Урок "Розумний будинок"

9 клас

Тема:  Розумний будинок

Мета:

Поглибити знання учнів про теплові явища, енергозбереження; ознайомити з досягненнями українських вчених в галузі енергозбереження.

Розвивати інтерес до науки, вміння самостійно працювати з науково-популярною та довідниковою літературою.

Виховувати економічне та екологічне мислення, почуття патріотизму, вміння раціонально використовувати енергоресурси, хороші побутові звички, прагнення до поповнення знань.

Компетентності: спілкування державною мовою, математична, інформаційно -цифрова компетентність, ініціативність і підприємливість, уміння вчитися впродовж життя, основні компетентності у природничих науках і технологіях.

Очікувані результати: учні знають і розуміють поняття роботи та потужність електричного струму; знімати покази з електролічильника, знати, як розрахувати вартість електроенергії; розрізняти номінальну та фактичну потужності.

Обладнання: плакат “ Розумний будинок ”, виставка творчих робіт учнів “Мій будинок”.

Тип уроку: узагальнення та систематизації знань.

Основні методи та прийоми: словесні, фронтальна бесіда, розповідь, колективне обговорення, робота з електронною презентацією.

"Think globally, work locally"

            Думай глобально, дій локально

Хід уроку.

І. Організаційний момент (особиста, навчальна компетентність; компетентність з інформаційнокомунікаційних технологій).

ІІ. Актуалізація опорних знань (компетентність -  математика, науки, технології, інженерія).

Життя людини складне і багатогранне. Багато несподіванок чекає на кожного з вас. Будуть і радості, удачі, траплятимуться і неприємності. Але як добре після напруженого дня повернутися в приємний і затишний дім, де завжди є затишок і тепло, де приємно і комфортно. Коли ви підростете, можливо схочете збудувати свій дім. Яким йому бути в наш час? Які найкращі технології і матеріали використати? Коли в естетичному оформленні можна покластись на свій смак, то у виборі матеріалів потрібна порада фахівця.

ІІI. Вступне слово вчителя

“Розумний” будинок, “інтелектуальна” будівля – подібні фрази все частіше з’являються в друкованих засобах масової інформації та в рекламних матеріалах різних компаній. Що це – гасла, маркетинговий трюк, перспективні розробки майбутнього чи певна реальність, уже сьогодні доступна і необхідна в Україні? Не будемо чіпати проектів далекого майбутнього, а спробуємо розібратися в тому, що ми можемо мати вже сьогодні.

Оголошення теми уроку

Тема: Розумний будинок.

Будівельним конструкціям і матеріалам останніми роками приділяють багато уваги з погляду їхньої зносостійкості, здатності зберігати енергію та інших властивостей. Ця частина будинку суттєво не міняється за час експлуатації і є постійною складовою вартості проживання. А це не просто – витрачається енергія, забруднюється атмосфера, інженерне обладнання виходить з ладу і його слід ремонтувати. Іншими словами, значна частка витрат на проживання припадає на змінну складову, яку більшість людей майже не контролює. Як зберігати енергію?

Енергозбереження - це просто раці­ональне використання енергії.

Фахівці стверджують, що споживання енергії в се­редньому можна скоротити:

• в побуті на 34%
• у невеликих споживачів - на 22%
• у транспорті - на 24%
• у промисловості - на 13-33%

IV. Вивчення нового матеріалу

Багаторічна практика європейсь­ких країн яскраво свідчить, що, якщо ми переглянемо свої звички й поведінку, можна значно знизити потребу в енергії. І це зов­сім не передбачає погіршення життєвого стандарту або відмову від комфорту.

Де можна економити? 

З усієї споживаної в побуті енергії левова частка - 79% - припадає на опалювання приміщень, 15% енергії витрачається на теплові процеси (нагрівання води, приготу­вання їжі тощо), 5% енергії споживає електрична побутова техніка й 1% енергії витрачається на освітлення, радіо та телевізійну техніку.

Що таке 1 кВт·год. енергії?

1 кВт*год. енергії знадобиться щоб:

• 50 годин слухати радіо;
• 110 годин голитися електробритвою;
• на 17 годин залишити горіти лампу потужністю 60 Вт;
• 12 годин дивитися кольоровий телевізор;
• 2 години пилососити;
• прийняти 5-хвилинний душ;
• нагріти на 6 градусів повну ванну води (150л).

А тепер давайте порахуємо, скільки ми можемо заощадити електроенергії при виключенні світла в навчальних кабінетах школи під час змін за 1 навчальний день?

1) Для початку порахуємо кількість навчальних кабінетів -16

2) Скільки ламп в кожному кабінеті?

