ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ та ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ
Неділя, 24.09.2017, 13:22
Меню сайту
Категорії розділу
Практичні роботи [8]
Кращі учнівські роботи [9]
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0
Головна » Статті » Практичні роботи

Практична робота №5

ТЕОРЕТИЧНИЙ БЛОК

1. ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ ПРИМІЩЕННЯ

Теплоізоляція будинку дозволяє не лише економити енергію, але й підвищує комфорт за рахунок підвищення температури повітря й стін, уникнення потоків повітря із зовні, можливості опалювати більше кімнат взимку.

Температура, яку відчуває людина, залежить від теплообміну із середовищем. Тому навіть якщо повітря в кімнаті прогріте до 19°C, а стіни холодні, людина відчуватиме більш низьку температуру і мерзнутиме.

Приклади того, як ми відчуваємо температуру.

Приклад 1: температура повітря в приміщенні 19°C, температура зовнішньої стіни 12°C, температура, яку ми відчуваємо - 15,5°C. Наслідок: прогріти повітря до 26°C, щоб відчути комфортну температуру 19°C.

Приклад 2: температура повітря в приміщенні 19°C, температура зовнішньої стіни 18°C, температура, яку ми відчуваємо - 18,5°C. Температура ізольованої стіни вища, тому 19°C достатньо, щоб людина почувалася комфортно.

Висновок: теплоізоляція дозволяє зберегти енергію, менше обігрівати повітря всередині приміщення й підвищити комфорт.

Приклад розв’язування задачі №1

Температура повітря в приміщенні 21°C, температура зовнішньої стіни 9°C.

Визначити температуру (T1), яку ми відчуваємо за заданих умов. До якої температури (t3) треба нагріти приміщення, щоб відчувати комфортну температуру 20°C.

2. ОСНОВИ ТЕПЛОВОГО РОЗРАХУНКУ

Теплопровідність - це передача тепла через масу матеріалу. Теплопровідність виникає, коли енергія безпосередньо переходить від одного предмета до іншого. Якщо ви розмішуєте суп у каструлі на плиті металевою ложкою, то ложка нагріється. Тепло передається з більш гарячої зони (супу) до більш холодної (ложки).

Метали - відмінні провідники теплової енергії. Деревина та пластик - ні. Такі «погані» теплопровідники називаються ізоляторами. Саме тому сковорідка, зазвичай, зроблена з металу, тоді як ручка - із деревини чи пластику.

Здатність матеріалів передавати тепло визначається їх теплопровідністю і позначається літерою λ (лямбда). Чим менше цей показник, тим більшу ізоляційну властивість має матеріал.

Розглянемо поняття «опору», що є протилежним до «провідності», і означає здатність матеріалу або набору матеріалів протидіяти передачі тепла.

Опір може вважатися характеристикою ефекту ізоляції. Він залежить від двох основних параметрів: провідності й товщини матеріалу. Це означає, що ефект ізоляції буде залежати від характеристики матеріалу та його товщини.

Отже, гарний утеплювач має низьку провідність і високий опір.

Теплоізоляція - це уникнення або скорочення переходу тепла із приміщення назовні.

Коли йдеться про стіни, то тепло втрачається, в основному, шляхом теплопровідності у матеріалах. Тому метод ізоляції передбачає зміцнення існуючої стіни матеріалом, що не є провідником.

Нам потрібен матеріал, що не проводить тепло. Найкращий ізолятор - це вакуум, який запобігає контакту між атомом матеріалу і атомами повітря. Але абсолютного вакууму на Землі немає, його створюють лише в умовах спеціальних наукових дослідів.

Метою ізоляційного матеріалу має бути, наскільки це можливо, наближення до стану вакууму.

Ефективний ізоляційний матеріал повинен мати малу питому вагу. Кожен матеріал має різний ізоляційний ефект, який залежить від його характеристик. Для визначення характеристик ви можете звертатися до маркування виробників або до зведеної таблиці «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 32-38).

Розглянемо ізоляційні властивості різних матеріалів. Визначити ефективність ізоляційного матеріалу можна за допомогою теплового опору R. Для прикладу припустимо, що нам необхідна стіна з тепловим опором R=5 мC/Ватт.

