать, что это радикально поменяло мою жизнь, но зато появилась тема для блистания на горячих вечеринках.

С материалом определились, теперь нужно загрузить изготовителей.

Рисуем:


Пакет для моделирования был когда-то выбран по принципу наименьшего WTF/sec. Но игла проприетарщины с годами впивается всё больнее

И отправляем чертёж ещё в семь разных контор для оценки. Выбираем одну с лучшим предложением и отправляемся пить чай на несколько дней.


Я уже закидал себя тряпками за такой чертёж

Тем временем можно посмотреть на чертёж чуть внимательнее. За это время в него поместилось следующее знание:

  • Бюджет хорошо вписывается листовой поликарбонат в объёме шести наборов по три штуки для создания базовой пятикамерной конструкции. Размерами 1447х986, 887х426, 547х426 мм
  • Поликарбонат можно использовать более тонкий, чем стекло/акрил: 2мм
  • Поликарбонат производят в двух вариантах: по спецификации и для экономных (возможно это «производство» появляется естественным образом после отдела технического контроля продукции, не знаю). При этом второй вариант имеет допуск «в минус», что означает хорошую посадку в пазы, сделанные с допуском «в плюс». Ключевые слова «оптима/стандарт». Где оптима — это с допуском до -10%.
  • Заказывать фрезеровку пазов под внешние уголки на торцах — себе дороже. Чем проще чертёж — тем меньше шансов прострелить ногу. У кого много времени — можете испытать фортуну.
  • Глубина реза составляет 4мм, что означает запас минимум 1мм на люфт для перегородок внутри рамы.

Последний пункт достаточно важный, так как позволяет нивелировать температурное расширение/сжатие поликарбоната. В линейном приближении на каждый градус Цельсия один метр удлиняется на 0.065мм. Это значит, что если резать лист будут в цеху с температурой -20С, то при комнатной температуре мы получим увеличение площади на целых 0.5%. Бизнес на этом не сделать, но если рама будет в размер, то летом окна станут волнистыми. А если пазы будут недостаточной глубины, то зимой «стёкла» полезут из рам. Приятного мало.

Ещё одним необязательно очевидным шагом при проектировании должна быть влагозащита. Принцип выпадения конденсата при уменьшении температуры работает внутри окна точно так же, как и в нишах в оконных проёмах в разделе теории. Поэтому производители стеклопакетов набивают окна поглотителями влаги (видели дырочки в алюминиевых проставках по периметру между стёклами? За дырочками силикагель, который поглощает воду). Если планируете делать окно мечты или прокачать существующее, то не забудьте выпросить у знакомых котоводов неиспользованный туалет для замуровывания в камеры окна. Альтернативы для любителей ретро: соль, сухой рис. Ещё можно распотрошить подгузник. До тех пор, пока через камеры не продувается воздух совсем откровенно, одной горсти будет хватать на годы. Если же позаботиться об отсутствии щелей, то десятилетия.

4. Резка, краска


Возвращаемся в электронную почту к ответам менеджеров нарезательных контор. Из семи запросов ответили трое. Смотрим на сроки выполнения, условия доставки, либо адрес и время работы для отгрузки. Некоторые фирмы не держат у себя на складе запас материала, поэтому требуют от вас поставку материала. Некоторые абстрагируют клиентов от этого слоя и закупают лист самостоятельно под заказ. Некоторые рассчитывают из своего материала.

В моём случае я выбрал самовывоз. Цена за материал оказалась значительно ниже конкурентов, цена за работу примерно такая же.

Разумеется, бесплатный сыр бывает только на дегустации. Когда я приехал забирать заказ, то оказалось, что кто-то перемудрил(?) с чертежами и указал количество деталей на самом чертеже. Скрипт в голове менеджера ожидал увидеть количество в названиях файлов, поэтому всех элементов рам мне выдали по одной штуке. Работа над ошибками: как минимум стоило не использовать символ «х» для обозначения длины, так как вышла неочевидная путаница, где «Х» — длина, а «х» — количество. Но моё чувство прекрасного не позволило мне генерировать пять почти одинаковых pdf. Объяснив разрыв в понятиях, я доплатил за доработку и был вынужден уехать.

