Objectifs de la leçon:
Tutoriels :
- Développement des compétences pour travailler avec différentes sources d'information ; analyse des données et formulation des conclusions.
- Pratiquer les compétences de formatage correct des résultats du travail avec des diagrammes.
- Consolidation des connaissances sur le climat et les facteurs qui le façonnent.
- Consolidation des connaissances sur les principes de travail du tableur Microsoft Excel.
- Évaluer le niveau de maîtrise des méthodes de visualisation de données numériques et développer les compétences d'application de ces méthodes dans la résolution d'un problème spécifique.
Développement:
- Développement des compétences des travaux pratiques en groupe.
- Développement de la capacité à raisonner logiquement et à tirer des conclusions.
Éducatif:
- Éducation d'une approche créative à la mise en œuvre de travaux pratiques.
- Développement de l'intérêt cognitif.
- Éducation à la culture de l'information.
Type de cours : Travaux pratiques, menés en classe d'informatique
Equipement : ordinateurs, projecteur multimédia, tableau blanc interactif, cartes atlas.
Pendant les cours
1. Moment organisationnel
2. Fixer des objectifs de cours
3. Actualisation des connaissances de base :
- définir le concept de « climat » ;
- quelles zones et régions climatiques se distinguent sur le territoire de la Russie (carte sur un tableau blanc interactif);
- raisons affectant la diversité des conditions climatiques sur le territoire de la Russie;
- qu'est-ce que la visualisation de données numériques ;
- quelles données sont nécessaires pour créer des graphiques ;
- quels types de diagrammes connaissez-vous ;
- rappeler les éléments du climatogramme.
4. Travaux pratiques
Les étudiants, au cours des travaux pratiques, doivent construire un climatogramme, déterminer le type de climat et le placer sur la carte climatique de la Russie.
Les travaux pratiques sont réalisés en classe d'informatique. Les élèves travaillent en binôme devant un ordinateur.
I. Construire un climatogramme (algorithme pour faire du travail pour les étudiants Pièce jointe 1 )
Mode opératoire.
Enregistrez les résultats de votre travail (cliquez sur "Fichier" - "Enregistrer sous ...", nommez le fichier et sélectionnez un dossier).
L'avantage des feuilles de calcul est que si les données d'origine du tableau changent, notre climatogramme est automatiquement reconstruit.
2. Pour déterminer le type de climat, après avoir construit le climatogramme, les élèves sont invités à remplir le tableau :
III. Placez le climatogramme sur la carte climatique de la Russie à l'aide d'un tableau blanc interactif.
5. Résumé
Dans notre pays, le climat est très diversifié en raison de la longueur du territoire du nord au sud et d'ouest en est. La formation du climat est influencée par certains facteurs : GP, rayonnement solaire, VM, surface sous-jacente.
Les étudiants remettent un travail sous forme de fichier sur ordinateur et de notes dans un cahier contenant une analyse du schéma construit avec des conclusions.
À la fin de la leçon, les enseignants résument et évaluent les activités des élèves.
Données pour les climatogrammes des bâtiments (Annexe 2).
Bibliographie:
- Utilisation de Microsoft Office à l'école. - M., 2002.
- www.klimadiagramme.de
- Sirotin V.I. Travail indépendant et pratique en géographie (de la 6e à la 9e année). – M. : Lumières, 1991.
- Géographie de la Russie. Classe Priroda.8: cahier d'exercices pour le manuel Je.Je. Barinova« Géographie de la Russie. Nature. Grade 8 "/ I.I. Barinova.-M.: Outarde, 2007.
| Nbre p/p | Indicateurs |
| Température de l'air et du sol Moyenne par mois Moyenne pour l'année Température absolue de l'air Température de la période de cinq jours la plus froide avec sécurité 0,92 Amplitude quotidienne moyenne de la température de l'air du mois le plus froid Durée de la période avec température moyenne quotidienne de l'air £ 8 ºС Température moyenne de l'air de la période avec une température quotidienne moyenne de l'air £ 8 ºС Température maximale moyenne de l'air du mois le plus chaud Température maximale absolue de l'air Amplitude quotidienne moyenne de la température de l'air du mois le plus chaud Humidité de l'air Humidité relative mensuelle moyenne de l'air du mois le plus froid Humidité relative mensuelle moyenne de l'air de le mois le plus chaud Précipitations Quantité de précipitations de novembre à mars Quantité de précipitations d'avril à octobre Précipitations quotidiennes maximales Vent Direction du vent dominant de décembre à février Direction du vent dominant de juin à août Rayonnement solaire Quantités o chaleur provenant du rayonnement direct, diffus et total sur une surface horizontale Quantité de chaleur provenant du rayonnement direct, diffus et total sur une surface verticale |
Les normes de conception sont déterminées par des valeurs probabilistes et la probabilité (sécurité) est fixée en fonction de la durée de fonctionnement prévue de la structure. Ainsi, la température de l'air extérieur en SNiP est donnée avec une sécurité de 0,98 et 0,92.
