Теплосберегающие пластиковые окна за минувшие двадцать лет из заморской диковинки превратились в России в привычный и доступный инструмент для снижения теплопотерь в квартирах, частных домах, офисах или производственных помещениях. А замена старых деревянных окон на современные конструкции из ПВХ стала непременной частью любого серьезного ремонта. Но мало кто представляет себе, как рождается теплое окно. Между тем, этот процесс лишь немногим проще, чем, например, сборка автомобиля или ноутбука.
Так что же происходит после того, как клиент посетил офис продаж, вместе с менеджером разработал и утвердил эскиз будущего окна и подписал договор на его изготовление и монтаж? В этом нам помогут разобраться специалисты компаний ПРОПЛЕКС (крупнейшего российского производителя теплосберегающего оконного ПВХ-профиля по австрийским технологиям) и «Симплекс» (производитель пластиковых окон). Вместе с экспертами для ознакомительной экскурсии мы отправились на заводы компаний в Подольск.
Профильный вопрос
Решающее значение для срока службы окна имеет качество рамы, которая собирается из ПВХ-профилей. Изначально для производства данного продукта готовится смесь. Кроме ПВХ, в нее входят модификатор прочности (придающий профилю пластичность и морозостойкость), стабилизаторы и смазки, гидрофобный мел (для прочности изделия), диоксид титана (в качестве красителя для светостойкости) и различные вспомогательные добавки (антипирены, пластификаторы и т.д.).
Соотношение этих компонентов определяет многие свойства будущего окна: долговечность, сохранение цвета, механическую прочность. Каждая фирма имеет свою уникальную формулу материала. Например, профильные системы компании ПРОПЛЕКС изготавливаются на основе смесей, разработанных фирмой Chemson (Австрия). Европейские специалисты создали рецептуру, учитывающую особенности нашего климата – резкие перепады температур и холодные зимы.
Из цеха смешения композиция поступает на следующий этап производства – в экструзионный цех. В нем в прямом смысле жарко: здесь одновременно работают сразу несколько линий по выпуску ПВХ-профилей. Технология их изготовления стандартна. Вначале сырьевая смесь поступает в экструдер (машина для размягчения материала и придания ему формы под давлением). Там масса нагревается до 180-200°С и пластифицируется. Затем она продавливается через специальный инструмент (фильеру), который придает расплаву полимера форму.
Потом масса поступает в калибратор. Он состоит из двух модулей – сухого и влажного. В первом выходящая из экструдера масса подвергается формовке и первоначальному охлаждению. За счет специальных водяных каналов от внутренних поверхностей изделий отводится тепло.
Окончательное охлаждение осуществляется во влажном модуле, где профиль целиком орошается водой. В этой области можно отметить разработку компании Technoplast. Это влажные калибраторы с вихревыми ваннами. Они позволяют уменьшить расход воды, требуемый на охлаждение, примерно на 50%. Все блоки резервуаров калибратора стандартизированы, что дает возможность применения одного и того же резервуара для различных типоразмеров профилей. Готовый профиль ламинируется прочной защитной пленкой, устойчивой к климатическим воздействиям.
Таким образом, изготовление профиля – это технологически сложное производство. На сегодняшний день ведущими поставщиками экструзионных линий на мировом рынке являются австрийские фирмы. Поэтому практически все крупнейшие производители ПВХ-профиля для окон используют оборудование австрийских компаний. Например, на заводе ПРОПЛЕКС применяются экструзионные линии и сопутствующий инструментарий от фирм Greiner, Gruber и Technoplast.
Далее следуют резка, упаковка и транспортировка продукции фирмам-переработчикам (непосредственным сборщикам оконных конструкций).
Рождение окна
Основные функциональные зоны завода по производству пластиковых окон – это обрабатывающий центр, объединенная зона сварки и зачистки, зона установки уплотнителей и фурнитуры, зона остекления и зона контроля. Есть также склад комплектующих и материалов и на выходе – склад готовой продукции. На «Симплексе» производственные и складские помещения занимают 19 500 м².