Анекдотичность заключается в том,
что из всех вариантов я выбрал тот, что в моём понимании даст меньше вероятность неудачи: ВСЯ информация находится в поле зрения. Никаких названий файлов, никаких пояснений в приложенном письме, никаких структур папок, упакованных в архив, никаких приложений-табличек с номенклатурами. Но нет. Учитесь на чужих ошибках.

Как говорится, скупой платит дважды, а тупой — трижды, но на сдачу получает опыт. Когда я приехал второй раз, то мне выдали всех деталей рамы по две штуки. Не хватило ещё двух для четырёхкратной детали. Разумеется, был конец смены и рабочего дня цеха. Менеджер уломала работников выпилить недостающие две детали, пока я стоял с калькулятором и делал оценку нового допуска: оказалось, что для пазов 4мм нужно использовать координатный стол со шпинделем. А 3мм пазы делались на распиловочном станке (не спрашивайте у меня, я не знаю).

Мораль: хорошо, если ты технолог участка мехобработки и знаешь, что да как у тебя происходит. Если планируете делать такие окна в объёмах, то научитесь пилить пазы на распиловочном станке.

Но хорошая новость, что детали вырезаны, выглядят красиво, допуски на глаз выдержаны идеально, да ещё и на сдачу выдали обрезки поликарбоната, а это был почти целый лист. Приятно.

Разумеется, грабли только начинаются. Готов выдать шоколадку тому, кто предскажет следующие три приключения. Только не знаю, как верифицировать. Пусть это будет конфета с чаем всем, кто приедет на экскурсию. Про ставки на Хабр в другой статье.

Вернёмся на веранду, где лежат наши стекляшки-деревяшки. За несколько дней своей жизни в дефиците внимания детали рам решили, что они вертолёты и стали винтами. Причина: влажность, осень, температура. К счастью, в данном случае винты сравнительно просто правились руками и нивелировались, когда конструкция скреплялась жёстко уголками.

Для наведения лоска и создания хоть минимальной устойчивости к атмосферной влажности захотелось добавить окну краски. Белая отлично вписывалась бы в интерьер, если бы он существовал на тот момент. Из-за духа эстета и раздолбая было решено делать несколько слоёв краски на внешних частях и один-два на перегородках. Это давало небольшую белизну, но не перекрывало полностью текстуру дерева. Более того, это уменьшало риск залить краской пазы, которые были вырезаны почти внатяг для листов поликарбоната.


Задача сфотографировать окно, вообще-то, не самая тривиальная

Краска залила пазы.

Надо быть неопытным маляром, чтобы соглашаться на такую затею, но беды никакой не произошло. Это всего-навсего краска в (10002 + 4404 + 14402 + 8802 + 540*2) *6 = 54.5 метров пазов! Если кто-то попадёт в похожую ситуацию, то могу посоветовать следующее решение: взять накладной уголок, которым планировалось скреплять рамы, заточить его торец надфилем, сделав на нём острые прямые углы. И дальше протаскивать по пазам, создавая крутящий натяг с помощью его Г-образной формы. И с помощью друга. И перчаток. Party hard!


Не забудьте, что от трения можно получить ожоги даже через перчатки. В смысле, знайте теперь

Надфили ломаются от нерасчётной нагрузки. Болгаркой слишком грубо. Можно ещё было бы свозить обратно на производство, но это не так весело. Разумеется, корректным техпроцессом будет сначала красить, потом резать. Внутри (в моём случае) пазы прокрашивать не требуется. Может, кто-то подкинет идею получше. Тут же Хабр как-никак.

5. Сборка, установка


Следующим этапом будет сборка. Ничего сложного: берём листы, вжух их в пазы, швырп уголками, чпок на место.

Нет.

Для сборки радикально требуется не менее четырёх рук для большого блока. Форточку можно собрать самостоятельно при должной сноровке.

Процесс выглядит следующим образом: уголками собирается Г-образный кусок рамы. В него вставляются по одному листы поликарбоната. Предварительно по периметру листы освобождаются от защитной плёнки. Если не идёт, то можно легко постукивать молотком в торец (способ не рекомендуется в исполнении с материалом «стекло»).

Когда все листы вставлены в полураму, то один их держит, а другой бьёт третьей частью рамы. Делается это изящным движением из середины листа. Потом третья часть рамы оказывается насажена на половину листов. Остальная часть добивается молотком. Там же надо следить за тем, чтобы листы не выскочили из пазов первой и второй четвертей рамы.

