Международный Детский Творческий Фестиваль «Южный полюс

Международный
Детский
Творческий
Фестиваль «Южный полюс»
Полное название темы работы
Унесенные ветром
Название научной секции
Прикладная и фундаментальная математика
Тип работы
Проектно – исследовательская работа
Авторы
Дэка Яна Викторовна, Петерсон Светлана
Александровна
Место учебы
МБОУ Шушенская СОШ №3
Класс
10
Место выполнения работы
Школьная Интеллект - академия
Сведения о руководителе
Астальцева
Галина
Георгиевна,
учитель
математики, МБОУ Шушенская СОШ №3
Год выполнения
2013-2014 год
Аннотация
Дэка Яна Викторовна, Петерсон Светлана Александровна
п. Шушенское, МБОУ СОШ №3, 10 класс
«Унесенные ветром»
Руководитель: Астальцева Галина Георгиевна, учитель математики
Цель научной работы: Выявление точной модели крыши, которая будет
максимально отвечать следующим критериям: надежность, доступность, креативность.
Методы проведенных исследований: отбор информации, проектирование, анализ, синтез,
моделирование. Основные результаты проведенных исследований: разработана модель
идеальной крыши, отвечающая критериям.
1.Введение
Актуальность: В наше время из-за стихийных бедствий некорректная
постройка крыши приводит к ужасным последствиям.
Проблема: При всем многообразии форм крыш, видов кровли, не
профессионалу сложно сделать выбор, чтобы при соотношении данных параметров
постройка крыши отвечала важным критериям (надежность, доступность,
креативность).
Разработанность исследуемой проблемы: все критерии рассматривали
раздельно, а наш предложенный вариант рассмотрения проблемы – это сборка всех
критериев современной крыши вместе.
2. Основное содержание:
Цель научной работы: Выявление точной модели крыши, которая будет
максимально
отвечать
следующим
критериям
(надежность,
доступность,
креативность).
Основные задачи:
1) Изучить понятия и термины, которые пригодятся нам в дальнейшей работе.
2) Изучить модели и виды крыш, кровли. Отметить их плюсы и минусы.
3) Изучить чертежи крыш.
4) Попробовать самостоятельно сделать проект собственной крыши.
5) Смастерить модель некоторых крыш из подручных материалов.
6) Провести эксперимент. Подвергнуть модели испытаниям, создав соответствующие
условия.
7) Дать рекомендации по строительству новой крыши с расчётами затрат, учитывая
альтернативные варианты.
Методы проведенных исследований: отбор информации, проектирование, анализ,
синтез, моделирование.
Результаты:
1. Изучены понятия и термины, которые нам пригодились в нашей работе.
a) Крыша — верхняя часть строения для защиты от неблагоприятных погодных условий.
Крыша состоит из наружной оболочки — кровли и внутренней подпоры кровли —
стропил.
b) Кровля — верхний элемент крыши (покрытие), предохраняющий здание от всех видов
атмосферных воздействий.
c) Современная кровля – это сложная конструкция, которая состоит из многочисленных
составляющих: ветрозащиты, парогидроизоляционной плёнки, утеплителя, самого
кровельного покрытия и многих других. Важно не забывать, что правильная
конструкция кровли обеспечивает вентиляцию пространства между стропильной
частью и кровельным покрытием, защиту от образования конденсата и потери тепла.
d) Надежная крыша – это свойство крыши выполнять свои функции в заданном режиме
в течение заданного срока с заданной вероятностью.
e) Доступная крыша – это крыша, которая подходит для многих, для всех (благодаря
невысокой цене, широкой известности, распространенности и т.п.)
f) Креативная крыша – это формирование новых идей для необычного комбинирования
кровель для покрытия собственной крыши.
2. Изучены модели и виды крыш, кровли, в том числе используемые в нашем
поселке. Отмечены их плюсы и минусы.
Формы крыш
Односкатная
Двухскатная
Вальмовая
Шатровая
Многощипцовая
Мансардная
Купольная
Плюсы
Минусы
1.Экономичность.
2.Простой монтаж стропильной
системы.
3.Рациональное использование
пространства.
4.Актуальна для районов с
большой ветровой нагрузкой.
5.Простое проведение ремонта.
