Зимнее время года не должно быть экстремальным и застигнуть вас врасплох. В устройстве теплоизоляции дома не должно быть «узких мест». Вода в трубах не должна замерзать, а при отключении газа или электричества дом должен сохранять накопленное тепло как можно дольше. Никакие сбои не должны останавливать жизнь в загородном коттедже.
Немного физики. Передача тепла всегда осуществляется при соприкосновении двух физических тел до тех пор, пока их температура не сравняется. Желательна передача тепла от батареи к окружающему воздуху, для нагрева помещения и нежелательна, когда тепло рассеивается, например, выходит наружу через дверь или окно. Разные материалы в строительстве обладают разной теплопроводностью. Надо сказать, что теплопроводность это способность тела аккумулировать и ли отдавать тепло. Например, металл обладает настолько высокой теплопроводностью, что отвод тепла происходит значительно быстрее, чем его поступление. Пенопласт же, напротив, вследствие своей малой теплопроводности не дает теплу уходить. Благодаря этим свойствам пенопласт всегда теплый, а металл напротив, холодный. Лучший материал для устройства теплоизоляции тот, у кого меньше коэффициент теплопроводности. Хотя теплопроводность можно уменьшить, увеличивая толщину слоя материала. Чем легче материал, тем больше в нем пустот, заполненных воздухом, из чего следует его низкая теплопроводность. Помимо всего прочего на теплопроводность любого вещества, в том числе и строительного материала, влияет его влажность. При замещении водой воздуха в порах материала теплопроводность увеличивается, да и процесс испарения жидкости с поверхности стены или кровли отбирает большое количество тепла.
Выбор материала с точки зрения теплопроводности. Снова физика. Давно уже канули в лету те времена, когда, выбирая материал для строительства, мы руководствовались его близостью и возможностью доставки. На сегодняшний день чаще всего принцип выбора основывается на ценовой доступности и качестве. Далее идут его эстетические свойства, престиж и практичность. С точки зрения теплопроводности, например дерево предпочтительнее кирпича, т.к. теплопроводность дерева меньше. Стена из дерева в 15 см равна кирпичной стене в 62 см. Достижение тепла в доме при более узких стенах достигается усиленным отоплением, а это может привести к экономическому кризису в рамках отдельно взятой семьи. Если отойти немного от физики, то кирпич однозначно вызывает доверие и проверен многими поколениями на экологичность, шумоизоляцию, износостойкость и долговечность. Деревянные дома быстро возводятся и дерево, как сказано выше обладает нужным коэффициентом теплопроводности. В дополнение к плюсам – легкость конструкции и простота ремонта. Минусы есть, например требования дополнительной защиты от гниения, но к нашей физике это отношения не имеет.
Но на сегодняшний день выбор материала для стен дома не ограничивается деревом и кирпичом. И это радует. При строительстве дома можно использовать все достижения мировой строительной индустрии последних лет – панели, пенобетон, цементные, керамзитобетонные или шлакобетонные блоки. С точки зрения теплоизоляции такой дом получит оценку 5 с плюсом. Стена этого дома равна по теплопроводности двухметровой кирпичной стене. Минус – только цена. Панели типа «сэндвич» — один из новейших материалов. Хорошая теплоизоляция достигается использованием в качестве утеплителей специальных материалов из минеральной ваты, пенополиуретана или пенополистирола. Эти панели используются при строительстве быстровозводимых зданий из ЛМК и привлекают свом дизайном. А физические свойства утеплителя как нельзя лучше сохраняют тепло в вашем доме.
Сегодня активно раскручивается «тёплая краска», по уверениям продавцов, решающая все проблемы теплоизоляции разом. Есть в этом материале рациональное зерно или такая шумиха всего лишь маркетинговая уловка?
Всё ли гениальное, что просто?
В информационном пространстве вокруг жидкой керамической теплоизоляции (иногда ещё называемой «тёплой краской») уже несколько лет идут нешуточные сражения. С одной стороны «апологеты прогресса», продающие «новейший» материал, с другой «консерваторы», защищающие интересы производителей «традиционных» теплоизоляционных материалов. Эти два воинствующих лагеря, по большому счёту, обвиняют друг друга в сугубо корыстных мотивах восхваления или, наоборот, дискредитации нового класса изоляционных покрытий.
Насколько искренни оппоненты? Докопаться до истины подчас непросто. Обе стороны подключают профильные НИИ (научно-исследовательские институты), которые то подтверждают уникальные свойства жидкой теплоизоляции, то опровергают свои же заключения. Порой дело доходит до применения «крупных калибров», наподобие выступления Дмитрия Анатольевича в бытность президентом в 2010 по поводу эффективности жидко-керамических покрытий (ЖКП): «Снижение энергопотерь, процентов, наверное, на 30, просто за счёт того, что чуть-чуть подкрасили, — это удивительно просто». Мощнейший рекламный напор весьма эффективен, темпы роста продаж материалов этого типа впечатляют.
И действительно, как сдержать соблазн, когда рецепт «счастья» весьма незатейлив. Купил банку особенной краски, покрасил, где только можно и наслаждайся теплом. Вспоминая трудоёмкий процесс теплоизоляции кровель и фасадов классическим способом, понимаешь причину огромного интереса. Так что психологически воздействие на потребителей выверено точно. Однако почему-то подавляющее большинство специалистов относятся к теплоизоляционным свойствам данного класса материалов, мягко говоря, скептически.
Учат в школе, учат в школе.
Как работают теплоизоляционные материалы с точки зрения науки? Из физики известно, что тепло имеет свойство передаваться от более нагретых предметов (или их частей) менее нагретым. Причём передаваться оно может лишь тремя способами.
Прямой контактный метод передачи теплоты называется КОНДУКЦИЯ. Прикладывая руку к батарее или взяв долго пробывшую в огне кочергу, можно почувствовать тепло (порой обжигающее) металла. Перенос тепловой энергии в этом случае происходит за счёт кинетической энергии молекул и атомов и характеризуется таким показателем, как теплопроводность материала. Чем он меньше, тем выше теплоизоляционные свойства. Кстати, львиная доля тепловых потерь ограждающих конструкций зданий происходят как раз за счёт теплопроводящей способности строительных материалов. Именно металлы за счёт своей плотности и обладают наивысшей теплопроводностью. На другом конце шкалы, естественно, вакуум. То есть абсолютно разрежённое пространство, с нулевой теплопроводностью. В качестве примера можно взять обычный термос. Из его колбы откачивают воздух. Конечно, до вакуума далеко, да он и не нужен — эффект и так очевиден.
На этой же схеме основана работа абсолютно любого теплоизоляционного материала. Поэтому, например, пенопласт и минвата чуть ли не на 100% состоят из воздуха. Что может быть эффективнее его? Разве что инертный газ ксенон с самым низким из возможных показателем теплопроводности 0,0057 (у воздуха 0,024-0,026). Коэффициент обозначается λ и измеряется в Вт/(м*К). Однако потери тепла не ограничиваются лишь теплопроводностью.
Мы повсеместно сталкиваемся с таким эффектом, как КОНВЕКЦИЯ. Передача тепла в этом случае подразумевает наличие промежуточной среды, которая транспортирует тепло из одного места в другое потоками самого вещества (жидкости, газы). Например, держа руку над батареей отопления, можно почувствовать поток нагретого воздуха, который путём конвекции разносит тепло по комнате. А горячие газы, образующиеся в результате горения топлива, передают свою энергию металлическому теплообменнику котла.