Как правило, разные производители светопрозрачных конструкций работают на различных профильных системах. Иногда одна компания может перерабатывать сразу несколько марок ПВХ-профиля. Все зависит от технологических возможностей фирмы и круга потребителей, которых изготовитель окон хочет охватить.
«Для производства окон мы используем ПВХ-профиль PROPLEX, и тому есть ряд причин, – говорит Сергей Чернышев, главный технолог компании «Симплекс». – Одна из них – тот факт, что по всей России установлено более 15 млн. окон PROPLEX. Этот производитель входит в пятерку лидеров рынка ПВХ-профилей по объемам продаж и узнаваемости среди потребителей».
Что касается непосредственно изготовления оконной конструкции, вначале устанавливаются необходимые параметры профильных изделий в соответствии с будущими размерами окна (с запасом на сварку 5-6 мм) и осуществляется резка профиля. На заводе «Симплекс» она выполняется на немецких обрабатывающих центрах Haffner и Federhenn. Рамный1 и створочный2 профили нарезаются под углом 45°, а профиль для импоста3 – 90°. В той же зоне нарезаются армирующие профили4, необходимые для усиления жесткости оконной конструкции. Для их изготовления используется оцинкованная сталь толщиной от 1,5 до 2 мм (в зависимости от вида профиля). Армирующий профиль помещается во внутреннюю камеру ПВХ-профилей и закрепляется саморезами.
Затем на тех же обрабатывающих центрах проводится фрезеровка и сверление в ПВХ-заготовках ряда конструкционных отверстий. Они необходимы для отвода воды, организации вентиляции и компенсации давления ветра. Так, например, в нижнем профиле рамы окна должно быть сделано как минимум два дренажных отверстия; в верхней части, в зависимости от ее длины, – два (до одного метра) или три (более одного метра). Максимальное расстояние между прорезями – 600 мм, их диаметр – не менее 6 мм.
Затем следует этап соединения профилей створок и рамы с помощью сварки. Для этого специалисты «Симплекс» используют автоматизированную линию немецкой фирмы Rotox с программным управлением, которая может выполнять до 12 функций.
На первом этапе четырехголовочный сварочный станок производит одновременную сварку четырех элементов периметра будущей рамы или створки. Покрытые тефлоном утюжки нагревают будущую поверхность сварки до определенной температуры, после эти поверхности с расплавленным ПВХ соединяются под давлением. Происходит процесс диффузионной сварки. В течение нескольких минут изделие остывает и затем поступает на центр зачистки, где автомат фрезой снимает внешний сварочный шов, придавая изделию более эстетичный вид. Производительность линии определяется длительностью процесса сварки, который занимает в среднем 100 секунд. За это время линия успевает зачистить предыдущую вышедшую конструкцию.
Далее по периметру створок и рамы устанавливаются уплотнители. Укладка производится вручную, причем не отрезками, а целым куском резины. Стыковка должна быть плотной и препятствовать проникновению воды. В торцах уплотнитель закрепляется специальным водостойким клеем. По словам специалистов ПРОПЛЕКС, наиболее эффективно двухконтурное уплотнение, которое выполняется в раме и створке. Материал уплотнителя должен быть устойчив к климатическим воздействиям. Хорошо зарекомендовали себя искусственный каучук (EPDM) и силикон.
Если есть необходимость, в раму вставляется импост и закрепляется саморезами. Потом на раму и створки устанавливается фурнитура. Стандартный комплект фурнитуры состоит из петель, ручек, ограничителей, предохранителей, фиксаторов, поворотно-откидных механизмов.
Качество фурнитуры очень важно для долговечности окна. У производителей данного элемента оконной системы налажена процедура жесткого контроля выпускаемой продукции. Проводятся случайная выборка изделий, замер геометрических параметров и их сравнение с техническими условиями.