Thème 2 Les principales caractéristiques du climat et leur importance dans la conception
Principales caractéristiques climatiques
La climatologie du bâtiment prévoit de prendre en compte le climat lors de la résolution de problèmes architecturaux et de construction, en compilant les caractéristiques climatiques de la zone de construction afin d'identifier les facteurs climatiques favorables et défavorables pour l'homme.
Le climat de notre pays est diversifié, son impact sur l'homme et sur la formation de l'environnement est diversifié. Sans tenir compte du climat, il est impossible de construire économiquement, assez solidement ; il est impossible de créer des conditions favorables à l'activité humaine.
Le climat affecte la durabilité des bâtiments - la durée de leur fonctionnement, qui est déterminée par leur capacité à résister aux influences climatiques. Afin de neutraliser les facteurs climatiques négatifs et d'utiliser les facteurs positifs, il est nécessaire, après avoir étudié le climat de la zone de construction, de choisir les matériaux de construction les plus appropriés qui réagissent de manière connue au gel ou à la chaleur, à une humidité élevée ou faible, résistant à la corrosion, etc. ; déterminer l'aménagement du bâtiment qui procure le plus grand confort à la personne.
Les indicateurs climatiques peuvent être divisés en deux groupes - généraux et spéciaux.
Les indicateurs généraux du climat comprennent : la température (t, °С), l'humidité (w,%), le mouvement de l'air (u, m/s), le rayonnement solaire (Р, W/m2).
Température - l'un des éléments climatiques les plus importants. Le tableau 2 montre les échelles de température et leur relation.
Tableau 2
Échelles de température
La température pendant les heures de travail du jour tav jours dépend de la température climatique moyenne, pour les différents mois de l'année tav mois et de l'amplitude moyenne des fluctuations de température At n pendant la journée et est de la plus grande importance pour la caractéristique thermique.
Compte tenu de l'impact thermique sur une personne, on distingue les types de temps suivants:
– froid (inférieur à +8 °С);
– frais (8-15 °С);
– chaud (16-28 °С);
– chaud (au-dessus de +28 °С);
– très froid (inférieur à -12 °С);
– très chaud (plus de +32 °С).
La durée des types de temps caractéristiques au cours de l'année détermine les principales caractéristiques du climat qui affectent la conception et les solutions architecturales des bâtiments.
La durabilité d'un bâtiment dépend de l'état de ses parties principales - la fondation, les murs porteurs ou la charpente, les structures d'enceinte. Sous l'influence variable de la chaleur et du froid, les matériaux des structures sont détruits. Une destruction plus intensive se produit avec un changement rapide de température et, surtout, avec des chutes de température avec des transitions à 0 ° C.
Par conséquent, lors de la conception des bâtiments, prenez en compte :
– température de conception du jour le plus froid et des cinq jours ;
– amplitudes des fluctuations de la température de l'air – quotidiennes, mensuelles, annuelles.
L'humidité de l'environnement de l'air affecte considérablement l'état d'humidité des structures.
Pour déterminer le régime d'humidité, les indicateurs suivants sont utilisés.
Humidité absolue f, g / m 3, - la quantité d'humidité en grammes contenue dans 1 m 3 d'air.
Pression partielle (élasticité) de la vapeur d'eau e, Pa, - la pression de g ou de vapeur mélangée à d'autres gaz - donne une idée de la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air.
L'état de saturation complète de l'air en vapeur d'eau est appelé moulin à saturation W, g/m 3 . Le broyeur à saturation est constant à une température d'air donnée.
Limite de pression partielle E, Pa, correspond à la saturation complète de l'air en vapeur d'eau.
Lorsque la température de l'air augmente, les valeurs de E et W augmentent. Les valeurs de E pour l'air à différentes températures sont données dans le tableau 3.
Tableau 3
Les valeurs de la pression partielle maximale de vapeur d'eau E, Pa, pour différentes températures (à pression atm. ...)