Ну и, наконец, тепловое ИЗЛУЧЕНИЕ. Лучистое тепло передаётся окружающим предметам безо всякого контакта с тепловым источником. Так Солнце согревает нашу планету. Его также можно почувствовать, протянув ладони к открытому огню или держа их сбоку от радиатора отопления. Подобный тип теплопередачи обладает следующей особенностью. Загородись от источника тепла хоть листом бумаги или зайди в тень — и воздействие излучения прекратится. Теперь, освежив в памяти курс физики и включив логику, можно начинать разбираться в сути работы теплосберегающей краски.
Прорывные теплоизоляционные технологии
Когда слышишь утверждение, что 1 мм некоего «нанопокрытия» удерживает тепло лучше, чем 50 мм самой эффективной на данный момент теплоизоляции, отказываешься верить своим ушам. Ведь законы физики незыблемы, поэтому малая толщина самого наикосмического материала подобного эффекта создать не может. Разве что производитель накачал свои керамические сферы антиматерией. Но вот тебе демонстрируют, как на незащищённой половинке утюга вскипает вода, при этом к окрашенной тёплой краской поверхности того же утюга можно спокойно прикасаться рукой (такими роликами интернет переполнен). Мозг приказывает поверить тактильным ощущениям: вот рождение будущего теплоизоляции, вот решение всех проблем находящейся под санкциями отечественной экономики! Отчего ж терзают смутные сомнения?
С одной стороны, подобные материалы известны уже пару десятилетий. И если бы идея была абсолютно несостоятельной, то давно сама себя изжила. Ан нет, развивается и живёт, получая хвалебные отзывы и, что важнее, всё новые коммерческие контракты. И это на Западе, где расходы и прибыли считать точно умеют. Значит работает материал, иначе бы крупные концерны по судам производителя затаскали.
Однако, опять же, повального применения жидко-керамических покрытий тоже не заметно. Могли же за столько лет наладить массовый выпуск. Ведь, если верить заявляемым некоторыми российскими продавцами характеристикам (1-2 мм теплокраски заменяют 5-10 см традиционного утеплителя), открытие явно тянет на Нобелевскую премию. Но её нет. Мешает глубокая коррумпированность Нобелевского комитета? Тоже вариант, учитывая данную Бараку Хусейновичу Обаме премию мира. Логика подсказывает, что истина находится где-то посередине.
Проектная задача «Теплый дом» (физика)
Описание разработки
Люди с древних времен строят жилища, в которых можно укрыться от холода и изменчивых погодных условий. Если стены здания тонкие, в дверях и окнах имеются щели, то тепло быстро уходит в окружающую среду.
Планируется строительство нового дома, примените свои знания и разработайте рекомендации строителям, для предохранения здания от нежелательного теплообмена с окружающей средой.
В рамках работы над проектом «Рекомендаций строителям дома», вам предлагается выполнить ряд специальных заданий. В итоговый текст должны войти результаты выполнения этих заданий, а также ваши собственные предложения и идеи.
В настоящее время строительная индустрия развивается в направлении создания теплосберегающих строительных материалов. Наиболее перспективными материалами считаются ячеистые бетоны и бетоны на легких заполнителях.
Группу физических свойств физических материалов составляют, во-первых, параметры физического состояния материалов и, во-вторых, свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относятся плотность и пористость материала, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглащение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение).
Пористостью, называется отношение объема пор к общему объему материала.
Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах, начиная от О (сталь, стекло) до 95% (пенобетон). Энергосберегающие (теплосберегающие) строительные материалы обладают высокой пористостью.
Водопоглощением материала называется его способность впитывать и удерживать в своих порах воду. Водопоглощение всегда меньше пористости.
Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
Морозостойкость материала зависит от плотности и степени заполнения водой.
Морозостойкость имеет большое значение для стеновых материалов, которые подвергаются попеременному воздействию положительной и отрицательной температуры.
Чем больше пористость и меньше средняя плотность, там хуже материал проводит тепло, что очень существенно для наружных стен и покрытий. Такие материалы называются теплоизоляционными материалами (минеральная вата, полистирол, пенобетон). Они применяются для утепления стен и покрытий. Значительно возрастает теплопроводность материала с увлажнением.
1. Предположите, как взаимосвязаны плотность и пористость материалов, пористость и теплопроводность, пористость и морозостойкость?
2. Сравните свои предположения с табличными данными.
2. Попытайтесь связать разность средней и истинной плотности с пористостью и дать определение этим величинам.
3. Предположите, как меняются у материала в результате насыщения водой плотность, теплоемкость и теплопроводность.
Прочитайте определения теплопроводности, выделите, что в этих определениях видимое, а что мыслимое. Что отличает эти определения?
Теплопроводностью называется способность материалов проводить тепло.
Теплопередача происходит из-за перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал.
Теплопроводность — это способность вещества переносить тепловую энергию, а также количественная оценка этой способности.
Теплопроводность — это способность материала передавать тепло от одной своей части к другой в силу теплового движения молекул. Передача тепла в материале осуществляется кондукцией (путем контакта частиц материала), конвекцией (движением воздуха или другого газа в порах материала) и лучеиспусканием.
Решите следующие качественные задачи.
1. Летом воздух в доме нагревается разными способами: через стены, через отрытое окно, в которое входит теплый воздух, через стекло. С каким видом теплопередачи мы имеем дело в каждом случае?
2. Почему летом в каменных строениях прохладнее, чем в деревянных?
3. Почему стеклопакеты существенно лучше сохраняют тепло, чем обычные окна?
4. Почему оконные стекла начинают замерзать внизу раньше, чем сверху?
5. Зачем при отделке домов в щели задувают пену, которая, затвердевая, образует пористую структуру?
Для того чтобы прогреть комнаты дома необходимо затратить 66000 кДж тепла. Из скольких кирпичей должна быть сложена печь, если при остывании ее от 70 до 20 С выделяется необходимое тепло. Масса одного кирпича 5 кг. Сколько при этом сгорает каменного угля? Удельная теплоемкость кирпича 880 Дж/кг С, удельная теплота сгорания каменного угля 30 МДж.
Напишите «Рекомендации строителям по применению теплосберегающих материалов».
Содержимое разработки
Проектная задача «Теплый дом»
(Физика 8, тема «Тепловые явления»),
автор — учитель физики МБОУ лицей имени В.Г. Сизова г. Мончегорска Мурманской области
Махмудова Валентина Дмитриевна
Люди с древних времен строят жилища, в которых можно укрыться от холода и изменчивых погодных условий. Если стены здания тонкие, в дверях и окнах имеются щели, то тепло быстро уходит в окружающую среду.
Планируется строительство нового дома, примените свои знания и разработайте рекомендации строителям, для предохранения здания от нежелательного теплообмена с окружающей средой.
В рамках работы над проектом «Рекомендаций строителям дома», вам предлагается выполнить ряд специальных заданий. В итоговый текст должны войти результаты выполнения этих заданий, а также ваши собственные предложения и идеи.