Качество оконной фурнитуры определяется уровнем статических и динамических нагрузок, с которыми придется столкнуться изделию в ходе эксплуатации. Надежная фурнитура обеспечивает более 20 000 циклов открывания/закрывания.
Параллельно со сборкой оконных рам и створок в зоне остекления идет изготовление стеклопакетов. Согласно размерам, указанным в проектной документации, на специальных автоматических линиях происходит нарезка, мойка и сушка стекла. Отмеряются и нарезаются алюминиевые дистанционные рамки, необходимые для создания остова стеклопакета.
Затем внутрь перфорированных дистанционных рамок засыпается осушитель (влагопоглотитель) для абсорбции воды. Он представляет собой молекулярные сита, силикагель или смесь этих веществ. Следующим этапом идет сборка дистанционного контура. Рамки ручным способом соединяют между собой уголками. После чего наносится первичный слой герметизации (бутиловый шнур, жидкий бутил и т.п.).
Далее следует сборка стеклопакета. На дистанционный контур с двух сторон наклеивается стекло. И на столе для опрессовки комплектующей происходит обжим полученной конструкции (для придания герметичности и необходимой толщины). Заключительная фаза – нанесение на торец собранной конструкции вторичного слоя герметизации (силикона) и сушка изделий.
Чтобы получить максимальную защиту от холода и шума, специалисты советуют комбинировать в стеклопакете теплосберегающие стекла и заполнение инертным газом. Низкоэмиссионное стекло с теплоотражающим покрытием в сочетании с аргоном сокращает потери тепла на 21% по сравнению с простым стеклопакетом.
«Например, для климатических условий Московского региона оптимален однокамерный стеклопакет с аргоновым заполнением. Он включает два стекла разной толщины, одно из которых имеет низкоэмиссионное (теплоотражающее) покрытие – так называемое LOW E стекло. По теплосберегающим характеристикам такой стеклопакет лучше полуметровой кирпичной стены», – говорит Рафик Алекперов, технический директор компании ПРОПЛЕКС.
Далее на стенде остекления происходит установка стеклопакетов в рамы или створки и закрепление их при помощи штапиков из ПВХ. Штапики вбиваются пластмассовым или резиновым молотком несильными ударами (сначала короткие, потом более длинные). После чего на специальном стенде регулируются вертикально поставленные створки.
Заключительным этапом производства окна является обязательный контроль качества, происходящий на том же стенде остекления. Контроль качества осуществляется по утвержденному перечню параметров, который проверяет контроллер ОТК. В случае нахождения отклонений изделие возвращается на доработку.
Если же все показатели в норме, то окно направляется на склад готовой продукции для доставки клиенту.
Как мы убедились, процесс изготовления пластикового окна не столь прост, как могло показаться на первый взгляд. Опыт стран Западной Европы, где окна из ПВХ появились еще в 1960-х годах, показывает, что правильно изготовленное и грамотно установленное окно может при минимальном уходе прослужить 50 лет и более. То есть долговечность конструкции зависит от контроля качества сразу в трех сегментах производственной цепочки, начиная от производителя ПВХ-профиля, изготовителя оконных конструкции и заканчивая фирмой, занимающейся монтажом окон. Вот почему так важно выбирать продукцию авторитетных и хорошо зарекомендовавших себя производителей оконных компонентов и конструкций – их репутация станет гарантией долгой службы окна.
1 Рамный профиль — используется для создания основной конструкции (рамы), обычно идет по контуру всего окна.
2 Створка — сборочная единица оконного блока рамочной конструкции со светопрозрачным наполнением, соединенная с коробкой, как правило, посредством шарнирной или скользящей связи. Глухая (неоткрывающаяся) створка закрепляется в коробке неподвижно.
3 Импост — вертикальная стойка или горизонтальная перекладина, на которую опираются края створок.
