Энергосбережение в доме

ГУО  «Избищенская средняя школа

Логойского района»

Работу выполнили ученики 7 класса:

Гнедёнок Михаил

Иванец Сергей

Руководитель проекта:

учитель физики и информатики

высшей категории

       

2011 г

Вступление

  В рамках месячника по энергосбережению на уроке физики  обсуждались пути экономии энергии и возник вопрос об утеплении жилых домов, поскольку это один из способов экономии топлива.  Специалисты говорят, что в условиях постоянного повышения стоимости энергоносителей, именно применение энергосберегающих технологий в строительстве является наиболее перспективным направлением. Чем лучше утеплено здание, тем ближе дом к стандартам энергоэффективного дома. Практически у всех современных  домов при строительстве утепляются не только потолки, но и стены. Для этого сегодня существует множество строительных материалов.  А если дом строишь сам? Как построить «тёплый»  дом при минимальных затратах?

  Потолки в домах ребят утеплены стекловолокном, они живут в новых домах, построенных по государственной программе развития села. Стоит такой материал недешево. А потолок в доме дедушки Гнедёнка Михаила утеплен опилками и песком. Дом строился давно, а как же личные дома, построенные  недавно? Ребятами были опрошены хозяева десяти личных домов, которые строили они сами. Было установлено, что потолки домов были утеплены у всех, в качестве утеплителя они использовали опилки, шлак, песок, листья деревьев, хотя во время их строительства уже были современные материалы для утепления. Свой выбор материала для утепления хозяева домов объясняли тем, что этот, проверенный годами способ, выгоден экономически (минимум материальных затрат) и эффективен.

  Стало интересным узнать экономический эффект от утепления потолков домов опилками и песком  и какой  из этих материалов даёт больший эффект. Решили провести экспериментальные исследования:

Сравнить теплопроводность песка и опилок. Определить экономический эффект при утеплении потолков песком и опилками.

Цель:

  Определить актуальность использования традиционных утеплителей (песка и опилок) в строительстве домов  в наше время путём подсчёта их экономического эффекта по сохранению тепла.

Задачи:

Сравнить теплопроводность песка и опилок; Рассчитать экономический эффект сохранения тепла при утеплении опилками; Рассчитать экономический эффект сохранения тепла при утеплении песком.

Содержание

Опыт 1.  Сравнить теплопроводность песка и опилок.

Поместив в пробирки с песком и опилками термометры, опустили пробирки в сосуд с горячей водой [1]. С помощью секундомера зафиксировали время нагревания – две минуты. Записали показания термометров. Измерения повторили три раза (смотри таблицу 1).

Таблица 1

№ опыта	Песок	Опилки
1	62	63
2	60	60
3	57	57,5

Выводы: теплопроводность песка и опилок примерно одинакова  – разница в 1%. Оба эти материала можно считать равнозначными утеплителями, особенно учитывая их индивидуальные качества. Опилки – лёгкий материал, что учитывается при нагрузке для перекрытий. Песок тяжелее, но имеет весомый плюс в вопросе пожарной безопасности.

Опыт 2.  Рассчитать экономический эффект от утепления песком и опилками.

  Песком и опилками обычно утепляют потолок. Эксперимент решили провести следующим образом. В три калориметра налили одинаковое количество горячей воды – по 150г (отмерили мензуркой), записали установившиеся показания каждого  термометра. Одновременно плотно накрыли калориметры ящиками. Первый ящик с песком, второй – с опилками, а третий – пустой. Слой песка и опилок имели одинаковую высоту – 5 см. Теплоизоляция  стен  и пола обеспечивалась свойствами калориметра. Через 10 минут (использовали секундомер) измерили температуру воды в каждом сосуде.

По формуле  Q = cm(t2-t1) рассчитали количество тепла, отданного водой в каждом случае [2]. Больше всего, как и ожидали, тепла отдала вода, где не было утепления.

  Для расчета экономического эффекта узнали разницу отданного тепла водой из сосуда без утепления и водой из сосуда с утеплителем и разделили на количество тепла отданного данным сосудом.

  Эксперимент для большей достоверности провели трижды, меняя время наблюдения. Полученные результаты поместили в таблицу 2.

  Таблица 2

Вещество	Начальная t1 воды	Конечная t2 воды	Количество отданного Q	Процент сохранения тепла
в каждом случае	средний
Песок	51	48	1890	33	26
46	41	3150	20
59	47	7560	25
Опилки	52	49	1890	33	23
47	42	3150	20
60	47	8190	16
Воздух	51	47	2520	–	–
46	40	3780
58	43	9450

Выводы:  Энергоэффективность утепления песком  в среднем на три процента выше, чем от утепления опилками. Во время эксперимента заметили, что теплопроводность опилок связана с их плотностью (утрамбовкой). Следуя народным традициям, выгодно применять их как утеплители по отдельности, так и в сочетании друг с другом.  Экономический эффект от такого утепления может составить согласно нашим расчетам в среднем 24, 5%. Результат будет ещё выше, если увеличить толщину слоя, что довольно просто сделать в случае с опилками.

Практический выход

Просчитанный энергетический эффект от утепления потолков простейшими материалами напрямую указывает на экономию топливных ресурсов. Поэтому далее мы поставили перед собой задачу определить объёмы экономии топлива в нашей деревне.

  Основным топливом для жителей деревни Избище являются дрова, в нескольких домах дополнительно используют брикет. Экономический эффект мы рассчитали для дров.

  В деревне 119 домов, в которых постоянно проживают люди. В зависимости от размера дома, социального статуса хозяев на отопительный сезон в среднем заготавливается от 10 до 25 кубометров дров (есть и более). Это примерный расход с учётом утепления потолков в домах. За расчётное значение мы взяли среднее  – 12 м3 дров. В доме с не утеплённым потолком

аналогичный годовой расход дров составил бы примерно на 24,5% больше – 15 м3, на 3 м3 больше. Значит, по всей деревне каждый год пришлось бы заготавливать дров больше на 357 м3. Если учесть, что объём одного дерева составляет  примерно  0,5 м3, то получаем сохранённых более 700 деревьев в год.  И это в масштабах только одной деревни. А в целом по стране? И не за один год?!

Заключение

  Наша страна – Республика Беларусь – не имеет больших запасов топливных ресурсов. Основное наше богатство – леса. Но рубить их бездумно нельзя, так как вновь посаженное дерево достигает своей зрелости годам к семидесяти. Это большой срок. Поэтому сегодня особенно остро стоит вопрос об их рациональном и эффективном использовании.  Большое складывается с малого. Так и простое утепление личного дома не только экономит деньги его хозяев, но, что особенно важно, даёт колоссальный экономический эффект всей стране. Давайте помнить об этом!

Используемая литература

Опыты и экспериментальные задачи по физике: 7-8 кл./ , и др. – Мн.: «Аверсэв», 2002
Физика 8 кл./ , – Мн.: «Народная асвета», 2010