8 світильників  - 8х16=128 ламп

3) Тривалість усіх змін -10 хв +15 хв +15 хв +10 хв + 10 хв =60 хв =1 год

Потужність 1 лампи- 75 Вт

Розрахунок:

1)Загальна кількість ламп в усіх навчальних кабінетах?

128 ламп

2) Яка витрата енергії?

128х75х1ч =9600 Вт·ч = 9,6 кВт·ч 

3) Яка вартість електроенергії виходячи з тарифу:

9,6 кВт·ч х  120 коп=1152 коп=11грн52коп

Відповідь: економія складе11грн 52коп за 1 день

Опалювання.

Тож як зменшити витрати на опалювання і не змерзнути?

Ми не можемо вплинути на погоду, але все ж маємо можливість значно зменшити витра­ти на опалювання. Зміна звичок, свідоме ставлення до споживання енергії, поліпшен­ня ізоляції та реконструкція опалювальної системи, регулювання температури дозво­ляють заощадити до 50% всієї необхідної для обігрівання приміщень енергії.

З погляду медицини, найсприятливіша для здоров'я температура в приміщеннях - від 18°С до 20°С. Зниження температури на 1°С дозволить заощаджувати 5% енергії на опалення. Тому намагайтеся уникати пере­гріву приміщень. За температури примі­щень 20°С витрати енергії на обігрів на 20% нижчі, ніж за 24°С.

Ви можете поліпшити внутрішню ізоля­цію зовнішніх стін ваших квартир (піно­пластові плити, дерев'яні панелі, алюміні­єва фольга, гіпсовий картон, повсть, товсті текстильні покриття).

Переваги:

• це найдоступніший і найдешевший спосіб ізолювати житло;

• цю роботу можна провести поетапно (спочатку ніші за батареями, потім холодні кути, стеля);

• внутрішня ізоляція не піддається впливу погоди;

• ізольовані зсередини приміщення швидко нагріваються. Дотримуючись наведених нижче заходів, ви можете ефективніше використати тепло­ву енергію:

• закривайте штори на ніч, щоб через вікно не «випаровувалося» тепло;

•якщо ваша квартира обладнана індивідуальними лічильниками тепла та регулювальниками подачі тепла (термостатами), то ви можете частково або повністю відключити подачу тепла на ніч або коли йдете з дому. Відключайте її й коли провітрюєте приміщення;

• надто довгі штори та меблі біля радіаторних батарей помітно зменшують ефективність опалювання, тому бажано, щоб простір навколо радіаторів був вільним.

Провітрювати приміщення рекомендуєть­ся якомога частіше, а вікна відчиняти нена­довго. Коли ви відчиняєте вікна надовго, ви втрачаєте теплову енергію, котра дорого коштує, й надто охолоджуєте стіни й стелю.

Коли ви часто провітрюєте приміщення взимку, ви просто обігріваєте вулицю й ви­кидаєте гроші. Цей метод не прийнятний для зменшення «сухості» повітря у примі­щенні. Якщо ви повісите на батарею випар­ник з водою, то почуватиметеся добре й за зниженої температури.

Енергозбереження –    це раціональне використання   енергії.

Енергозбереження – зменшує  залежність від дорогого палива, сприяє підвищенню рівня життя, уповільнює темпи забруднення довкілля.

Енергозбереження  –   це вигода   для тебе, для сім’ї,  для держави.

Експлуатація побутових приладів.

Споживання електроенергії в різних сім'ях значно залежить від їхньої матеріальної забезпеченості. Елек­троприлади, що не є предметами першої необхідності, як то кондиціонери, автоматичні посудомийні машини і т. ін., набувають дедалі більшого поширення.

Незаможні сім'ї споживають менше електроенергії, однак вони змушені витрачати на неї значну частину свого бюджету. Отже, сім'я з низьким рівнем прибутку виграє, коли буде більш ефективно, ніж заможна, використовувати побутові прилади. Однак не всі можуть дозволити собі замінити менш економічні електроприлади на більш економічні.

Сім'ї прагнуть або виключно економії електро­енергії, перетворивши це на самоціль, або досягнення оптимального співвідношення витрат і переваг від ко­ристування наявними побутовими приладами. Одно­значної відповіді на запитання, чим слід керуватися, коли купуєш електроапаратуру, немає, це залежить від багатьох чинників. Однак є загальні принципи, переві­рені практикою, які ми розглянемо.

У ряді зарубіжних країн всі побутові електропри­лади забезпечуються етикеткою, яка містить інформацію про споживану потужність. Це дозволяє орієнтувати споживачів на купівлю економічнішої апаратури. Розглянемо деякі побутові електроприлади.

