Использование жидкого утеплителя «Тезолат» на оконных откосах.

Перші результати використання термофарби для утеплення приміщень будівлі школи.

м.Дніпропетровськ  СШ № 112.

Мета роботи: дослідним шляхом визначити так звані «містки холоду» на укосах метало пластикових вікон та переконатись у доцільності використання в якості внутрішнього утеплювача термофарби «Тезолат».

Апробація:  приміщення шкільного коридору та класної кімнати.

Актуальність:  інколи утеплення приміщень ззовні є або дуже дорогим, або його технічно складно виконати. Утеплення ж з середини існуючими популярними матеріалами робити не варто (залишається промерзання стін, розвивається грибок тощо). Використовувати термофарбу, що наноситься з середини шаром в 1 мм і просто, і не дорого.

Методика досліджень: 1 – визначення «містків холоду» на укосах;                         2 – виміри  температури на них до та після фарбування термофарбою;                 3 – виміри температури в класних кімнатах;                                                                        4 – побудова графіків та аналіз отриманих результатів.

Новизна:  утеплення будівель завжди виконується на зовнішніх поверхнях. Термофарба – новий і не поширений серед споживачів матеріал,  до якого відносяться з певною пересторогою, але саме цей матеріал дозволяє виконати утеплення з середини приміщень.

Практичне значення: за допомогою  термофарби можна виконати утеплення як зовнішніх так і внутрішніх поверхонь без великих втрат і з мінімальними зусиллями без спеціальної підготовки виконавців.

У 2013-2014 навчальному році учні нашої школи № 112 перемогли в проекті «Енергоефективна школа» і на отримані за перемогу 130 тис. гривень на 1-3 поверхах будівлі школи з метою покращення енергозберігаючих характеристик було встановлено енергоефективні металопластикові вікна. Слід зазначити, що наша школа збудована у 1975 році за так званим «кримським проектом» і майже 70 % площі стін – це вікна. До того ж самі стіни зроблені із залізобетону, товщина якого становить лише 25 см при нормі не менше 52 для нашої температурної зони. Школа має 4 поверхи, коридори всіх поверхів мають невелике звуження в центральній частині, але ніяких перегороджень між правим та лівим крилом будівлі немає. Нові вікна було встановлено лише в правому крилі.

Після встановлення вікон було зроблено і нові відкоси, але тільки із внутрішньої сторони приміщення, бо ззовні це дуже дорого, а коштів на це вже не було.

З настанням холодів ми вирішили визначити, наскільки ефективною була заміна вікон. Температура на поверхах в обох частинах коридорів не змінилася і це пояснюється тим, що  обидві частини сполучаються між собою. Також було досліджено температуру на укосах (мал. 1). Висота наших вікон становить 2 метри, на кожному з 4-х укосів на однаковій висоті було обрано по 10 точок, для побудови графіків бралася їх середня температура. Це дозволило не тільки оцінити якість роботи, а також визначити «містки холоду». Також за допомогою тепловізора було зроблено фото проблемних місць (мал.. 2, 3, 4)

Мал. 1. Графік вимірювання t° укосів на протязі грудня 2014 р.

Мал.2. Фото частини лівого укосу до фарбування на висоті точки 5 (близько 1 м над підвіконням) в режимі термосканування (верхній лівий знімок) та реального зображення (нижній правий знімок)

Мал.3. Фото частини правого укосу до фарбування на висоті точки 5 (близько 1 м над підвіконням) в режимі термосканування (верхній лівий знімок) та реального зображення (нижній правий знімок)

Мал.4 Фото кута правого укоса. Добре видно пошкодження зовнішньої штукатурки (нижнє праве зображення)

Для вирішення проблеми втрат тепла ми спробували термофарбу «Тезолат», яку нанесли на відкоси у два шари. Після цього виміри температури було продовжено. На жаль, за вимірами термометрів ніяких змін помічено не було (мал.1, частина графіку після 12 числа). В одно час знову було проведено зйомку теплові зором (мал.5, 6).

Мал.5. Фото лівого укосу після фарбування термофарбою.

Мал. 6. Фото лівого укосу після фарбування термофарбою.

Також ми побачили, що на укосах, вкритих фарбою температура на зовнішніх стінах майже на 3° нижча, ніж на тих, де фарба не нанесена (мал.7).

 Мал.7 Фото коридорної стіни школи з вулиці в режимі термосканування (верхній знімок зліва) та реального зображення (нижнє зображення справа)

Це свідчить про те, що втрати тепла, що виходить з приміщення, тут нижчі.