4 Армирующий профиль — стальной (как правило — оцинкованный) усилительный элемент, находящийся внутри ПВХ-профиля и необходимый для придания жесткости оконной конструкции.
А. ЕРМАКОВА, компания ПРОПЛЕКС
Так что же происходит после того, как клиент посетил офис продаж, вместе с менеджером разработал и утвердил эскиз будущего окна и подписал договор на его изготовление и монтаж? В этом нам помогут разобраться специалисты компаний ПРОПЛЕКС (крупнейшего российского производителя теплосберегающего оконного ПВХ-профиля по австрийским технологиям) и «Симплекс» (производитель пластиковых окон). Вместе с экспертами для ознакомительной экскурсии мы отправились на заводы компаний в Подольск.
Профильный вопрос
Решающее значение для срока службы окна имеет качество рамы, которая собирается из ПВХ-профилей. Изначально для производства данного продукта готовится смесь. Кроме ПВХ, в нее входят модификатор прочности (придающий профилю пластичность и морозостойкость), стабилизаторы и смазки, гидрофобный мел (для прочности изделия), диоксид титана (в качестве красителя для светостойкости) и различные вспомогательные добавки (антипирены, пластификаторы и т.д.).
Соотношение этих компонентов определяет многие свойства будущего окна: долговечность, сохранение цвета, механическую прочность. Каждая фирма имеет свою уникальную формулу материала. Например, профильные системы компании ПРОПЛЕКС изготавливаются на основе смесей, разработанных фирмой Chemson (Австрия). Европейские специалисты создали рецептуру, учитывающую особенности нашего климата – резкие перепады температур и холодные зимы.
Из цеха смешения композиция поступает на следующий этап производства – в экструзионный цех. В нем в прямом смысле жарко: здесь одновременно работают сразу несколько линий по выпуску ПВХ-профилей. Технология их изготовления стандартна. Вначале сырьевая смесь поступает в экструдер (машина для размягчения материала и придания ему формы под давлением). Там масса нагревается до 180-200°С и пластифицируется. Затем она продавливается через специальный инструмент (фильеру), который придает расплаву полимера форму.
Потом масса поступает в калибратор. Он состоит из двух модулей – сухого и влажного. В первом выходящая из экструдера масса подвергается формовке и первоначальному охлаждению. За счет специальных водяных каналов от внутренних поверхностей изделий отводится тепло.
Окончательное охлаждение осуществляется во влажном модуле, где профиль целиком орошается водой. В этой области можно отметить разработку компании Technoplast. Это влажные калибраторы с вихревыми ваннами. Они позволяют уменьшить расход воды, требуемый на охлаждение, примерно на 50%. Все блоки резервуаров калибратора стандартизированы, что дает возможность применения одного и того же резервуара для различных типоразмеров профилей. Готовый профиль ламинируется прочной защитной пленкой, устойчивой к климатическим воздействиям.
Таким образом, изготовление профиля – это технологически сложное производство. На сегодняшний день ведущими поставщиками экструзионных линий на мировом рынке являются австрийские фирмы. Поэтому практически все крупнейшие производители ПВХ-профиля для окон используют оборудование австрийских компаний. Например, на заводе ПРОПЛЕКС применяются экструзионные линии и сопутствующий инструментарий от фирм Greiner, Gruber и Technoplast.
Далее следуют резка, упаковка и транспортировка продукции фирмам-переработчикам (непосредственным сборщикам оконных конструкций).
Рождение окна
Основные функциональные зоны завода по производству пластиковых окон – это обрабатывающий центр, объединенная зона сварки и зачистки, зона установки уплотнителей и фурнитуры, зона остекления и зона контроля. Есть также склад комплектующих и материалов и на выходе – склад готовой продукции. На «Симплексе» производственные и складские помещения занимают 19 500 м².