Плита електрична — найелектро ємніший і універ­сальний нагрівальний електроприлад.

Тепловтрати в кухонних плитах пояснюються го­ловним чином недоліками конструкції конфорок. У газової плити ККД конфорок становить 30-50%, у елек­тричної — від 50% до 70%.

Облік електроенергії та раціональне освітлення і використання електроприладів.

Електроплити випускають підлогові й настільні. Основними елементами підлогової електроплити є: конфорочна панель, духовка, шафа для зберігання й панель управління. Елементами настільної електро­плити є конфорочна панель, духовка та панель управління. Електроплити працюють у колі змінного струму

220 В.

На конфорочній панелі змонтовано 2-4 конфорки. Залежно від максимальної потужності нагрівальних еле­ментів розрізняють конфорки нормального нагрівання (час розігрівання до робочої температури — 5-Ю хв. для чавунних і 4-5 хв. для трубчастих) і прискореного нагрівання (3-6 хв. для чавунних і 1-3 хв. для труб­частих).

Конфорки прискореного нагрівання, в свою чергу, поділяються на експрес-конфорки (в яких прискорення нагрівання досягається за рахунок вмикання додатко­вого нагрівального елемента) та автоматичні конфорки (в яких перехід з режиму прискореного нагрівання в заданий тепловий режим здійснюється автоматично). За допомогою перемикачів панелі управління можна змі­нювати як кількість нагрівальних елементів, що вми­каються, так і схему їхнього вмикання, й таким чином ступінчасте регулювати потужність конфорки. Сучасні електроплити   випускають   з   4-7-ступінчастим регулюванням потужності конфорок.

Нагрівання духовки здійснюється трубчастими нагрівальними елементами, що розміщуються під нею та над нею.

Настільні електроплити за будовою та основним технічним характеристикам подібні до підлогових і відрізняються від них меншою кількістю конфорок, меншим об'ємом духовки і відсутністю шафи для посуду. Коли вибираєте електроплиту, слід мати на увазі, що плита потужністю до 5 кВт з трьома конфорками цілком забезпечує потреби сім'ї з 3-4 осіб. Плити більшої потуж­ності виправдані лише у великій сім'ї.

Деякі сучасні електроплити забезпечені таймером, що дозволяє автоматично регулювати час роботи. Це важливо для економії електроенергії.

Піч мікрохвильова використовується в побуті для швидкого приготування їжі, підігрівання готових страв і розморожування продуктів. На відміну від газових і електричних плит у мікрохвильовій печі для теплової обробки продуктів використовується енергія електро­магнітних коливань надвисокої частоти (НВЧ), гене­рованих магнетроном. У поєднанні з мікропроцесор­ними пристроями вони дозволяють майже повністю автоматизувати процес приготування їжі, скоротити час і зекономити електроенергію.

Електрогриль — шафа для смаження з нагріванням інфрачервоним випромінюванням. Призначений для приготування м'ясних і рибних страв. Продукти не торкаються нагрівальних елементів, завдяки чому відпадає необхідність використовувати жири.

Завдяки глибокому прогріванню приготування їжі значно скорочується, що призводить до зменшення споживаної електроенергії.

Холодильники бувають двох типів — компресійні та абсорбційні. Вони розрізнюються за принципом дії холодильного агрегату і, відповідно, конструктивними особливостями та технічними характеристиками.

Холодильний агрегат компресійного типу склада­ється з компресора з приводом від електродвигуна, випарника, конденсатора та фільтра-осушувача. Охолод­жування камери холодильника відбувається завдяки циркуляції в каналах випарника холодагенту, здійсню­ваної за допомогою компресора. Їхній основний недолік полягає в тому, що робота мотора компресора супро­водиться шумом. Але якщо мотор-компресор добре від­регульований і холодильник правильно встановлено, то він працює досить тихо. Періодичне вмикання та вим­кнення холодильного агрегату для підтримки в камері холодильника заданої температури здійснюється авто­матично багатопозиційним регулятором.

В абсорбційному холодильному агрегаті, що скла­дається з генератора з нагрівником, конденсатора, випарника і абсорбера, холод виробляється шляхом абсорбції — поглинання твердою або рідкою речовиною (абсорбером) пари холодоагенту. Циркуляція холодоагенту в системі досягається за рахунок нагрівання за допомогою електронагрівача. У абсорбційному холо­дильному агрегаті немає рухомих механічних частин, тому він працює безшумно.

Холодильний агрегат компресійного типу виробляє менше холоду, ніж абсорбційний.Випускають холодильники однокамерні, двока­мерні та трикамерні.

Пральні машини.

