10789

«циферблат Ахаза». Одним из ценных источников о дальнейшем развитии солнечных часов является упоминание римского ученого-энциклопедиста Марка Витрувия Поллиона, жившего в 1 в. д. н. э. Согласно его рассказу, в книге «Об архитектуре», вавилонский астроном Берос, поселившийся в VI в. до н. э. на острове Косе, познакомил древних греков с вавилонскими солнечными часами, имевшими форму сферической чаши — так называемым скафисом. Эти солнечные часы были позже усовершенствованы древнегреческим философом Анаксимандром и его учеником Анаксименом и получили широкое распространение в эллинистический период.

Своеобразная форма циферблата скафиса объяснялась тем, что древние вавилоняне и греки делили промежуток времени от восхода до заката Солнца на 12 часов, и поэтому их час (как мера времени) был различной длины в зависимости от времени года. Угол, под которым срезана верхняя часть камня, зависит от широты места, для которого изготовлены часы. Поэтому строились такие часы в том месте, где должны были и использоваться. Таким образом, время определялось по длине тени, отбрасываемой гномоном на поверхность сферической выемки, размеченной сложными кривыми [2].

В своем архитектурном трактате Витрувий упоминает также более 30 моделей солнечных часов, которые разрабатывали такие античные мыслители, такие как Евдокс Книдский, Аполлоний Пергамский, Аристарх Самосский. Сохранились подробные описания их конструкций, которые помогли идентифицировать найденные позднее античные артефакты.

Достижения Древней Греции в измерении времени были заимствованы римлянами, и солнечные часы получили распространение по всей территории Римской империи. Так, в 293 г. до н. э. консул Папирий Курсор велел соорудить горизонтальные солнечные часы в храме Квиринал, а в 263 г. до н. э. другой консул, Валерий Мессала, перевез солнечные часы греческого образца из Сицилии. К сожалению, изготовленные для более южной широты, они показывали час неверно. Первые солнечные часы, созданные непосредственно для широты Рима (т. е. верные), были установлены около 170 г. до н. э. Марцием Филиппом. Таким образом, было заложено основание для развития гномоники – искусства создания солнечных часов, которое получило распространение сначала среди арабских ученых, а потом и западноевропейских мыслителей в Средневековье.

Карманные солнечные часы были широко распространены в Западной Европе, начиная с XV в. вплоть до начала ХХ в. Механические ходики были довольно дорогими, а солнечные – дешевыми. Поэтому подобные диптихи можно было увидеть не только у путешественников, вынужденных постоянно сверяться с местным временем, но и у обычных горожан. Конечно, часы, используемые путешественниками, представляли

230

собой сложный астрономический компендиум, поскольку позволяли определить точную координату места при навигации, используя движение небесных тел. Большинство находок представляет простые и дешевые конструкции из дерева или кости, по которым время можно было узнать с точностью до четверти часа.

В Техническом музее представлены карманные солнечные часыкомпасы немецкого производства, изготовленные в начале XIX века.

Они представляют собой деревянный складень из двух частей, которые закрепляются в положении прямого угла относительно друг друга. С внешней стороны на часах имеется список немецких городов с указанием соответствующей широты от 30 до 55 градусов (рис.1).

Рис. 1. Список городов с указанием широт

На нижней крышке установлен компас, на верхней – полукруглый, вытянутый вниз циферблат. На циферблате установлен вертикальный ряд металлических петель, которые используются в качестве центра в зависимости от координаты места. Нитка, служащая гномоном, продевалась через центр циферблата в отверстие напротив обозначения юга на окружности компаса. Нижняя часть диптиха с компасом имеет также циферблат и может использоваться для отчета времени - от точки крепления нитки расходятся лучи и вокруг компаса имеется несколько рядов цифр.

Судя по списку населенных пунктов на внешней стороны, в котором упоминаются преимущественно крупные немецкие торговые города, музейные солнечные часы были изготовлены в Германии. Впрочем, в списке упомянуты и европейские столицы, такие как Париж, Лондон, Марсель, Рига и др. Кстати, таинственный Ofen является немецким названием Будапешта. К сожалению, точное место и мастер, создавший часы, неизвестны, но следует сказать, что подобные товары в Германии производили в двух городах - Аугсбурге и Нюрнберге. Сначала диптихи

231

изготавливали из слоновой кости, а затем немецкие мастера перешли к простым конструкциям из бумаги и дерева, как в случае музейных часов. Известными мастерами были Эрнст Кристоф Штокерт, Берингер, Клейнингер и т.д.