6.Снег задерживается на
крыше.
1.Минимальное количество
отходов строительных
материалов.
2.Простой монтаж.
1.Малораспространена.
1.Прочная.
2.Наличие водостока по всему
периметру.
3.Равномерное распределение
нагрузки по всей поверхности
крыши.
1.Полная симметрия крыши.
2.Привлекательный вид.
1.Сложная форма крыши.
1.Долговечность.
2.Дополнительное пространство
в доме.
3.Внешний вид.
4.Практичность.
1.Низкая цена.
2.Не используется строительная
спецтехника.
1.Не построить без
спецтехники.
2.Большой расход
материала.
Прочность.
1.Высокая цена.
2.Ограниченные виды
кровли.
1.Требует возведение
фронтонов.
2.Простой дизайн.
1.Большое количество
отходов в процессе
строительства.
1.Сложная конструкция.
2.Нужен проект.
Виды кровли крыш
Керамическая черепица
Цементно-песчаная черепица
Металлочерепица
Асбестоцементные плиты
(шифер)
Профилированный настил
Стальная фальцевая кровля
Битумная черепица
Медная и алюминиевая
фальцевая кровля
Битумный шифер
Плюсы
Минусы
1.Легкий уход.
2.Не горит.
3. Не подвергается коррозии.
4.Морозостойкость.
5. Престижно выглядит.
6.Позволяет крыше «дышать».
1.Устойчивость к агрессивным
средам и солнечной радиации.
2.Морозостойкость.
1.Большой вес.
2.Хрупкость.
3.При сложной конструкции
крыши ведет к
технологическим сложностям.
1.Быстрота монтажа.
2.Устойчивость к
механическим воздействиям.
3.Доступная цена.
4.Легкость.
5.Удобство транспортировки.
1.Прочная.
2.Хорошо режется болгаркой.
3.Низкая цена.
1.Плохая шумоизоляция.
2.Большое количество
отходов при монтаже.
1.Простой и быстрый монтаж.
2.Высокая прочность на изгиб.
3.Низкая цена.
4.Долговечность.
1.Не горит.
2.Декоративная
привлекательность.
3.Гибкость.
4.Большой вес.
5.Можно работать при
минусовой температуре.
1.Прочность.
2.Хорошая шумоизоляция.
3.Не подвергается коррозии и
гниению.
4.Малое количество отходов.
5.Не ржавеет.
1.Большой вес.
2.Высокая цена.
3.Хрупкость.
1.Хрупкий.
2.Вредность асбеста для
человека.
3.Декоративно
непривлекателен.
4.Накапливает влагу.
Низкая шумоизоляция.
1.Не прочная.
2.Кровлю необходимо
утеплять.
1.Высокая горючесть.
2.Выцветает на солнце.
3.Не столь «элитна», как
натуральная.
1.Не требует особого ухода.
Высокая стоимость.
2.Не горит.
3.Не подвергается коррозии.
4.Экологически чистая кровля.
5.Престижно выглядит.
1.Легкий.
1.Выцветает на солнце.
2.Имеет много окрасок.
2.Хорошо горит.
3.Удобен в работе.
3.Малая морозостойкость.
3. Были рассмотрены чертежи разных видов крыш, в том числе используемые в нашей
местности. Приложение 1.
4. Была проведена проба самостоятельно спроектировать собственную крышу,
отвечающую критериям (надежность, доступность, креативность).
5. Смастерили модель крыши из подручных материалов.
Мы построили односкатные крыши. Предположительно покрыли одну из них
профилированным листом, а другую металлочерепицей.
6. Провели эксперимент. Мы подвергали виды крыш воздействиям окружающей
среды: сильный ветер, тяжелая нагрузка на крышу и кровлю (снег), землетрясение,
пожар. В ходе эксперимента выявили:
a) Сильный ветер (чем ниже столбец, тем выше показатель
надежности):
- Односкатная.
- Многощипцовая.
- Купольная.
- Вальмовая.
- Мансардная.
- Шатровая.
- Двухскатная.