З термофарбою ми провели декілька цікавих дослідів і їх результати нас вразили. Один з них можна побачити на фото (мал..9). Зверніть увагу на покази термометрів. Там, де температура нижча, вода не холодніша, а просто через
фарбу тепла втрачається менше, ніж через  скло.

Мал. 8. Термосканування правого укосу.  Мал.9. Дослід із гарячою водою, що залита в стакан, частина якого вкрита термофарбою.

Одночасно з коридорами було досліджено температурні показники в класних кімнатах. Для цього було обрано кабінети № 23 (ІІ поверх) та № 33 (ІІІ поверх), що знаходяться один над одним, площа кабінетів, кількість опалювальних приладів, характер оскленіння – однакові. Однаковою була і щодення кількість уроків, тобто приблизно однаковою була і кількість учнів, що знаходились в кабінетах з 8.30 до 15.00. Виміри температури проводились два рази в день – на початку та в кінці учбового дня. До фарбування температура в обох кабінетах була приблизно однаковою, після фарбування ми відзначили, що  на початку дня температурні показники були однакові, а на при кінці уроків різниця становила інколи1°, а частіше 2°. Те, що в кабінеті № 33 тепліше, відзначали і учні, що приходили на уроки. Під час канікул, коли в кабінетах нікого не було, температури були однакові. Виміри температури в обох кабінетах проводились за допомогою мультиметра ( мал..10).

Мал. 10. Графік ходу температури в кабінетах 23 та 33 до фарбування (до 19.12) та після фарбування укосів. По вертикалі відкладено температуру, а по горизонталі – дні грудня місяця. Дати вихідних не позначені, бо в ці дні виміри не проводились.

Ми зробили припущення, що оскільки кожен з учнів має температуру 36,6°, це сприяє підвищенню температури в класних приміщеннях, але втрачається ця додаткова температура в кабінеті 23 швидше, ніж в кабінеті 33. В кабінетах все однакове, крім покриття укосів.

Загальна площа відкритої стіни становить 24 м², з них 15,6 м² — вікна (65%). Площа укосів складає (24 + 7,8)  0,1 = 1,6 м², тобто площа стіни разом з площею відкосів складає 25,6 м², а площа тільки відкосів становить 6,3% від загальної площі.

Тобто лише 6,3% стіни, вкриті термофарбою, сприяють суттєвому зменшенню швидкості втрати тепла.

Мал.11. Фото стіни школа зі сторони кабінетів. Добре видно різницю у втратах тепла на укосах другого та третього поверхів.

Також через тепловізор ми зробили фото укосів ззовні. На фото (мал..11) добре видно різницю між втратами тепла через рами на 4 поверсі (старі дерев`яні рами, температура на укосах = -1◦с, у кабінеті № 33( з пофарбованими укосами) температура на укосах становить -8,7 С, та у кабінеті № 23 (контрольний) – температура становила -4,8 С,тобто на пофарбованих укосах втрата тепла майже на 4 С менше, ніж на не фарбованих, що свідчить про те, що ці градуси не виходять у повітря, а залишаються у приміщенні, а будівля в цілому втрачає менше тепла. Про різницю зі старими дерев`яними рамами навіть не хочеться замислюватись. Також ми побачили, що встановлені тепловідбивні екрани з утеплювачем товщиною 3 мм не блокує повністю втрати тепла.

Ми не можемо вважати експеримент завершеним, бо хотілося б профарбувати всю стіну і тоді подивитись на температурні показники, але навіть сьогодні можна сказати, що термофарба дійсно працює і суттєво зменшує втрати тепла.

Скільки ж буде коштувати утеплення? Роздрібна ціна фарби близько 75 гривень, для соціальних об′єктів, таких як школа, ціна 45 гривень. При площі стіни 26 м² вартість утеплення становитиме 1170 гривень для одного класу нашої школи, але це робиться один раз і назавжди, а різницю у декілька градусів, коли сидиш нерухомо на уроці, відчуває кожен. До того ж це фарбування не потребує спеціальних навичок. Якщо ж утеплення зробити для всієї будівлі, то, відповідно, підвищиться температурі всюди, а це означає, що кількість тепла, що постачається школі, можна буде зменшити, а ,розглядаючи весь ланцюжок, можна говорити про зменшення спаленого вугілля і зменшення викидів оксиду вуглецю в атмосферу.