На малюнку показано, яка товщина матеріалу потрібна для досягнення бажаного показника.

Основні закономірності утеплення

*Запам’ятайте!

  1. Чим більше доступ до зовнішнього потоку повітря, тим скоріше втрачається тепло.
  2. Чим менше термальна провідність, тим більшу ізоляційну властивість має матеріал.
  3. Ефект ізоляції буде залежати від характеристики матеріалу та його товщини.
  4. Гарний утеплювач має низьку провідність і високий опір.
  5. Ефективний ізоляційний матеріал повинен мати малу питому вагу.
  6. Чим більша термальна маса, тим триваліше вона може протидіяти втраті тепла.
  7. Чим більша питома вага, тим вища термальна маса.

Методика розрахунку багатошарових стін

Зазвичай стіни складаються з шарів матеріалів із різною теплопровідністю. Для того щоб підрахувати загальну енергоефективність стіни, необхідно порахувати тепловий опір кожного шару і потім додати результат.
Візуальна презентація різних шарів та їх значень (піраміда шарів і ефективність) показано на малюнку.

Приклад розв’язування задачі №2

Для українського клімату при утепленні стін тепловий опір повинен відповідати значенню не менше R=5 м2ºС/Вт. Скориставшись зведеною таблицею «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 32-38), розрахуйте товщину стіни-утеплювача з матеріалу, що задано у Вашому варіанті.

№ вар.

Матеріал ізолятора

R

35

пінопласт ЕPS

5,5

Приклад розв’язування задачі №3

Для українського клімату при утепленні стін тепловий опір повинен відповідати значенню не менше R=5 м2ºС/Вт. Зазвичай стіни складаються з шарів матеріалів із різною теплопровідністю. Розрахуйте загальну ефективність стіни (Rеф), яка складається з декількох шарів матеріалів (для розрахунків скористайтеся зведеною таблицею «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 32-38)). Зробіть висновок, чи відповідає визначена ефективність стіни нормам теплозбереження.

№ вар.

Шари стіни

Товщина шару, см

35

цегла

пінопласт

цементний розчин

30

10

1

Завдання.

Використовуючи посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», самостійно опрацюйте питання:

  • Параметри комфорту приміщення (ст. 11-12).
  • Шляхи передачі тепла: теплопровідність, конвекція, радіація (ст. 13-17).
  • Види ізоляційних матеріалів (ст. 20-22).
  • Методи утеплення (ст. 22-25).

РОЗРАХУНКОВИЙ БЛОК

Постановка задачі.

Відповідно до варіанту завдання розв’язати задачі №1, №2, №3. Приклади розв’язування задач представлено у «Теоретичному блоці».

Задача №1

Температура повітря в приміщенні t1°C, температура зовнішньої стіни t2°C.

Визначити температуру (T1), яку ми відчуваємо за заданих умов. До якої температури (t3) треба нагріти приміщення, щоб відчувати комфортну температуру (T3) 18°C.

Варіанти завдань до задачі 1

№ вар.

Температура приміщення, t1

Температура стіни, t2

 

№ вар.

Температура приміщення, t1

Температура стіни, t2

1,11,21

18

10

 

6,16,26

23

8

2,12,22

19

9

 

7,17,27

24

12

3,13,23

20

18

 

8,18,28

25

11

4,14,24

21

13

 

9,19,29

26

16

5,15,25

22

16

 

10,20,30

27

13

Задача №2

Для українського клімату при утепленні стін тепловий опір повинен відповідати значенню не менше R=5 м2ºС/Вт.

Скориставшись зведеною таблицею «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 32-38), розрахуйте товщину стіни-утеплювача з матеріалу, що задано у Вашому варіанті.

Варіанти завдань до задачі 2

№ вар.

Матеріал ізолятора

R

№ вар.

Матеріал ізолятора

R

№ вар.