б) Нагрузка на крышу и кровлю (снег), (чем ниже столбец, тем выше
показатель надежности):
в)
Землетрясение (разрушение крыши), (чем ниже столбец, тем выше
показатель надежности):
г) Пожар (разрушение крыши), (чем ниже столбец, тем выше
показатель надежности):
Анализируя показатели диаграмм, мы пришли к выводу, что самая отвечающая
заявленным критериям крыша – односкатная и купольная. Следом за ними по надёжности
стоят шатровая и двускатная, а далее вальмовая, мансардная и многощипцовая. Уровень
надёжности по форме определён.
Изучив рынок кровли, характеристики материалов по тем же параметрам
(надёжность,
заявленным
доступность,
параметрам
креативность),
материалом
для
определили,
кровли
что
являются
самым
отвечающим
металлочерепица
и
профилированный настил.
Решим задачу:
Требуется построить крышу двускатной формы для дома площадью 100 м2 с
кровлей из металлочерепицы. Мы провели расчеты на будущую крышу, опираясь на цены
предполагаемого для строительства материала (см. приложение), площадь покрытия и
цены нанимаемой для этого строительства бригады.
1) Услуги кровельщиков в городе Красноярск 500 руб./кв.м. Тем самым бригаде мы
отдадим за выполненную работу 50000 рублей.
2) Для покрытия кровли мы выбрали металлочерепицу. Выяснили её стоимость –
около 320 руб/м². Мы просчитали, что покрытие для нашей кровли обойдётся
32000 рублей. И в сумме крыша обойдётся в 82000 рублей.
3) Также мы учтём дополнительные расходы (крепёжные элементы и т.п.).
Определим эти затраты в 5000 рублей.
4) Итоговая сумма затрат составляет 87000 рублей, что является вполне приемлемым
расходом для семьи со средним доходом. Таким образом, при среднем
ежемесячном доходе семьи в 30000 рублей, и откладывании на будущую крышу по
10000 каждый месяц, начать строительство можно будет уже через 9 месяцев.
Нельзя исключить вариант кредита на 87000 рублей сроком на один год, например,
под 18%. Тогда окончательная сумма выплаты будет равной 102660 рублей, а
ежемесячный платёж составит 8555 рублей.
Вывод:
Нами изучены понятия и термины, которые пригодились в исследовании. Изучены
модели и виды крыш, кровли, отмечены их плюсы и минусы. Изученные чертежи крыш
дали возможность попробовать самостоятельно создать модели всех крыш из подручных
материалов. В ходе эксперимента мы подвергали модели испытаниям, создавая
соответствующие условия. В результате выявили форму крыши вид кровли, которые
максимально
соответствуют
критериям
надёжности,
доступности,
креативности.
Проведены математические вычисления и даны рекомендации по строительству новой
крыши с расчётами затрат и учётом альтернативных вариантов.
Литература:
1) http://remontlend.ru/remont-zdanij/krovlya-krish/
2) http://novakrovlya.ru/
3) http://www.builderclub.com/statyi/materialy/krovelnye-materialy-vidy-krovelnyhmaterialov-dlya-kryshi-doma-obzor/
4) http://modernroof.ru/production/vse-o-kryshe/ponjatie-krysha.html
5) http://www.mk4s.ru/ru/index/index/pageId/103/
6) http://brigadaizvladimira.ru/tseny-brigady-stroiteley
7) http://plotnik-i-dom.ru/usloviya-i-zeny
8) http://krasnoyarsk.blizko.ru/predl/construction/biuldservices/assemblyjobs/assemblyjobs
9) http://2451651.tiu.ru/g2803771-stroitelstvo-remont-kryshi
10) http://www.stroydomtrust.ru/news.php?id=54
Приложение:
Металлочерепица Интерпрофиль - популярный
кровельный материал, имеет отличные
от 185 руб/м²
характеристики. Он долговечный, производится Цены
из оцинкованной стали, не подвержена
деформации и коррозии.
Металлочерепица Металл Профиль качественная кровля, имеет ряд положительных
от 240 руб/м²
характеристик. Отличается простотой монтажа и Цены
хорошими эксплуатационными свойствами.
Доступная стоимость.
Металлочерепица Pelti ja Rauta производится в
Финляндии. Используются полимерные
покрытия высокого качества, что обеспечивает
от 300 руб/м²
Цена
долговечность материала, а также устойчивость
к потери цвета.