В настоящее время строительная индустрия развивается в направлении создания теплосберегающих строительных материалов. Наиболее перспективными материалами считаются ячеистые бетоны и бетоны на легких заполнителях.
Группу физических свойств физических материалов составляют, во-первых, параметры физического состояния материалов и, во-вторых, свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относятся плотность и пористость материала, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглащение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение).
Пористостью, называется отношение объема пор к общему объему материала.
Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах, начиная от О (сталь, стекло) до 95% (пенобетон). Энергосберегающие (теплосберегающие) строительные материалы обладают высокой пористостью.
Водопоглощением материала называется его способность впитывать и удерживать в своих порах воду. Водопоглощение всегда меньше пористости.
Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
Морозостойкость материала зависит от плотности и степени заполнения водой.
Морозостойкость имеет большое значение для стеновых материалов, которые подвергаются попеременному воздействию положительной и отрицательной температуры.
Чем больше пористость и меньше средняя плотность, там хуже материал проводит тепло, что очень существенно для наружных стен и покрытий. Такие материалы называются теплоизоляционными материалами (минеральная вата, полистирол, пенобетон). Они применяются для утепления стен и покрытий. Значительно возрастает теплопроводность материала с увлажнением.
1. Предположите, как взаимосвязаны плотность и пористость материалов, пористость и теплопроводность, пористость и морозостойкость?
2. Сравните свои предположения с табличными данными. 
В нашем регионе около 7 месяцев в году температура наружного воздуха ниже комфортной отметки. Поэтому нам приходится «подогревать» дом изнутри. И от этого никуда не деться. Вспомним древние замки, в которых топили исключительно в нескольких жилых комнатах. Для этих целей в этих помещениях строили камины и печи. А переходы между залами оставались холодными и сырыми. На сегодняшний день ничего принципиально не изменилось – тепло будет только там, где есть источник тепла.
Увы, каждый трактует «утепление» по-своему. Конкретный пример ошибочного подхода: человек захотел расширить комнату на площадь примыкающей лоджии. «Зимой температура в жилой комнате отапливаемого панельного дома стояла на уровне 21°С. Температура на открытой лоджии была уличная — -20°С. Лоджию утеплили по всем правилам, поставили качественный стеклопакет и разобрали балконную дверь. В комнате стало заметно холоднее — 18°С. Почему?».
Дело в том, что батарея в комнате продолжает работать с первоначальной мощностью, но теперь уже на большую площадь. Из-за этого температура в помещении становится ниже. В результате требуется установка дополнительных секций радиатора для компенсации увеличенного расхода тепла. Как видите, дело не в утеплителе: чем больше отапливаемая площадь, тем более мощный требуется «генератор» тепла.
Миф второй. Чтобы было тепло, нужно просто утеплить стены.
Утепление любой стены (и даже всех сразу) не принесет ожидаемого результата, даже если увеличить ее толщину в несколько раз. Здесь кроется еще одна типичная ошибка. Дело в том, что для качественного утепления требуется создание замкнутого теплового контура из шести плоскостей: пол, четыре стены и потолок. Многие забывают «замыкать контур», не выполняя полноценную теплоизоляцию полов или потолков, а за плохой результат винят «холодные стены».
Наглядный пример: наш читатель Георгий потратил значительную сумму на утепление фасада, при том, что кровля дома осталась защищена лишь тонким слоем керамзита. Утепление кровли спасло бы хозяина от «ледяных стен» даже без усиления их непосредственного утепления.
Еще одним примером «разгерметизации» теплового контура является пристроенный к дому холодный гараж. Благодаря примыкающим «теплым» стенам он находится в комфортной среде +5°С — как техническое подполье в старых домах. В этом случае требуется выполнить замкнутый тепловой контур, утеплив лишь внутренние конструкции дома, примыкающие к гаражу.
Гараж с полноценным отоплением — экономические нецелесообразен, поскольку топить его придется постоянно, а находиться хозяин в нем будет лишь время от времени. Поэтому проще и правильнее установить в гараже тепловую пушку, которая быстро прогреет помещение в случае надобности.
Миф третий. Расход теплоносителя напрямую зависит от толщины утеплителя.
Самую большую долю тепла мы теряем в системе вентиляции – порядка 36%. Но никуда от этого не деться: по санитарным нормам требуется, чтобы в комнате был постоянный приток свежего воздуха. Если его перекрыть, дышать станет сложно за счет уменьшения количества кислорода и увеличения доли углекислого газа. Поэтому любое помещение необходимо проветривать. Санузлы и кухни требуют еще более активной вентиляции.
Естественная вентиляция «вытягивает» все тепло из комнаты в среднем за 4 часа. Отработанный теплый воздух просто выбрасывается из помещения на улицу. Чтобы компенсировать потерю тепла, радиаторам приходится обогревать его вновь и вновь… Что выливается в дополнительные затраты. Но выход есть. В современной системе рекуперации отработанный теплый воздух используется для обогрева свежего, уменьшая, тем самым, потери, связанные с вентиляцией.
На втором месте стоят окна и двери – сквозь них «утекает» около 20% тепла. В обычной системе естественной вентиляции неплотности проемов являются местом притока свежего воздуха. А полная герметизация окон приводит к переувлажнению стен и образованию плесени в помещениях. Сами стеклопакеты пропускают солнечный свет и отдают часть тепла из-за происходящей внутри них конвекции воздуха. В результате, окна «держат» тепло в два-три раза хуже стен.
Далее идут стеновые ограждающие конструкции: стены – 18%, подвал – 17%, крыша – 12%. Даже рассматривая их вместе, мы получаем менее половины всех тепловых потерь здания. Таким образом, утепление стен – это одна из составляющих тепловой модернизации, но не обязательно ее основная часть.
Очень часто приходится сталкиваться со зданиями, в которых холодно не из-за неправильно подобранного утеплителя (или его недостаточной толщины), а из-за проблем с вентиляцией или окнами. Одним из свежих примеров необоснованного утепления можно назвать объект Владимира из Житкович. Утеплив дом, хозяин не почувствовал результата: проблема оказалась не в стенах, а в окнах, которые стоило заменить в первую очередь.
Рассмотрев несколько практических примеров, можно убедиться, что утепление является ключевым аспектом при строительстве. Грамотно созданный тепловой контур позволит заказчику экономить энергоресурсы на протяжении всей жизни. Однако не следует переоценивать эффективность теплоизоляции: правильная эксплуатация дома не менее важна. Скажем, оставив открытыми окна и двери, можно выпустить в разы больше тепла, чем пройдет через стены, пол и крышу… Поэтому в большинстве случаев инвестиции в современную приточно-вытяжную вентиляцию окупятся быстрее, чем лишние 5 см утепления. Но это — тема для отдельной статьи.
ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ? ЗАДАЙТЕ ИХ ЭКСПЕРТАМ, БЕСПЛАТНО! ВСТУПАЙТЕ В НАШУ ГРУППУ И СПРАШИВАЙТЕ СОВЕТА У ПРОФЕССИОНАЛОВ!