Когда есть перевёрнутая П с листами в пазах, то крепятся уголки. Тут нашлёпываются только плоские уголки, потому что поднимать и вставлять в пазы торцевые сильно неудобно. И это часть, в которой надо сдирать плёнку с внутренних листов поликарбоната. С расстояния метр внутри 12мм колодца. С первого раза, возможно, захочется проклясть весь белый свет, но если правильно приноровиться оставлять задиры на предыдущем этапе, то доставляет столько же радости, сколько и обычная процедура сдирания плёнки.

Аналогично третьей вставляется четвёртая часть рамы. Надо только упереть во что-то/кого-то твёрдого, чтобы удобно было стучать молотком в торец набиваемой четвёртой четверти рамы.


Три этапа сборки пакета. Шахматными прямоугольниками изображены упоры для возможности работать молотком. Просто, как 1-2-3!

Когда всё это получилось, стоит ещё раз проверить, что все листы находятся в своих пазах, все внутренние плёнки содраны, мы не забыли засыпать силикагель в каждую камеру и прикрутить оставшиеся уголки.

Босс на этом уровне — это большое окно. Для понимания: 2мм поликарбонат можно согнуть в трубку диаметром около полуметра. Когда окно длиной полтора метра, то перегородки ведут себя скорее как бумага. Поэтому пришлось сделать пару дополнительных гребёнок для того, чтобы держать свободные части листов на заданном расстоянии вдали от мест, где они сидят в пазах рамы. Более того, большая площадь контакта в пазах рамы создаёт большое сопротивление и метод простукивания листов и четвертей рамы становится довольно проблематичным. Настолько, что устанавливая последнюю четверть в третий раз, мы решили её распилить пополам и устанавливать две получетверти рамы независимо.

Грабли: если проделать этот трюк с разбиванием последней четверти рамы, то она потеряет свою жёсткость (я сегодня сама очевидность). Поэтому такую раму надо кантовать с учётом того, что этот замок может выгнуться наружу и освободить листы поликарбоната из установочных пазов. Либо усилить место соединения ценой увеличенного габарита.


Последний рывок этапа сборки

Ну и ещё одни подводные грабли, раз уж пошла пьянка: это пыль. Веранда резиденции, на которой проходила сборка конструкции хоть и была чистой и комнатой, но не являлась чистой комнатой. Как следствие, внутри поликарбонатопакетов находится пыль. Возможно, кого-то положение дел сводило бы с ума. В моём случае окно находится за полупрозрачной шторкой и если не упираться в него лбом, то дефект незаметен. А если упираться лбом, то можно ненароком выдернуть лист поликарбоната из пазов. Это тоже кому-то не вписывается в ТЗ.

Ну а установка оказалась совсем пустяковым делом. Всего-навсего не хватило пары сантиметров зазора на одном из концов оконного проёма. Поэтому пришлось демонтировать подоконник, который оказался интересным образом прибит толстыми гвоздями снизу вверх изнутри стены по диагонали и не насквозь. Погружаться в демонтаж и перестройку стены не хотелось, поэтому ломиком удалось его поддеть и полотном ножовки перепилить металл.

Без подоконника вышло, с моей точки зрения, более цивилизованно. По отзывам знатоков, похоже на окно из Minecraft. Сам не пробовал, предпочитаю Dwarf Fortress.

Установка происходила без возможности штатного демонтажа и апгрейда, то есть на вспененный полиуретан из баллончика. По-русски: монтажную пену. Не забудьте, что до пены защитную плёнку снимать не стоит совершенно точно.


Кстати, для тех, кто полез в таблицы: теплопроводность монтажной пены всего на несколько десятков процентов отличается от теплопроводности воздуха

На этапе впенивания можно воспользоваться нехитрым приёмом для того, чтобы можно было заполнить щель, но при этом не приклеиться к одной из поверхностей. Это нужно, например, для форточки и второго подвижного блока. Перед запенкой надо вырезать из пакетов/защитной плёнки полосы в ширину сантиметров на пять-десять больше, чем глубина рамы и приклеить их на скотч к подвижной раме.


Посадка рамы плотно в пену без приклеивания. Добавить полимерную плёнку с плохой адгезией на время застывания

В этом случае при расширении пена, скорее всего, сможет промять плёнку и заполнить такую щель плотно. После высыхания отрезаем пакет от окна и вынимаем окно. Потом отдираем пакет от пены: адгезия небольшая, но она есть. На отрыв разъединять значительно проще, чем на сдвиг. Кстати, метод работает в принципе, если вдруг надо сделать какую-то хитрую форму пеной. Не знаю, кому может потребоваться делать хитрые формы монтажной пеной.