Сейчас солнечные часы не являются необходимостью, но наблюдать с их помощью за естественным течением времени, на наш взгляд, является весьма увлекательным и необычным занятием. Более того, правильно расположенные и тщательно выверенные солнечные часы представляют собой достаточно точное устройство для определения времени. Поэтому они могут пригодиться, если нет под рукой наручных часов или современных гаджетов, в лесу, путешествии или даже на необитаемом острове. Более того, они могут помочь в процессе ориентирования – с их помощью можно даже узнать примерную координату своего местонахождения, подобно мореплавателям прошлого. Солнечные часы в отличие от механических и электронных не могут сломаться или выключиться от недостатка электроэнергии. А ещё солнечные часы могут привлекать внимание, как эффектный элемент декора. Их можно установить на даче или на балконе таким образом, что они будут показывать истинное солнечное время, в то время как разнообразные механические часы определяют среднее солнечное время.

Литература

1.Древний Египет [Электронный ресурс] : [сайт]. – Режим доступа : http://drevniy-egipet.ru/kak-vremya-v-drevnem-egipte-podelili-na-24- chasa/

2.Астро-кабинет [Электронный ресурс] : [сайт]. – Режим доступа : http://www.astro-cabinet.ru/library/Stat/Egypt_1.htm

Самарин М.А., Батков Е.Н., Левин Н.Е., Фадеев С.А.

ГБПОУ «Нижегородский строительный техникум»

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В последнее время в нашей стране большими темпами возрождается деревянное домостроение с современными теплоизолирующими материалами.

Вот и мы решили построить себе каркасный дом с современными теплоизолирующими материалами. И сразу же возник вопрос: какие теплоизоляционные материалы выбрать?

Предметом исследования послужил: каркасный дом с современными теплоизолирующими материалами.

Задачи исследования:

232

1)произвести необходимые исследования и сравнить теорию с практикой на примере построенной модели;

2)проанализировать полученные результаты;

3)выдать рекомендации при строительстве каркасного дома с современными теплоизолирующими материалами.

Исследование было проведено в два этапа:

I этап - поисковый (январь 2017 г.), включал в себя: а) подбор литературы; б) изучение материала.

II этап - исследовательский (февраль 2017г.): а) проведение необходимых измерений; б) обработка данных;

в) оформление, анализ и описание полученных результатов. Методы выполнения работы: отбор и анализ литературы по

данной теме, измерения, вычисления, сравнение, аргументация выводов. I этап - поисковый (январь 2017 г.):

Оптимальное состояние воздушной среды помещения по параметрам температуры, влажности обеспечивается комплексом мер: соответствием его объемно-планировочного решения природно-климатическим условиям, системами отопления, вентиляции, кондиционирования и выбором

конструкции наружных ограждений, обеспечивающих необходимую теплозащиту помещений. Последнее выполняется методами строительной теплотехники.

Строительная теплотехника базируется на общей теории теплообменных и массообменных процессов. Наружные ограждающие конструкции рассматриваются в этих процессах как открытые системы, обменивающиеся с внешней средой тепловой энергией (теплообмен) и веществом (влаго- и воздухообмен). При проектировании зданий решается главная теплотехническая задача: обеспечение необходимого уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций зимой.

Наружные ограждающие конструкции разделяют среды с различными температурами, что и вызывает процессы теплопередачи в них.

Различают три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Теплопередача конвекцией и излучением происходит в воздушных прослойках и у поверхностей конструкций на границах с наружным и внутренним воздухом.

Мы все знакомы с теплопроводностью. Сравнительные значения теплопроводности различных материалов приведены в таблице:

233

Таблица 1. Сравнительные значения теплопроводности различных материалов.

К – коэффициент теплопроводности (Вт / м2·оС);

R =1/К – тепловое сопротивление материала, представляет собой теплоизоляционное качество материала (м2·оС/Вт);

Очевидно, что чем выше значение R, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Принимая во внимание критическое состояние наших энергетических ресурсов, понятно, что потеря тепла– серьёзная забота.

Варианты утеплителей: минеральная вата, пенополистирол, эковата и т.д. При таком разнообразии строительных материалов возникает вопрос: какой утеплитель выбрать?