Как правило, разные производители светопрозрачных конструкций работают на различных профильных системах. Иногда одна компания может перерабатывать сразу несколько марок ПВХ-профиля. Все зависит от технологических возможностей фирмы и круга потребителей, которых изготовитель окон хочет охватить.
«Для производства окон мы используем ПВХ-профиль PROPLEX, и тому есть ряд причин, – говорит Сергей Чернышев, главный технолог компании «Симплекс». – Одна из них – тот факт, что по всей России установлено более 15 млн. окон PROPLEX. Этот производитель входит в пятерку лидеров рынка ПВХ-профилей по объемам продаж и узнаваемости среди потребителей».
Что касается непосредственно изготовления оконной конструкции, вначале устанавливаются необходимые параметры профильных изделий в соответствии с будущими размерами окна (с запасом на сварку 5-6 мм) и осуществляется резка профиля. На заводе «Симплекс» она выполняется на немецких обрабатывающих центрах Haffner и Federhenn. Рамный1 и створочный2 профили нарезаются под углом 45°, а профиль для импоста3 – 90°. В той же зоне нарезаются армирующие профили4, необходимые для усиления жесткости оконной конструкции. Для их изготовления используется оцинкованная сталь толщиной от 1,5 до 2 мм (в зависимости от вида профиля). Армирующий профиль помещается во внутреннюю камеру ПВХ-профилей и закрепляется саморезами.
Затем на тех же обрабатывающих центрах проводится фрезеровка и сверление в ПВХ-заготовках ряда конструкционных отверстий. Они необходимы для отвода воды, организации вентиляции и компенсации давления ветра. Так, например, в нижнем профиле рамы окна должно быть сделано как минимум два дренажных отверстия; в верхней части, в зависимости от ее длины, – два (до одного метра) или три (более одного метра). Максимальное расстояние между прорезями – 600 мм, их диаметр – не менее 6 мм.
Затем следует этап соединения профилей створок и рамы с помощью сварки. Для этого специалисты «Симплекс» используют автоматизированную линию немецкой фирмы Rotox с программным управлением, которая может выполнять до 12 функций.
На первом этапе четырехголовочный сварочный станок производит одновременную сварку четырех элементов периметра будущей рамы или створки. Покрытые тефлоном утюжки нагревают будущую поверхность сварки до определенной температуры, после эти поверхности с расплавленным ПВХ соединяются под давлением. Происходит процесс диффузионной сварки. В течение нескольких минут изделие остывает и затем поступает на центр зачистки, где автомат фрезой снимает внешний сварочный шов, придавая изделию более эстетичный вид. Производительность линии определяется длительностью процесса сварки, который занимает в среднем 100 секунд. За это время линия успевает зачистить предыдущую вышедшую конструкцию.
Далее по периметру створок и рамы устанавливаются уплотнители. Укладка производится вручную, причем не отрезками, а целым куском резины. Стыковка должна быть плотной и препятствовать проникновению воды. В торцах уплотнитель закрепляется специальным водостойким клеем. По словам специалистов ПРОПЛЕКС, наиболее эффективно двухконтурное уплотнение, которое выполняется в раме и створке. Материал уплотнителя должен быть устойчив к климатическим воздействиям. Хорошо зарекомендовали себя искусственный каучук (EPDM) и силикон.
Если есть необходимость, в раму вставляется импост и закрепляется саморезами. Потом на раму и створки устанавливается фурнитура. Стандартный комплект фурнитуры состоит из петель, ручек, ограничителей, предохранителей, фиксаторов, поворотно-откидных механизмов.
Качество фурнитуры очень важно для долговечности окна. У производителей данного элемента оконной системы налажена процедура жесткого контроля выпускаемой продукции. Проводятся случайная выборка изделий, замер геометрических параметров и их сравнение с техническими условиями.
Качество оконной фурнитуры определяется уровнем статических и динамических нагрузок, с которыми придется столкнуться изделию в ходе эксплуатации. Надежная фурнитура обеспечивает более 20 000 циклов открывания/закрывания.