В случае активной эксплуатации пена может поизноситься, поэтому можно либо оставлять плёнку, либо усиливать пену, либо забивать и обновлять тогда, когда будет нужно. В моём случае, через год жизни и проветривания пару раз в день, износ пены далёк от критичного.

Лишнюю пену режем, украшаем как душе угодно и идём спать.

6. Эксплуатация


Вот мой Онегин на свободе
(А. Пушкин)

Возможно, вождь, Зоркий Глаз, обратил внимание на полное отсутствие слов «петля» и “ручка” в данном тексте и недоумевает, как может существовать форточка в окне без возможности вращаться вокруг заданной оси. Мой ответ уважаемому вождю будет следующим: «Это не жук, это устройство природы».


Можно так. Конфигурируемость на высоте

Это тот случай, когда переосмыслив привычки, можно найти новое качество. Форточки прилегают по тонкому слою уплотнительного шнура, который становится бутылочным горлышком конструкции. В дополнение появляются элементы крепежа, которые проникают вглубь конструкции. В случае когда форточка вставляется в проём отсутствуют все эти недостатки. Чем меньше узлов — тем меньше точек отказа.

По большому счёту мы имеем дело с ещё одним компромиссом: время закрывания-открывания против сложности дизайна, сборки, теплосопротивления и времени закрывания-открывания. Так вот, замеры показывают, что на одной операции я теряю около трёх секунд времени. За год набегает полчаса. По оценкам, эти полчаса более дёшево, чем проектировать вундервафли с такой сильно удлинённой глубиной. Вспоминаем срок эксплуатации в ТЗ, и я продолжаю спать спокойно. Возможно, есть какие-то простые способы добавить в конструкцию механизации, способные пошатнуть баланс сил в этом споре, которые я не увидел.

Помимо смешной форточки, есть ещё и смешная средняя часть. «Открывается» она тоже методом изъятия. Полёт нормальный.

За время эксплуатации пришло осознание, что при всём закрытом проветривание недостаточное, поэтому приходится постоянно держать щель для циркуляции воздуха.


“Это не дыра в безопасности, а ханипот”

Нужды добавлять плёнки на торцы не появилось, да и ухудшают видимость они значительно. С моей точки зрения, в данном случае оно того не стоит. Хотя надо отметить, что некоторый элемент тру-сельской ролёвки всё-таки присутствует: зимой на ночь «закрываю ставни». Замеры показывают, что так можно уменьшить падение температуры комнаты за ночь на величину до двух градусов.

А дальше, как с ядром: один раз скомпилировал и живи-не тужи; знай-накатывай обновления. А с окном и обновления накатывать не надо. Стоит и работает.

7. Further discussion


Несколько замечаний, которые не вписались в основной текст. Полу-оффтопового характера.

Визуал. Кому-то, может понравятся, минималистичные формы и модный тренд на тонкие рамки без веб-камер. Но совершенно нормально, если такая самоделка вызовет иные чувства. Например, недостаточное внимание закрытию стыков и «торчащей монтажной пене». Или несоответствию привычным интерфейсам: «Форточка без ручки?!». В описанном случае весь этот перфоманс вписался в ожидания заказчика и удовлетворил чувство креативного голода.

Комары. Лес рядом приказывает озаботиться москитными сетками на окна. В этом случае вопрос решился модулем расширения, который на лето вставляется вместо модуля форточки. Модуль москитной сетки сделан из москитной сетки на раме из обрезков экструдированного полистирола, которая плотно садится в отверстие. Все посадки на трении.

Совпадения. Пока писал эту статью на ноутбуке полетел кулер. Десять лет не летел, а теперь полетел. Даже х220 требуют внимания. Разумеется, новый кулер пришлось дорабатывать напильником, ничего удивительного.

На сдачу. Из обрезков поликарбоната вырезал стекло в разбитый стеклопакет в другом окне. Сухая ветка с дерева на участке упала неудачно, но при этом дала возможность сделать два окна из одного листа.