Основной показатель, на который следует ориентироваться — коэффициент теплопроводности. Он указывается на упаковке материала. Опираясь на эти данные, делается расчет, достаточно ли будет проложить один слой изолятора, или необходимо делать двойную укладку, во избежание возможных теплопотерь.

II этап - исследовательский (февраль 2017г.):

Перед нами стояла задача - проанализировать различные конструкции теплоизоляционных материалов, применяемых внутри строительных конструкций.

Изучив и проанализировав необходимую литературу: к поставленной задаче, мы подошли просто, сопоставив различные конструкции, выполненные из теплоизоляционных материалов (сравнивая теплопроводность).

Были проанализированы несколько теплоизоляционных конструкций:

-первая - классическая: внутренняя стена, утеплитель минеральная вата, обшивочный материал обычная фанера;

-вторая - более современная: пенопласт (доступный, недорогой и легкий изолятор, может использоваться на ровных поверхностях);

-третья конструкция придумана нами: пенопластвоздушная прослойка-пенопласт;

-четвертая конструкция: нигде не применялась, за основу была взята конструкция вентиляционных каналов заложенных в стенах зданий в виде асбестоцементных труб (в своей работе мы применили обычные канализационные трубы ПВХ (поливинилхлорид) в сочетании с пенопластом – сендвич конструкция).

В феврале 2017г. была проведена опытно-эскпериментальная часть.

234

Перед нами стояла задача проанализировать, как тепловой поток будет проходить через различные конструкции теплоизоляционных материалов.

Для проведения эскпериментальной части, мы в мастерской техникума своими руками изготовили «экспериментальный куб».

Рис. 2. Экспериментальный куб

Внутри куба мы расположили обычный тепловентилятор. Далее построили вокруг куба четыре теплоизоляционные конструкции предложенные выше.

Куб размести на улице при температуре наружного воздуха -4 С. Внутри каждой из конструкций на 10 минут включали тепловентилятор и с помощью обычного электронного термометра, помещённого в куб, замеряли температуру внутри куба.

Цель- проанализировать какая из конструкций сохранит более высокую температуру внутри куба и соответственно будет признана более

235

эффективной для внедрения в малоэтажное строительство при создании теплоэффективных конструкций из теплоизоляционных материалов.

Итогом опытно - эскпериментальной части послужат

рекомендации производителям теплоизоляционных материалов.

В ходе опытно-эскпериментальной части были получены следующие результаты:

Таблица 2. Результаты исследований.

Итог опытно-эскпериментальной части: мы пришли к выводу, что та конструкция где больше воздушных прослоек оказалась самой теплоэффективной конструкцией т.к. воздух обладает самым высоким тепловым сопротивлением.

Заключение и рекомендации:

Проведя данную опытноисследовательскую работу, можно сделать следующие выводы:

При выборе теплоэффективной конструкции необходимо учитывать:

свойство теплоизоляционных материалов;

коэффициент теплопроводности и т.д.

Исходя из этого, можно выдать следующую рекомендацию: конструкция теплоизоляции, где больше воздушных прослоек, более подходит для постройки энергосберегающего коттеджа. Предлагаем производителям теплоизоляционных материалов обратить внимание на наши конструкции теплоизоляционных материалов.

Литература 1.СНиП II-3-79*. «Строительная теплотехника».

2. http://www.leadnet.ru;

3 http://www.stroymart.com.ua/ru.

236

Станченкова А.К., Кораблева О.В.

МАОУ Средняя школа №11, г.о. г. Бор

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОЗДУХА ПО СОСТОЯНИЮ ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ НА АВТОТРАССАХ ГОРОДА БОР

Без атмосферы, а именно без кислорода, не может существовать ни одно живое существо на Земле. Но именно благодаря человеку происходит увеличение вредных примесей в атмосфере, которые являются опасными для живых организмов, влияют и на здоровье человека. По мнению ученых набольшее количество опасных выбросов поступает от автомобильного транспорта [1]. «Практически не уменьшается валовый объем выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от передвижных источников» [2, С.458].

Исследование по оценке качества воздуха производили на автотрассах г. Бор - ул. Тургенева, Стеклозаводское шоссе, расположенные недалеко от средней школы №11. Для сравнения выбрали центральную трассу в г. Бор, по которой направлен основной поток машин – улица Горького.