С физикою строим дом, нам удобно будет в нём
 С физикою строим дом, нам удобно будет в нём. С физикою строим дом, нам удобно будет в нём. Киселева Надежда Владимировна, учитель физики МОУ « Талицкая СОШ» Урок систематизации и обобщения изученного материала Формирование компетентности в области приобретения знаний из различных ов: учебника, дополнительной литературы, Интернета, рассказа сверстника Формирование компетентностей в области обработки информации для предоставления её в различных видах. Повторение и систематизация знаний по темам «Тепловые явления», «Электрические явления» , «Световые явления» — установить роль и место механизмов теплопередачи в переносе энергии в доме; — проанализировать пути тепловых потерь жилого дома, установить их причины; — выявить эффективный способ теплоизоляции с учётом механизма тепловых потерь. — определить роль и место комбинированного освещения дома — проанализировать пути экономии электрической энергии за счет рационального использования источников света. — проектирование электропроводки дома с учетом электробезопасности дома -способствовать развитию интереса к изучению физики через практическую значимость изучаемых тем -развивать речь учащихся через организацию диалогического общения на уроке; -формирование умения анализировать информацию, сравнивать, обобщать; интегрировать знания из разных предметов. — воспитывать чувство ответственности, культуру умственного труда; — способствовать воспитанию любознательности, культуры научного труда через усвоение научной информации, экологической культуры Примечание к уроку Подготовка к уроку (домашнее задание предыдущего урока) Необходимость проведения урока обобщения и систематизации знаний обусловлена необходимостью учитывать тепловые, электрические и световые явления при строительстве дома или дизайнерской деятельности при смене интерьера. Учащимся необходимо свободно владеть пройденным материалом, легко ориентироваться в его структуре, чтобы применять знания на практике. Основную часть урока занимает работа в группах, на которые предварительно разбиваются учащиеся с учетом интересов Урок проводится в компьютерном классе, подключенном к Интернету. Данный урок позволяет повысить интерес к работе на уроке, способствует активизации внимания и логического мышления. Повторение видов теплопередачи, источники света, схемы электропроводки Время реализации урока Необходимое оборудование и материалы ПК учителя, мультимедийный проектор, подключение к Интернет. Дидактическое обеспечение урока Рабочая тетрадь, учебник, справочная таблица «Теплопроводность некоторых веществ» Список учебной и дополнительной литературы Учебник Перышкин А.В. Физика 8 класс. – М.: Дрофа, 2007г. Уроки физики с использованием информационных технологий. 7-11 классы. Методическое пособие. – М.: Издательство «Глобус», 2010г. Журнал «Физика в школе», №7 за 2012г. Ход и содержание урока, деятельность учителя и учеников. Творческая работа по выполнению проектов с использованием ресурсов Интернет, деятельно -творческий характер заданий Подробное описание всех этапов урока Ребята, мы с вами и сегодня нам необходимо вспомнить основные понятия по данной теме. А начну я наш урок со сказки: Когда-то давным-давно жил-был на свете один человек. Он построил себе дом. Не из дерева, не из камня, а из обыкновенного стекла. А потом, уходя, по забывчивости хлопнул дверью — дом разлетелся вдребезги: ведь стекло хрупкое. Построил себе этот человек другой дом: не из дерева, не из камня, не из стекла — из воска слепил — Солнце пригрело пожарче — дом и потек, растаял, превратился в вязкую массу: ведь воск легко плавится. Тогда этот человек сделал еще один дом: не из дерева, не из камня, не из стекла, не из воска — из бумаги склеил его. Как только подул ветер сильный, легкий бумажный домик поднялся в воздух и улетел. Где он теперь — никто не знает. Вот каким неудачником был тот человек! А почему? Он не думал о свойствах материалов, из которых строил свое жилище, не думал и о свойствах построек; ему, наверное, было и невдомек, что могут быть дома, в которых очень холодно, и такие, где неимоверно жарко. Впрочем, такого человека, возможно, и не было на свете. Скорее всего, это просто сказка. Учитель: А вот люди, живущие в степях, пустынях, в условиях вечной мерзлоты, строят такие дома. Иглу– зимнее жилище канадских эскимосов. Он построен из больших снежных глыб. Юрта – переносное жилище тюрков, имеет конусообразную форму и порыто войлоком Вигвам – жилище лесных индейцев, покрыто ветками, корой, циновкой Сакля – русское название жилище кавказских горцев. Я хочу предложить вам «построить» свой дом, в котором будет тепло и комфортно. 2.Актуализация опорных знаний Какие явления нам необходимо знать для построения удобного дома? ( Тепловые, электрические, световые) А хорошо ли вы их знаете ? Тест (приложение 1) Давайте составим карту мыследеятельности. 1.Какими профессиями должен в совершенстве обладать человек, желающий построить комфортный дом? 2. какие учебные предметы должны знать учащиеся для применения при построении дома? 3. какие физические явления нам пригодятся на уроке? Сегодня класс разделим на группы, ( строители, теплотехники, электрики, дизайнеры освещения) Учитель: каждая группа должна создать проект по своему направлению 1.строители. О чем нужно представить им проект? — Из каких материалов строили дома на Руси? — Как вы думаете почему? При затруднении предлагает учащимся обратиться к слайд-шоу. Нажатием на подчеркнутые термины – гиперссылки, отправляющие к ЦОР: 1)слайд-шоу «Теплоизоляционные материалы» http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/97870cc2-f514-4501-bbe8-72673f318c0a/8_89.swf , 2) слайд-шоу «Образование ветра» 2.теплотехники — О чем нужно представить им проект? (ребята: О том , как поставить обогревательные приборы, какие приборы, как утеплить окна) . Учитель: верно, их проект можно назвать примерно так «Тепловые потери в доме и способы их устранения» Электрики — «Приборы учета и способы уменьшения расходов на электроэнергию» Дизайнеры – осветители «Энергоэффективные дома» 3.Применение знаний, полеченных ранее, в различных ситуациях Работа в группах Представление проектов в виде докладов, 4. Закрепление полученных знаний(5мин.) 1. В каком доме теплее зимой, если толщина стен одинакова? Теплее в деревянном доме, так как дерево содержит 70% воздуха, а кирпич 20%. Воздух — плохой проводник тепла. В последнее время в строительстве применяют «пористые» кирпичи для уменьшения теплопроводности. 2. Почему оконные рамы делают двойными? 3. Перечислите основные тезисы, услышанные на уроке. Как построить удобный дом? Рефлексия деятельности на уроке (2 мин) Подведение итогов урока (3 мин.) Оценить уровень усвоения знаний учащихся можно с помощью продолжения предложений Сегодня я узнал…. Я ничего не узнал… У меня получилось… У меня не получилось.. Урок дал мне для жизни… Оценивание работы учащихся( средняя оценка из трёх) 1.Оценка работы в группе ( ставят члены группы) 3.