Найтрудомісткішими процесами в домашньому господарстві є прання та прасування. Тут у пригоді стають прилади, що полегшують і при­скорюють ці процеси, — пральні машини. Серед них пріоритетне місце по праву займають напівавтоматичні і автоматичні машини. Велика частина енергії, спо­живаної під час роботи пральної машини, витрачається на підігрівання води, а не на обертання барабана.

Ось чому найдивніший спосіб економії електро­енергії під час користування пральною машиною полягає в регулюванні кількості води та її температури при пранні та полосканні білизни. Прання в гарячій воді необхідне лише у випадках, коли треба очистити дуже забруднені білі тканини. Можливість полоскання в теплій воді передбачається майже завжди лише тому, що цього хочуть споживачі.

Економічність пральної машини залежить і від рівня води в барабані. Згідно з результатами обсте­ження, проведеного компанією "Прокторенд Гембл", середнє разове завантаження барабана становить лише 2,5 кг в машинах, розрахованих на 7-9 кг. Це доводить, що споживачі не мають ні найменшого уявлення про продуктивність своїх пральних машин і про умови, що обмежують можливості їхньої ефективної експлуатації.

Слід мати на увазі, що автоматичні та напів­автоматичні пральні машини за умови дотримання режиму прання та повного їх завантаження є найекономними. Разом з тим часто виникає необхідність прання невеликої кількості білизни. Використання для цієї мети згаданих вище пральних машин надзвичайно неекономічне. Для таких випадків слід мати вдома малогабаритну пральну машину, яка може вміститися у ванній кімнаті, туалеті.

V. Підбиття підсумків уроку (основні компетентності у природничих науках і технологіях)

Висновок.

На закінчення наведемо загальні рекомендації для економії енергії вдома:

- не опалюйте й не охолоджуйте приміщення, якими рідко користуєтеся;

- не ставте в холодильник гарячі страви;

Облік електроенергії та раціональне освітлення і  використання електроприладів:

• встановіть терморегулятор камери охолоджування на 4-5°С;
• перед тим, як їхати у відпустку, звільніть холодильник від продуктів, вимкніть його й залиште відчиненим;
• пересвідчіться в тому, що холодильник не дотикається до теплих стін.      
• Розмістить між холодильником і стіною лист щільного картону або відсуньте холодильник, щоб збільшити повітряний проміжок між ним і стіною;
• намагайтеся відчиняти холодильник якомога рідше;
• очищайте від пилу змійовик конденсатора, розташова­ний на задній стінці холодильника;
• перевірте, чи добре прилягає по всьому периметру двер­ний ущільнювач (якщо він пошкоджений, замініть його);
• перевірте, чи гасне лампочка всередині холодильника, коли двері зачинені;
• -для цього натисніть на кнопку вимикача.

Коли користуєтеся водою:

• не мийте посуд під великим струменем гарячої води, користуйтеся душевою сіткою зі зменшеною витратою води;
• перевірте, чи не течуть крани й труби.

Коли користуєтеся газовою плитою:

•     раз нарік перевіряйте регулювання полум'я пальників;
•     не користуйтеся духовкою та пальниками для опалюван­ня помешкання.

Коли користуєтеся освітлювальними приладами:

• вимикайте світло, коли воно не потрібне. Чиніть за принципом: "Хто йде останній, той вимикає світло!";
• якщо можливо, замініть лампи розжарювання флуорес­центними;
• використовуйте одну потужну лампу замість декількох ламп меншої потужності, наприклад, лампу в 100 Вт замість двох ламп по 60 Вт;
• утримуйте в чистоті лампи, плафони та іншу освітлювальну арматуру;
• стіни й стеля мають бути світлих тонів.

Дотримання всіх цих рекомендацій призведе до значної економії енергії в помешканні.

Добрі побутові звички:

•   приймайте короткий душ замість ванни. На ванну потрібно 100-150л гарячої

води, тоді як на економний душ всього 8 л/хв.;

•   закривайте воду поки намилюєтесь;
•   приймайте прохолодний душ, він корисніший для здоров’я і освіжає;
•   слідкуйте, щоб вода не текла з крана без необхідності;
•   не мийте тарілки під струменем води, користуйтесь мискою;
•   не вмикайте побутові прилади без потреби;
•   бережіть тепло, утеплюйте вікна, двері;
•   не обігрівайте оселю газовими плитами, це нераціонально, а також небезпечно;
•   користуйтесь лічильниками газу, води, тепла, це зекономить ваші кошти;
•   користуйтеся енергоефективними приладами.

VI. Домашнє завдання.

1. Додаткове завдання для бажаючих:

-Скласти пам'ятку «Як потрібно правильно берегти енергію».