Гипотеза. Состояние хвои сосны, которое определяет насколько загрязнен воздух, будет зависеть от количества машин, проезжающих по автотрассам г. Бор, т.е. на наиболее загруженных шоссейных дорогах будет самый высокий класс повреждений хвои сосны.

Цель работы: Оценить качество воздуха вдоль шоссейных дорог г. Бор по состоянию хвои сосны обыкновенной и по загруженности автотранспортом.

Для подтверждения, высказанных предположений, для объективности и достоверности полученных оценок, были использованы две методики.

Метод биоиндикации заключается в том, что многие живые организмы (индикаторы) могут реагировать на загрязнение окружающей среды. Мы будем использовать в качестве индикатора хвою сосны обыкновенной. Хвоинки сосны отражают состояния воздуха: на них проявляются разного рода повреждения и усыхания [3].

Метод подсчета машин: для оценки качества воздуха на улицах: Тургенева, Стеклозаводская, Максима Горького производили подсчет машин с учетом рабочего времени в течении часа [4].

Результаты: Подсчет автомобилей предшествовал исследованиям по хвое сосны. По количеству машин по наблюдаемым улицам (табл. 1) оказалось, что на улице Горького в центре г. Бор проезжает наибольшее количество машин, наименьшее количество на улице Тургенева, с

237

количеством передвижного транспорта увеличивается и количество выхлопных газов, влияющих на качество атмосферного воздуха.

Таблица 1. Количество автомобилей, проезжающих по исследуемым улицам г. Бор

Таблица 2. Характеристика объектов исследования – сосны обыкновенной, с которых произведен сбор хвои

Таблица 3. Состояние хвои сосны и количество машин на автотрассах г.Бор

Руководствуясь методом биоиндикации было проведено 6 сборов фактического материала – хвои сосны обыкновенной: на ул. Тургенева - 2, на ул. Стеклозаводской - 2, на ул. Горького – 2 (табл.2). Средняя высота сосен составляла 2 м, возраст от 7 до 17, хвоя согласно методике собиралась со второй мутовки, что соответствует второму году жизни

238

хвои. Нужно отметить, что на многих деревьях хвоинки не доживают даже до второго года, т.к. большая часть оказалась осыпана.

Общие результаты проведенных исследований отражены в таблице 3, на основании которых сделаны выводы.

Выводы:

1.По подсчетам автомобилей, самая загруженная трасса, из трех исследуемых, оказалась улица Максима Горького, значит и количество вредных выбросов там намного больше, чем на других улицах. На втором месте по загруженности – ул. Стеклозаводская, последнее место – ул. Тургенева.

2.Самое хорошее состояние хвои сосны отмечено на участке № 4 ул. Тургенева недалеко от остановки «Школа».

3.Самое неблагополучное состояние хвои и воздуха оказалось на участке № 5 на улице Максима Горького недалеко от остановки «Спартак».

4.Наиболее загрязненный воздух на ул. Горького, т.к. там больше, чем на всех остальных улицах, хвои сосны класса 3 и 4.

5.Менее подвержена загрязнению ул. Тургенева, т.к. больше хвои первого класса без повреждений и усыхания.

Гипотеза наших исследований подтвердилась: от количества машин зависит состояние хвои сосны обыкновенной. С количеством машин увеличивается количество хвои с повреждениями и усыханиями, ухудшается качество воздуха. На наиболее загруженной трассе ул. Горького выявлено высокое количество хвоинок с повреждениями и усыханием.

Рекомендации: Каждый может помочь нашей атмосфере – посадить дерево, а лучше несколько различных растений. Растения не только вырабатывают кислород, но очищают воздух от примесей. Одним из озеленителей предлагаем использовать сосну, эти деревья, среди остальных хвойный, менее прихотливые, и их удобно использовать в качестве индикатора качества воздуха. Предлагаем провести дополнительное озеленение вдоль улицы Максима Горького для улучшения состояния воздуха именно на этом участке.

Литература

1.Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды / И. Я. Аксенов// М.: Транспорт, 1986. 176 с.

2.Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году». – М.: Минприроды России; НИА-Природа. – 2016. С. 458.

3.Методы полевых экологических исследований: Учеб. Пособие / Авт. Коллектив: О.Н. Артаев, Д.И. Башмаков, О.В. Безина и др. Саранск: Изд-во Мордов. Ун-та, 2014. 412 с.

239