Оценка за тест Учитель: Дома бывают разными, люди научились их строить тёплыми и комфортными, но только ли такое тепло наполняет настоящий дом? Я прочитаю вам стихотворение, а вы подумайте, о чём в нём речь. Мимо текла река… Плыли куда-то облака… Была дорога нелегка. И человек мечтал о том, Чтобы построить где-то дом, Чтоб поселилось счастье с ним Дом, как известно всем давно, – Это не стены, не окно, Даже не стулья со столом – Дом – это там, куда готов Ты возвращаться вновь и вновь, Яростным, добрым, нежным, злым, Дом – это там, где вас поймут, Там, где надеются и ждут, Где ты забудешь о плохом, – Итак, сегодня на уроке мы, применив знания о видах теплопередачи, рассмотрели основы строительства теплого дома. А я хочу пожелать вам, ребята, чтобы ваши дома никогда не покидало душевное тепло. Рефлексия деятельности на уроке Тест Приложение 1 На каком способе теплопередачи основано водяное отопление? Какой дом теплее – деревянный или кирпичный, если толщина стен одинакова? Какое из веществ обладает наибольшей теплопроводностью? Какой способ теплопередачи осуществляется при хранении продуктов в погребе? Какие виды источников освещения существуют? А) естественные и Солнце Б) искусственные и естественные В) лампа, Луна , Солнце. 6. Виды соединения проводников? Примерные доклады по проектам. группа строителей — Помните английскую сказку «Три поросёнка», где каждый из братьев Ниф-Ниф, Нуф-Нуф, Наф-Наф построил свой дом Первый из соломы, второй – из веток, третий – из камня. Да, строительство дома – дело серьёзное. Прикройте глаза и представьте, какой бы вы хотели иметь свой дом. Скорее всего, это большой красивый и в то же время уютный и теплый, в котором можно было бы прожить семьёй долго-долго лет! А как сделать дом тёплым и безопасным для здоровья. Мы проанализировали таблицы. Таблица 1. Теплопроводность древесины (при 20–30°C) Материал Теплопроводность, ?, 10-3 Вт/(м•К) Береза 0.15 Дуб (поперек волокон) 0.20 Дуб (вдоль волокон) 0.4 Ель 0.11 Кедр 0.095 Клен 0.19 Лиственница 0.13 Сосна (поперек волокон) 0.15 Сосна (вдоль волокон) 0.40 Тополь 0.17 Таблица 2. Теплопроводность строительных материалов (при 20–30°C) Материал Теплопроводность, ?, 10-3 Вт/(м•К) Бетон 700 — 1300 Войлок строительный 44 Железобетон 1550 Кирпич красный 450 — 650 Кирпич силикатный 800 Кирпич шлаковый 580 Раствор цементный 470 Раствор цементно-песчаный 1200 Рубероид 170 Стекловата 52 Стекловолокно 40 Толь бумажный 230 Фанера 150 Шлакобетон 700 Штукатурка сухая 790 Засыпка из опилок 93 Засыпка из стружки 120 Засыпка из шлака 190 — 330 Мы пришли к выводу, что лучше всего построить дом деревянный из сосны, так как такой дом будет экологически чистым и теплым. Вставим стеклопакеты. С незапамятных времён человек стремился к комфорту. Тепло — это одна из важнейших его частей. Оптимальной для человека считается температура около 22С, и отклонения от неё всего лишь в 2С в обе стороны вызывают чувство дискомфорта. Чтобы в доме всегда было тепло, его нужно защитить от теплопотерь, а для этого дом нужно утеплить. Выделяют 5 основных видов теплопотерь в доме: 1.Через дымоход или вентиляцию – 10%. Этот вид теплопотерь неизбежен, поскольку движение воздуха за счёт конвекции остановить невозможно. 2.Через крышу – 20%. Теплопотери через крышу невелики. Утеплять нужно не саму крышу (она должна остаться холодной, иначе образуется наледь), а чердачные перекрытия. Тепломатериалы, используемые для утепления крыши должны быть покрыты фольгой со стороны тёплого помещения. 3.Через стены – 30%. Большие теплопотери по стенам связаны с их большой площадью. Варианты утепления стен зависят от их материала. Сегодня перед нами богатый выбор современных экологически чистых материалов для утепления стен как изнутри, так и снаружи. Через пол – 10%. Теплопотери через пол тоже невелики, но чтобы в доме был пол, нужно заложить фундамент, а это очень трудоёмкий процесс, поэтому выполняется только профессионалами. Утепление пола выполняется после закладки фундамента, для этого можно использовать древесно – стружечные материалы или пластиковые и полимерные, лучше всего подходят последние. 5. Через окна уходит около 30% тепла от общей теплопотери. Оно уходит 2 путями: с воздухом, через щели и с инфракрасным излучением. Снизить теплопотери, попадание пыли и шумность в помещении через окна можно с помощью самостоятельного, но тщательного утепления оконных блоков. Применение современных материалов позволяет достичь серьёзных результатов и увеличить их в разы. Но, конечно, в идеале от теплопотерь защищают пластиковые окна. Основные способы решения проблем теплопотерь. 1.Утепление пеноизолом. Слева вверху показано утепление пеноизолом – он заливается в жидком виде и твердеет на воздухе. Обычно им утепляют стены. 2.Утепление стекловатой. Справа внизу показано утепление стекловатой – работы совершенно несложные, могут быть произведены домовладельцами. Нужно разрезать стекловату на отдельные плиты (она продаётся похожими на мешки пачками) и плотно заложить ими нужное пространство. Стекловатой можно утеплять стены и чердачные перекрытия. 3.Утепление пенополистиролом. Слева внизу показано утепление пенополистеролом. Процесс идентичен утеплению стекловатой. Но эти материалы отличаются шумоизоляцией, у пенополистерола она почти отсутствует, поэтому для большего эффекта эти материалы следует использовать вместе. Также пенопластом можно утеплять полы, но для этого потребуются 2 пола: чистовой и черновой. 4.Утепление керамзитными блоками. Справа вверху показано утепление пустотельными керамзитными блоками. Этот вид утепления активно используется в современном строительстве, их размещают между железобетонными балками, которые придают конструкции жёсткость и заливают бетоном. Перекрытие получается идеально теплоизолирующим, одновременно легким и прочным. 5. Стеклопакеты. Одной из основных частей этой оконной системы является пластиковый профиль, изготовленный из поливинилхлорида. Это корпус, внутри которого расположены продольные перегородки, образующие воздушные камеры. Они и обеспечивают тепло — и шумоизоляцию. Чем их больше, тем лучше окно сохранит тепло. Стеклопакет – это прозрачная конструкция из 2 и более стёкол, герметично соединены между собой по контуру с помощью профиля. Пространство между ними заполнено сухим воздухом или инертным газом аргоном. На внутренней поверхности стекла наносится очень тонкий слой металла – он пропускает видимое излучение, но задерживает инфракрасное – тепло, и оно возвращается обратно в помещение теплопотери через стеклопакеты в 2-3 раза меньше, чем через обычные окна. Всё это и нужно учитывать при постройке дома. Он должен быть компактным, похожим, например, на куб, углов в доме должно быть как можно меньше, ведь наибольшие теплопотери связаны именно с ними. Крыша должна иметь небольшой уклон, чтобы с неё дождевые воды, и не накапливался снег. Ну и, конечно, кроме утепления в доме должны присутствовать источники тепла. Источниками тепла служат батареи, тепло от которых передаётся нам конвективными потоками и излучениями. Если в доме есть отопление, правила утепления соблюдены верно, материалы подобраны с наибольшей эффективностью и экономией средств домовладельцев, то тепло в нём будет всегда. Группа электриков В настоящее время самым энегроэфективным является светодиодное освещение. Оно позволяет сократить расходы на электроэнергию в 10 раз. У них нет вредного воздействия пульсации, ультрафиолетового и инфракрасного излучения.Дилерская компания «Бест Снаб» предлагает карельскому рынку светодиодные продукты марок «Лидерлайт», «Ледлайт», «Эколайт», «Гаусс» и др.Это потолочные и настенные, промышленные и бытовые, уличные и магистральные, светильники, прожектора, лампы и ленты разной мощности и форм.На недавно прошедшей выставке «Энергетика Карелии -2012» посетителям был представлен большой выбор энергоэффективной продукции. Кроме уже названной светодиодной продукции были представлены:1. отопительные котлы – газовые и твердотопливные, которые могут сжигать каменный уголь, древесину, кокс, брикеты, дизельное топливо, отработанное масло и работать на электроэнергии.