Параллельно со сборкой оконных рам и створок в зоне остекления идет изготовление стеклопакетов. Согласно размерам, указанным в проектной документации, на специальных автоматических линиях происходит нарезка, мойка и сушка стекла. Отмеряются и нарезаются алюминиевые дистанционные рамки, необходимые для создания остова стеклопакета.
Затем внутрь перфорированных дистанционных рамок засыпается осушитель (влагопоглотитель) для абсорбции воды. Он представляет собой молекулярные сита, силикагель или смесь этих веществ. Следующим этапом идет сборка дистанционного контура. Рамки ручным способом соединяют между собой уголками. После чего наносится первичный слой герметизации (бутиловый шнур, жидкий бутил и т.п.).
Далее следует сборка стеклопакета. На дистанционный контур с двух сторон наклеивается стекло. И на столе для опрессовки комплектующей происходит обжим полученной конструкции (для придания герметичности и необходимой толщины). Заключительная фаза – нанесение на торец собранной конструкции вторичного слоя герметизации (силикона) и сушка изделий.
Чтобы получить максимальную защиту от холода и шума, специалисты советуют комбинировать в стеклопакете теплосберегающие стекла и заполнение инертным газом. Низкоэмиссионное стекло с теплоотражающим покрытием в сочетании с аргоном сокращает потери тепла на 21% по сравнению с простым стеклопакетом.
«Например, для климатических условий Московского региона оптимален однокамерный стеклопакет с аргоновым заполнением. Он включает два стекла разной толщины, одно из которых имеет низкоэмиссионное (теплоотражающее) покрытие – так называемое LOW E стекло. По теплосберегающим характеристикам такой стеклопакет лучше полуметровой кирпичной стены», – говорит Рафик Алекперов, технический директор компании ПРОПЛЕКС.
Далее на стенде остекления происходит установка стеклопакетов в рамы или створки и закрепление их при помощи штапиков из ПВХ. Штапики вбиваются пластмассовым или резиновым молотком несильными ударами (сначала короткие, потом более длинные). После чего на специальном стенде регулируются вертикально поставленные створки.
Заключительным этапом производства окна является обязательный контроль качества, происходящий на том же стенде остекления. Контроль качества осуществляется по утвержденному перечню параметров, который проверяет контроллер ОТК. В случае нахождения отклонений изделие возвращается на доработку.
Если же все показатели в норме, то окно направляется на склад готовой продукции для доставки клиенту.
Как мы убедились, процесс изготовления пластикового окна не столь прост, как могло показаться на первый взгляд. Опыт стран Западной Европы, где окна из ПВХ появились еще в 1960-х годах, показывает, что правильно изготовленное и грамотно установленное окно может при минимальном уходе прослужить 50 лет и более. То есть долговечность конструкции зависит от контроля качества сразу в трех сегментах производственной цепочки, начиная от производителя ПВХ-профиля, изготовителя оконных конструкции и заканчивая фирмой, занимающейся монтажом окон. Вот почему так важно выбирать продукцию авторитетных и хорошо зарекомендовавших себя производителей оконных компонентов и конструкций – их репутация станет гарантией долгой службы окна.
1 Рамный профиль — используется для создания основной конструкции (рамы), обычно идет по контуру всего окна.
2 Створка — сборочная единица оконного блока рамочной конструкции со светопрозрачным наполнением, соединенная с коробкой, как правило, посредством шарнирной или скользящей связи. Глухая (неоткрывающаяся) створка закрепляется в коробке неподвижно.
3 Импост — вертикальная стойка или горизонтальная перекладина, на которую опираются края створок.
4 Армирующий профиль — стальной (как правило — оцинкованный) усилительный элемент, находящийся внутри ПВХ-профиля и необходимый для придания жесткости оконной конструкции.
А. ЕРМАКОВА, компания ПРОПЛЕКС