Тестовые площадки. Возможно, кто-то заметил, что на большом окне есть пятно около левой рамы примерно на середине высоты. Это малярный скотч, наклеенный на проставки, чтобы иметь возможность снимать температуру прозрачных листов пирометром и делать выводы. Реальность делать выводы не потребовала, поэтому замеры не привожу. Пирометра у меня пока в инструментах причин заводить не было. Bien ou rien.

Субъективно на написание статьи ушло едва ли не больше времени, чем на процесс создания окна (Update: борьба с новым хабраредактором была непредвиденной главой повести). Порядка целой рабочей человеко-недели, не считая времени друзей-вычитывателей. Парадоксально. Тем не менее спасибо блогу рувдс за финальный толчок к написанию хоть чего-то в конце концов. Того и гляди, скоро ещё текста залью. И персональный сайт допинаю до состояния существования.

Немалая часть ссылок была получена при написании статьи, то есть пост-фактум. Таким образом, например, после завершения проекта я узнал про рынок стеклопакетов на площадке частных объявлений. Другое открытие состояло в том, что для составления графика теплосопротивления нельзя было усреднять данные с различных сайтов: значения отличались на десятки процентов. Разумеется, про погрешности никто не слышал, ровно как и про описание методов тестирования, так же, как и про культуру размещения ссылок на источники информации. Поэтому график должен показывать только характер зависимости теплосопротивления от толщины прослойки, но не абсолютную величину. Доходило до парадоксальных заявлений, когда в таблицах теплосопротивление зависело от нанесения отражающего покрытия на стекло. Это нефизично, но зато очень маркетологично.

Можно ли советовать переходить на такие окна всем? Нет. Далеко не всем. Как описано уже в аннотации, данное окно может покрыть только довольно специфичный юзкейс. Без доработок оно не выдержит сильный ветер, дождь, ультрафиолет (смотрим на спецификацию листов конкретного поликарбоната). И безвозвратно поцарапать его можно даже валенком (войлоком, по мнению потерянного источника из Интернета). Зато с доработками выдержит и очередь из автомата. Во всяком случае напомню, что всегда надо делать расчёт и прикидывать целесообразность. Например, в квартирах с центральным отоплением без счётчика такие вундервафли точно ни к чему с экономической точки зрения.

Работа над ошибками. Основные грабли, которые не рекомендуются к повторению: пазы в натяг, расчёт посадки окна в нишу с запасом 5мм, покраска пазов. Стоит постараться найти непыльное место для сборки, скажем, ванную комнату. И сообщайте менеджерам заказов хэш-сумму количества деталей, которые вы от них ожидаете.

Сумма. Без моей работы около 22 тысячи рублей с материалом, резкой, уголками, пеной и саморезами по ценам осени 2021 московской области. По времени работа была разнесена на несколько недель, но в принципе можно грубо считать день на расчёты, день на чертёж, день на поездки-покупки, день на краску, день на сдирание краски, два дня на сборку, день на монтаж-демонтаж. Теоретически второй заход можно пробовать вставить в три дня с утра до ужина. (Да, я знаю, сколько стоят новые стеклопакеты, спасибо за беспокойство)

Выводы: если хочется поиграть с деревяшками, то предложенный вариант в некоторых случаях будет наилучшим. Более того, он отлично подойдёт как занятие на даче летом с сыном/внуком/дочкой/внучкой/много-ещё-с-кем. А если есть где комфортно работать, то и резку заказывать не надо. С точки зрения экономической целесообразности, с большой вероятностью, данное окно проиграет заводскому. Главное его достоинство в том, что это единственное окно, которое может греть душу.

UPDATE: В комментариях подсказали, что при должном упорстве и желании можно найти производителей стеклопакетов практически по цене стекла. Если кто-то вдруг на свою голову решит повторять конструкцию, то советую поискать производителей стеклопакетов неподалёку от вас. Подсказка: производители окон и производители стеклопакетов могут быть разные люди.



Благодарности

Спасибо:
Обрайен за вычитку и улучшение читаемости, Саше Маслаковой за принесённую в жертву печень в drinking game по непроставленным запятым, Аделине Ниденс за свечку, друзьям новогодним антихакатонщикам за занудство. А также богатырям и богатырицам, которые одолели этот текст.

Теги:
Хабы:
Всего голосов 89: ↑87 и ↓2 +85
Просмотры 17K
Комментарии Комментарии 138

Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
ruvds.com
Численность
11–30 человек
Дата регистрации
Представитель
ruvds