- экономичные, компактные, удобные в обслуживании, со сроком службы – 15 лет с высоким уровнем автоматизации. Выпускаются в поселке Новосергиевка Оренбурской области.2.. теплоаккумулирующие камины со вставками из талькохлорида — обладающие высокой теплоемкостью, теплостойкостью, теплопередачей и благотворным влиянием на человека — производятся в Петрозаводске. 3. инфакрасные греющие панели.- передают тепло не конвекцией, а излучением тепловых волн,- экономные (до 40% электроэнергии),- полезные для здоровья,- производятся в Красноярске. Посмотрите на предлагаемый пример плана электропроводки . Посмотрите на свой план расстановки мебели. Если вы где-то запланировали телевизор, домашний кинотеатр, холодильник, электродуховку, вытяжку с подсветкой, кондиционер, теплый пол с электроподогревом и любые другие устройства, требующие электричества, необходимо запланировать достаточное количество розеток, расположенных именно там, где они необходимы. Слаботочные розетки (телефон, антенны, аудио-точки) тоже должны находиться в нужном количестве и в нужном месте. Группа дизайнеров-осветителей. В настоящее время качественное освещение является одним из важнейших составляющих высокого уровня жизни. Свет – это не просто отсутствие темноты, это мощный фактор формирования настроения и мироощущения. Он способен концентрировать или рассеивать внимание, стимулировать работоспособность или успокаивать, выхватывать акценты или сглаживать впечатление. Правильно спроектированное и подобранное освещение обеспечивает комфорт и настроение, повышает работоспособность, способствует сохранению здоровья. При проектировании Вашего жилья необходимо правильно комбинировать освещение как естественным, так и искусственным светом. Освещение не только необходимо для осуществления процессов жизнедеятельности, но оно также имеет значительное влияние на психическое состояние и физическое здоровье вообще. Психологи провели немало исследований на тему влияния освещения, его яркости и цвета на нашу работоспособность и настроение. Комфортность современного жилья неотделима от качественного освещения, благодаря нему мы быстро и правильно различаем яркость, цвет и форму предметов обстановки или предметов, с которыми работаем. При этом наши глаза не должны перенапрягаться и уставать. Чтобы достичь зрительного комфорта, надо выдержать на определённом уровне много светотехнических параметров: оптимальную освещённость, небольшое слепящее действие, гармоничное распределение яркости света, правильную цветопередачу и многое другое. Обеспечить этот комфорт могут разнообразные светильники. В разное время требуется разное освещение. Когда Вы убираете квартиру, необходимо, чтобы свет был ярким и равномерным. Смотреть телевизор удобнее при приглушенном свете. Когда вы читаете, сидя в кресле или лежа в постели, то свет должен падать обязательно на книгу. В связи с этим надо знать, где и какие источники света Вам потребуются. Освещение бывает искусственным и естественным. Естественный свет проникает в дом через оконные проемы, которых чем больше и чем они больше, тем дом светлее. Но это не значит, что надо ударяться в крайность и прорубать новые окна в Вашем многоэтажном доме. Целиком застекленные стены хороши в загородном доме, где они часто используются в зонах отдыха, так как вид окружающего пейзажа создает умиротворение. Хотя в апартаментах типа «лофтов», расположенных на каком-нибудь 20-м этаже в Нью-Йорке, непременным атрибутом являются стены-окна, через которые видна прекрасная панорама города. К сожалению, у нас такая архитектура еще не достаточно распространена. В любом случае, с помощью больших окон проблему освещения полностью решить не удастся. Поэтому придется приобрести многочисленные светильники, бра, лампы, торшеры или люстры. Светильников не должно быть слишком мало или слишком много. Создавая индивидуальный план освещения дома, помните о простых правилах. Общая освещенность считается достаточной, если на квадратный метр площади приходится не менее 15 и не более 25 Вт мощности ламп накаливания. В идеале в отдельных помещениях не должно быть резких переходов от света к тени, яркого блеска отражающих поверхностей или бликов: все это может повредить глазам. Большое значение имеет цвет отделки, так как разные оттенки имеют разные коэффициенты отражения света. Величину освещенности следует увеличить, если: При применении местного освещения рабочего места необходимо обязательно учитывать общее освещение, которое должно составлять не менее 20% освещенности рабочего места. Кроме всего прочего, выбирая светильники, не следует забывать и об эстетической стороне: о соответствии дизайна и стиля светильников дизайну интерьера, их пропорциональности площади помещения, высоте потолка, материалам, цвету стен, потолка, расположению зон и т.д. Как утепляют дома с точки зрения физикиТ.м. – теплоизоляционные материалы. Т.р. – теплоизоляционные работы. Теплоизоляция, тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых промышленных установок (или отдельных их узлов), холодильных камер, трубопроводов и прочего от нежелательного теплового обмена с окружающей средой. Так, например, в строительстве и теплоэнергетике Т. необходима для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике — для защиты аппаратуры от притока тепла извне. Т. обеспечивается устройством специальных ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п.) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также называются Т. При преимущественном конвективном теплообмене для Т. используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене — конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (например, из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (основной механизм переноса тепла) — материалы с развитой пористой структурой. Эффективность Т. при переносе тепла теплопроводностью определяется термическим сопротивлением (R) изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции R=d/l, где d — толщина слоя изолирующего материала, l — его коэффициент теплопроводности. Повышение эффективности Т. достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками. Задача Т. зданий — снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха (см. Строительная теплотехника ). Применяя для Т. эффективные теплоизоляционные материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и таким образом сократить расход основных стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов. В тепловых промышленных установках (промышленных печах, котлах, автоклавах и т. п.) Т. обеспечивает значительную экономию топлива, способствует увеличению мощности тепловых агрегатов и повышению их кпд, интенсификации технологических процессов, снижению расхода основных материалов. Экономическую эффективность Т. в промышленности часто оценивают коэффициентом сбережения тепла h= (Q 1 — Q 2 )/Q 1 (где Q 1 — потери тепла установкой без Т., а Q 2 — c Т.). Т. промышленных установок, работающих при высоких температурах, способствует также созданию нормальных санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала в горячих цехах и предотвращению производственного травматизма. Большое значение имеет Т. в холодильной технике, так как охлаждение холодильных агрегатов и машин связано со значительными энергозатратами. Т. — необходимый элемент конструкции транспортных средств (судов, ж.