Матеріал ізолятора

R

1

рулони скловати

5

11

тирса

5

21

поліуретанова панель

6

2

мінеральна вата

5

12

волокна льону

5

22

пінопласт ЕPS

6

3

гіпсова панель

5

13

очерет

5

23

глина

6

4

полістирен XPS

5

14

корок

5

24

солома із захисним шаром глини

6

5

поліуретановий поролон

5

15

панелі конопляної вовни

5

25

гнучка панель із дерев’яного волокна

6

6

поліуретанова панель

5

16

рулони скловати

6

26

тирса

6

7

пінопласт ЕPS

5

17

мінеральна вата

6

27

волокна льону

6

8

глина

5

18

гіпсова панель

6

28

очерет

6

9

солома із захисним шаром глини

5

19

полістирен XPS

6

29

корок

6

10

гнучка панель із дерев’яного волокна

5

20

поліуретановий поролон

6

30

панелі конопляної вовни

6

Задача №3

Для українського клімату при утепленні стін тепловий опір повинен відповідати значенню не менше R=5 м2ºС/Вт. Зазвичай стіни складаються з шарів матеріалів із різною теплопровідністю.

Розрахуйте загальну ефективність стіни (Rеф), яка складається з декількох шарів матеріалів (для розрахунків скористайтеся зведеною таблицею «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 32-38)).

Зробіть висновок, чи відповідає визначена ефективність стіни нормам теплозбереження.

Варіанти завдань до задачі 3

№ вар.

Шари стіни

Товщина шару, см

 

№ вар.

Шари стіни

Товщина шару, см

1, 11

21, 31

цегла

пінопласт

30

10

 

6, 16

26

цегла

полістирен XPS

30

15

2, 12

22

32

цегла

ізоляція з целюлози

гіпсова плита

40

7

6

 

7

17

27

цегла

мінеральна вата гіпсова плита

30

8

6

3

13

23

цегла

ізоляція з целюлози

панель із дерев’яного волокна

35

8

5

 

8

18

28

цегла

ізоляція з целюлози

поліуретанова панель

40

8

5

4

14

24

цегла

рулони скловати гіпсова плита

40

7

9

 

9

19

29

цегла

тирса

пінопласт ЕPS

40

10

10

5

15

25

цегла

поліуретановий поролон

40

8

 

10

20

30

цегла

панелі конопляної вовни

45

10

КОНТРОЛЬНИЙ БЛОК

Дайте відповіді на запитання.

  1. Перелічіть параметри комфорту перебування людини у приміщенні.
  2. Дайте визначення поняттю «теплопровідність». Наведіть приклад сильних та слабких провідників теплової енергії.
  3. Дайте визначення поняттю «опір». Від яких основних параметрів залежить опір?
  4. Що таке «термальний міст»?
  5. Дайте визначення поняттям: «теплопровідність», «конвекція», «радіація».
  6. Дайте визначення поняттю «термальна маса».
  7. Дайте коротку характеристику основним типам ізоляції.
  8. Опишіть критерії екологічної ізоляції,
  9. Яких пошкоджень можуть зазнавати ізоляційні матеріали?
  10. Ви вирішили утеплити свій будинок. Запишіть алгоритм здійснення утеплення.
  11. Дайте коротку характеристику внутрішній ізоляції: шари, переваги, недоліки.
  12. Дайте коротку характеристику зовнішній ізоляції: шари, переваги, недоліки.
  13. Дайте коротку характеристику розподіленій ізоляції: шари, переваги, недоліки.
  14. Перелічіть екологічні ізоляційні матеріали.
  15. Перелічіть синтетичні ізоляційні матеріали.
  16. Запишіть розрахункову формулу теплового опору, опишіть усі величини.
  17. Перелічить основні закономірності утеплення.

ТВОРЧИЙ БЛОК

Використовуючи знання та вміння з інформатики та інформаційних технологій, створіть рекламний проект (буклет, проспект, публікацію, рекламну листівку, рекламний ролик тощо) на одну із тем: «Методи утеплення будинків»; «Клаптикове утеплення»; «Утеплюючі матеріали»; «Екологічне утеплення» тощо.

Електронний варіант надішліть викладачу на електронну пошту (metodkabvpu7@yandex.ua), на уроці надайте друкований варіант (для друкованих видань).

Категорія: Практичні роботи | Додав: vpu7 (17.12.2016)
Переглядів: 166
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Вхід на сайт
Кошик
Ваш кошик порожній
Пошук
Друзі сайту
  • uCoz Community
  • uCoz Manual
  • Video Tutorials
  • Official Template Store
  • Best uCoz Websites