Металлочерепица Takotta - превосходный
кровельный материал из Финляндии. Отличное
от 298 руб/м²
Стоимость
сочетание качества и богатой цветовой гаммы
Такотта, придают ей большую популярность.
Металлочерепица Grand line выпускается
Обнинским заводом «Металлист»,
от 280 руб/м²
Стоимость
изготавливается с предварительно нанесенным
на его поверхность полимерным покрытием.
Металлочерепица Mera System (Мера Систем)
разработана специалистами шведского завода
SSAB компанией Mera System. Для ее
изготовления используют горячеоцинкованный
от 320 руб/м²
Купить
лист тонкой стали с полимерными покрытиями.
Ондулин
материал.
-
очень
кровельный от
практичный
Onduline
370
отличные руб./м²
имеет
характеристики: защита от протекания, устойчив к
Цены
большим перепадам температур, бесшумность при
осадках. Низкая стоимость, гарантия - 15 лет.
Цементно-песчаная
черепица
BRAAS
применяется на крышах любой сложности
от
39,9
руб./шт.
и позволяет воплотить в жизнь любые
архитектурные
решения
Её Цены
здания.
классическая красота не выходит из моды
вот уже много столетий.
Цементно-песчаная
черепица от
39,9
ЗАБУДОВА. Завод ОАО «ЗАБУДОВА» руб./шт.
производит
натуральную
цементноЦены
песчаную кровлю на оборудовании и по
технологии фирм “SCHAUDE” и “Claudius
Peters” (Германия).
Цементно-песчаная кровля Sea Wave –
продукт совместной работы российской
компании "Балтик Тайл" и шведского
холдинга Benders, который был запущен в
производство
несколько
лет
назад
от
35
руб./шт.
и Акция
пользуется огромной популярностью у
российских покупателей.
Керамическая
черепица
Cottosenese.
Ценители
итальянских
культуры
традиций
смогут
от 2,73 евро /шт.
и Цены
отдать
должное этой кровле с ярковыраженным
средиземноморским
стилем,
проявленным
в
высокопрофильной
форме
и
особой цветовой гамме, которая
имитирует
состаренную
поверхность.
Керамическая
черепица
Продукция от 2,3 евро /шт.
Nelskamp.
Nelskamp
производится
на
самом современном в Европе
оборудовании.
черепицы
Эту
марку
отличает
самое
Цены
низкое водопоглощение.
Керамическая
черепица
Erlus. Вот уже более 150 лет
завод
Erlus
производит
высококачественную
от 2,13 евро /шт.
Цена
продукцию. Для производства
используется
лучшая
глина,
которая придает ей высокие
технические характеристики.
Керамическая
из
Maruso
черепица от 125 руб./шт.
Японии
изготавливается
из
Цена
натурального
высококачественного сырья. .
Керамическая
Отличается
Creaton.
необыкновенно
цветовой
черепица
гаммой.
керамической
от 2,55 евро /шт.
широкой Купить
Глазури
черепицы
Noblesse и Finesse передают
практически
всю
палитру
оттенков цвета.
Керамическая
кровля
Кровля
TONDACH.
лучших
традиций классических форм и от 1,48 евро /шт.
правил
классицизма,
подражание
природе,
Купить
обращение к формам и образам
античного
искусства,
идеальному
как
эстетическому
эталону.
Черепица ABC керамическая
имеет широкое многообразие
форматов
кирпича,
архитектурных
форм
от 2,39 евро /шт.
и Стоимость
фигурных элементов, а значит
вы сможете воплотить с ней
даже
самые
оригинальные
дизайнерские идеи.
Керамическая черепица Braas.
Классическая
красота
этой
натуральной кровли Браас не от 58 руб. / шт.
выходит из моды вот уже много Стоимость
столетий обретая все большую
популярность.
Профнастил
МП-20.
Собственного от 179 руб./м²
производства производится листами длиной
до 6 м. Профнастил МП 20 обладает хорошей
Цены
пластичностью и стойкостью к коррозии и
выцветанию.
Профнастил Grand Line. Профнастил Гранд от 250 руб./м²
лайн
выпускается
оборудовании
с
на
полным
новейшем
соблюдением
Цена
технологий
на
заводе
«Металлист».
Отличные потребительские качества.