-д. вагонов и др.), в которых роль Т. определяется их назначением: для средств пассажирского транспорта — требованием поддержания комфортных микроклиматических условий в салонах; для грузового (например, судов, вагонов-рефрижераторов и грузовых автомобилей для перевозки скоропортящихся продуктов) — обеспечения заданной температуры при минимальных энергетических затратах. К эффективности Т. на транспорте предъявляются повышенные требования в связи с ограничениями массы и объёма ограждающих конструкций транспортных средств. См. также Теплозащита , Теплоизоляционные работы . 3. Теплоизоляционные материалы Теплоизоляционные материалы, материалы и изделия, применяемые для теплоизоляции зданий (сооружений), технологического оборудования, средств транспорта и др. Т. м. характеризуются низкой теплопроводностью [коэффициент теплопроводности не более 0,2 вт/(м × К)], высокой пористостью (70—98%), незначительными объёмной массой и прочностью (предел прочности при сжатии 0,05—2,5 Мн/м 2 ). Основной показатель качества Т. м. — коэффициент теплопроводности. Однако его определение весьма трудоёмко и требует применения специального оборудования, поэтому на практике в качестве такого показателя — марки Т. м. — используют выраженную в кг/м 3 величину их объёмной массы в сухом состоянии, которая в достаточном приближении характеризует теплопроводность Т. м. Различают 19 марок Т. м. (от 15 до 700). В эксплуатационных условиях Т. м. должны быть защищены от проникновения влаги; их теплопроводность при насыщении водой возрастает в несколько раз. Основные области применения Т. м. — изоляция ограждающих строительных конструкций, технологического оборудования (промышленных печей, тепловых агрегатов, холодильных камер и т. д.) и трубопроводов. Различают Т. м. жёсткие (плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.), гибкие (маты, матрацы, жгуты, шнуры и др.), сыпучие (зернистые, порошкообразные) или волокнистые. По виду основного сырья Т. м. подразделяют на органические, неорганические и смешанные. К органическим Т. м. относят прежде всего материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки ( древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты ), с.-х. отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и др. местного органического сырья. Эти Т. м., как правило, отличаются низкой водо- и биостойкостью. Указанных недостатков лишены так называемые газонаполненные пластмассы ( пенопласты , поропласты , сотопласты и др.) — высокоэффективные органические Т. м. с объёмной массой от 10 до 100 кг/м 3 . Характерная особенность большинства органических Т. м. — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 150 °С. Более огнестойки Т. м. -смешанного состава ( фибролит , арболит и др.), получаемые из смеси минерального вяжущего вещества и органического наполнителя (древесные стружки, опилки и т. п.). Неорганические Т. м. — минеральная вата и изделия из неё (среди последних весьма перспективны минераловатные плиты — твёрдые и повышенной жёсткости), лёгкие и ячеистые бетоны (главным образом газобетон и пенобетон), пеностекло , стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических (главным образом доменных) шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 75—350 кг/м 3 . Неорганические Т. м., используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород ( вермикулита , перлита). Для изоляции промышленного оборудования и установок, работающих при температурах выше 1000 °С (например, металлургических, нагревательных и др. печей, топок, котлов и т. д.), применяют так называемые легковесные огнеупоры , изготовляемые из огнеупорных глин или высокоогнеупорных окислов в виде штучных изделий (кирпичей, блоков различного профиля); перспективно также использование волокнистых Т. м. из огнеупорных волокон и минеральных вяжущих веществ (коэффициент их теплопроводности при высоких температурах в 1,5—2 раза ниже, чем у традиционных, имеющих 4. Теплоизоляционные работы, Работы по устройству теплоизоляции конструкций зданий и сооружений, трубопроводов, промышленного оборудования, средств транспорта и др. Различают Т. р. строительные (теплоизоляция ограждающих конструкций зданий и сооружений) и монтажные (теплоизоляция трубопроводов, тепловых агрегатов, холодильников и др.). В зависимости от размеров изолируемой поверхности, её конфигурации и вида теплоизоляционного материала устройство теплоизоляционного ограждения производится: укладкой и закреплением крупных изделий заводского изготовления (плиты, блоки, сегменты), мягких рулонных материалов (маты, шнуры), мелкоштучных изделий (кирпич); засыпкой; обмазкой; набрызгом или заливкой. Наиболее трудоёмки Т. р., связанные с обмазкой и засыпкой. При засыпке предусматриваются меры по предотвращению самоуплотнения слоя теплоизоляционного материала (с течением времени) и образования в нём пустот. Набрызг и заливка — относительно новые методы Т. р., основанные на применении главным образом полимерных теплоизоляционных материалов в виде отверждающихся пен. Используются как заранее приготавливаемые полимерные пены, получаемые перемешиванием жидкого полимера с пенообразователем (например, мипора ), так и полимерные композиции, вспенивающиеся в процессе твердения (например, фенольные или полиуретановые заливочные композиции). Комплекс Т. р., помимо устройства (нанесения) слоя собственно теплоизоляционного материала, включает работы по гидро- и пароизоляции этого слоя и обеспечению его защиты от механических повреждений. Устройство гидро- и пароизоляционных слоев предусматривается в тех случаях, когда теплоизоляционный слой подвергается увлажнению (например, на трубопроводах, проложенных на открытом воздухе, под землёй и др.) или когда одна из сторон изолируемой конструкции испытывает воздействие отрицательных температур (ниже 0°С) (холодильные установки, здания в условиях холодного климата и др.). В последнем случае водяные пары конденсируются на холодной поверхности, поэтому пароизоляция производится с тёплой стороны конструкции. Защита теплоизоляционного слоя от механических повреждений осуществляется облицовкой его плотными материалами, установкой специальных защитных кожухов (например, металлических), оштукатуриванием и другими способами. В современном индустриальном строительстве Т. р. выполняются преимущественно в заводских условиях, в процессе изготовления сборных конструкций и изделий (например, однослойных панелей из теплоизоляционно-конструктивных материалов или многослойных панелей, где теплоизоляционный материал несёт только функции тепловой защиты). Для монтажной теплоизоляции выпускаются полностью готовые элементы, сводящие Т. р. лишь к закреплению (монтажу) этих элементов на изолируемой поверхности; это существенно повышает производительность труда и качество Т. р. 5. Как лучше утеплять стены — снаружи или изнутри? Стены построенного дома, не обеспечивающие достаточный уровень теплозащиты, нуждаются в утеплении. Для этого используют различные теплоизоляционные материалы, располагая их с наружной или внутренней стороны стены. При внутреннем утеплении существующая стена, расположенная перед утеплителем, находится в зоне отрицательных температур, которая отчасти захватывает и собственно утеплитель. Кроме того, нарушается естественная диффузия водяных паров, и создаются условия для образования конденсата в толще конструкции на границе утеплителя и стены. Следует обратить внимание на тот факт, что при внутреннем утеплении практически невозможно установить теплоизоляционный материал в местах примыкания перекрытий к наружной стене. Здесь образуются ‘мостики холода’, причем потери тепла в этих зонах могут превышать потери через остальную площадь стены При наружном утеплении снижение температуры по толщине существующей стены происходит достаточно медленно и плавно. Резкое падение температуры наблюдается ближе к наружной стороне, а зона отрицательных температур располагается в толще слоя дополнительной теплоизоляции. Расположение плотных, плохо пропускающих водяные пары материалов изнутри, а легких и пористых снаружи благоприятно влияет на влажностный режим стены и не создает условий для скопления в ней влаги. Если теплоизоляционный материал надежно защищен от атмосферных воздействий (дождя, снега, солнечной радиации), такая стена в течение всего года сохраняет высокие теплозащитные свойства. Сточки зрения поддержания нормального температурно-влажностного режима утепление с наружной стороны стены является оптимальным. Однако этот процесс отличается повышенной сложностью и трудоемкостью, требует тщательного подбора отделочных материалов, а также штукатурных и клеевых составов. Выполнение работ желательно поручить специалистам, хорошо знакомым с особенностями различных систем утепления. Наружное утепление с использованием штукатурных фасадных систем может выполняться только квалифицированными специалистами, имеющими лицензию на производство этих работ. Существующие конструктивные решения по защите утеплителя можно разделить на две группы: системы утепления фасадов с вентилируемой воздушной прослойкой (так называемые ‘вентилируемые фасады’ ); штукатурные системы наружного утепления. 6. Облицовка стен кирпичом и мелкими блоками Деревянные и кирпичные стены для повышения уровня теплозащиты часто облицовывают с наружной стороны кирпичом, мелкими блоками, керамическими или бетонными камнями. В качестве утепляющего материала используют плиты из минеральной или стекловаты, размещаемые в пространстве между облицовкой и существующей стеной, и предусматривают вентилируемую воздушную прослойку толщиной 60 мм. Новая стенка (облицовка) может опираться на обрез существующего фундамента (если позволяют его несущая способность и ширина) или на специально подведенный для нее фундамент. Поверх цоколя укладывают гидроизоляционный материал с перехлестом полотнищ не менее 100 мм. Плиты утеплителя устанавливаются с перевязкой швов (подобно кирпичной кладке) и крепятся к существующей стене специальными дюбелями или анкерами со шляпками, прижимающими плиту к поверхности несущей стены. Одним концом анкера укладываются в швы новой кладки, другим крепятся к существующей стене с шагом 600 мм по вертикали и 500-1100 мм по горизонтали. Для вентиляции полости стены в нижнем ряду кладки устраивают специальные продухи из расчета 75 см на каждые 20 м 2 поверхности стены. Для нижних продухов можно использовать щелевой кирпич, положенный на ребро таким образом, чтобы наружный воздух через отверстия в кирпиче имел возможность проникать в воздушную прослойку в стене. Верхние продухи предусматривают в карнизной части стены. Вентиляционные отверстия также могут быть выполнены путем частичного заполнения цементным раствором вертикальных швов между кирпичами или блоками нижнего ряда кладки. Ограничительная деревянная рейка, помещенная в середине вертикального шва, позволит оставить его нижнюю часть не заполненной раствором. Для защиты волокнистых утеплителей от продувания их укрывают со стороны воздушной прослойки ветрозащитным стеклохолстом или стеновым ‘Тайвеком’ . Деревянные дома из бруса также облицовывают кирпичом, керамическими и бетонными камнями или мелкими блоками. Утепляющий материал размещают между деревянной стеной и облицовкой. С наружной стороны утеплителя необходимо предусмотреть вентилируемую воздушную прослойку, обеспечивающую удаление влаги из древесины , а также вентиляционные продухи, устройство которых описано выше. При отсутствии воздушной прослойки стены дома станут влажными, покроются плесенью, а древесина начнет быстро разрушаться. Облицовочную кладку соединяют со стеной из бруса при помощи металлических связей с антикоррозийным покрытием. Один конец связи закладывают в горизонтальный шов кладки, другой крепят к брусу. Приступать к облицовке стен из бруса кирпичом желательно через год-полтора после возведения коробки, когда древесина полностью высохнет. Для повышения теплозащиты деревянных каркасных домов их тоже можно обложить с наружной стороны кирпичом или каменными блоками. Кирпичную облицовку устанавливают с наружной стороны каркасной стены с зазором 60 мм. Для вентиляции зазора в нижнем ряду кладки и в верхней (карнизной) части облицовки предусматривают специальные продухи. Кладка связывается с каркасом при помощи полос шириной 30-50 мм из оцинкованной стали, согнутых вдвое. Одной стороной полосу закладывают в кладку с перегибом конца на 90° вдоль облицовки, другой прибивают к брусьям каркаса. Облицовка кирпичом возможна при уширенном цоколе здания. Поверх цоколя устраивают гидроизоляцию с перехлестом полотнищ на 100 мм. 7. Штукатурные системы утепления фасадов Штукатурная система утепления фасадов предусматривает крепление теплоизоляционного материала к существующей стене при помощи анкеров, дюбелей и клеевых составов, с последующим нанесением штукатурного слоя (по армирующей сетке). Этот вид утепления представляет собой не набор отдельно взятых строительных материалов утеплителя, клеящих и штукатурных составов, дюбелей и сеток, а единую систему, все элементы и детали которой подобраны определенным образом, обеспечивающим длительную совместную работу всех составляющих. По этой причине для утепления фасадов могут использоваться только сертифицированные штукатурные системы, а сами работы должны выполняться специалистами, хорошо знакомыми с технологией производства работ. Планируя сроки проведения работ, необходимо учитывать, что наружное утепление стен с последующим оштукатуриванием предполагает использование мокрых процессов, которые должны производиться при температуре наружного воздуха не ниже +5 °C. Жесткие плиты из минеральной ваты на основе базальтового волокна или стекловаты, чаще всего применяемые для утепления наружных стен, наклеивают вплотную друг к другу без образования щелей, обеспечивая перевязку стыков (по типу кирпичной кладки). Крепление плит утеплителя к стене производится механическим способом с помощью распорных дюбелей-втулок, полиамидных дюбелей и пластмассовых дюбелей ‘тарельчатого’ типа из расчета 8 -12 дюбелей на 1 м 2 поверхности. Дюбеля должны быть заглублены в толщу бетонных стен на 35-50 мм, кирпичных — на 50 мм, в кладку из пустотного кирпича и легкобетонных блоков — на 90 мм. Армирующую сетку укладывают поверх прикрепленных к фасаду плит с перехлестом полотнищ на ширину 100 мм. Особое внимание следует обратить на усиление сеткой углов оконных и дверных проемов. При утеплении углов необходимо обеспечить перевязку торцов теплоизоляционных плит и защитить их металлическим перфорированным уголком для предохранения кромок углов от сколов. Нижний край штукатурной системы утепления должен располагаться на высоте 500 мм от поверхности земли. Необходимо обратить особое внимание на качество горизонтальной гидроизоляции между цоколем и утепляемой стеной. В местах примыканий штукатурной системы утепления к карнизу верхняя часть утеплителя должна быть защищена специальной уплотнительной лентой. Необходимая толщина слоя утеплителя (табл. 4) зависит от конструкции утепляемой стены и вида утепляющего материала. |
- http://domidei.ru/articles/realnosti-bystroi-keramicheskoi-teploizolyacii
- http://videouroki.net/razrabotki/proektnaya-zadacha-teplyy-dom-fizika.html
- http://dom-expert.by/oshibayutsya-vse-razbivaem-mify-o-teploizolyatsii-doma/
- http://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library/s_fizikoyu_stroim_dom_nam__udobno_budet_v_nyom_175640.html
- http://www.educationspb.ru/fizika/37209.html