Humidité relative j caractérise le degré de saturation de l'air en vapeur d'eau et est défini comme le rapport de l'humidité absolue à la saturation du broyeur à température constante :
L'humidité relative peut être définie comme le rapport de la pression partielle absolue à la pression partielle dans le broyeur à saturation :
La valeur de j affecte l'intensité de l'évaporation de l'humidité de toutes les surfaces mouillées.
Selon la valeur de j, on distingue le régime hygrométrique des locaux :
sec (j<50%);
normale (j=50¸60%);
humide (j=61¸75%);
humide (j>75%).
Avec une augmentation de la température de l'air, l'humidité relative j diminue, la valeur de la pression partielle e reste constante et la valeur de E augmente, car l'air chaud peut être plus saturé de vapeur d'eau que l'air froid.
Avec une diminution de la température, l'humidité relative j augmente et peut atteindre 100% et à une certaine température, elle peut s'avérer être E = e, un état de saturation complète de l'air en vapeur d'eau s'installe. La température à laquelle l'air est complètement saturé de vapeur d'eau s'appelle température du point de rosée tp . Avec une nouvelle diminution de la température de l'air t dans, à l'intérieur de la pièce, l'excès d'humidité passe à l'état liquide - il se condense et se dépose sous la forme d'un liquide sur la clôture.
La valeur de j affecte les processus de condensation d'humidité dans l'épaisseur et à la surface de la clôture, la teneur en humidité du matériau de la clôture.
Exemple de point de rosée :
L'augmentation de l'humidité de l'air nuit aux performances des structures, réduit leur durée de vie et nuit au microclimat des locaux. Lors de la conception, un calcul est effectué sur l'éventuelle humidité, la formation de condensat à la surface ou dans l'épaisseur de la clôture.
La combinaison de la température et de l'humidité détermine les conditions de confort dans les locaux. Les exigences relatives aux conditions de confort sont établies dans les normes sanitaires et hygiéniques, en tenant compte de la zone climatique de construction. Cela est dû aux particularités de l'influence du climat sur le corps humain dans diverses conditions. Dans les régions aux hivers froids, une température intérieure plus élevée est nécessaire pour normaliser l'état thermique d'une personne dans un logement que dans les régions chaudes.
Selon le climat, le rapport des températures et de l'humidité de l'air extérieur et intérieur, le mouvement de vapeur d'eau à travers la clôture se produit à l'extérieur ou à l'intérieur des locaux.
Par exemple, à Moscou, au cours de l'année, la température de l'air extérieur (tableau 4) dépasse rarement la température intérieure (18 °C), le flux de chaleur vers l'extérieur prévaut. L'humidité absolue de l'air de 50 à 60% à l'intérieur est plus élevée pendant la majeure partie de l'année qu'à l'extérieur (tableau 5), par conséquent, le mouvement de vapeur d'eau des locaux vers l'extérieur prévaut. Afin d'empêcher l'amortissement de la condensation des clôtures, Moscou prévoit une couche d'étanchéité plus proche de l'intérieur du mur (de la zone la plus humide de la clôture).
Tableau 4
Température moyenne mensuelle et annuelle de l'air, °C
Tableau 5
Humidité et précipitations
Par conséquent, il est impossible de transférer automatiquement des mesures préventives d'une région à une autre, sans tenir compte des particularités du climat, à savoir la température et l'humidité de l'air.
Nombre de listes déroulantes précipitation et leur intensité sont d'une grande importance dans la conception. L'influence des précipitations sur les clôtures des bâtiments est importante.
Lorsqu'il pleut avec de forts vents en rafales, les murs sont humidifiés. Pendant la saison froide, l'humidité se déplace à l'intérieur de la structure des couches les plus froides et les plus humides vers les plus chaudes et les plus sèches.
Si les clôtures sont légères, l'humidité peut atteindre l'intérieur du mur. Si les murs sont massifs, l'humidité ne pénètre pas dans la pièce, mais ces murs se dessèchent lentement et, lorsque la température baisse, l'humidité à l'intérieur des structures gèle et détruit les murs. La destruction est accélérée par le dégel. Les précipitations bruineuses à long terme ont un effet plus nocif que les précipitations intenses à court terme sous forme de petites gouttes. De petites gouttelettes sont retenues à la surface et absorbées par les matériaux. De grosses gouttes roulent sur les murs sous l'influence de la gravité.
Les précipitations (pluie, fonte des neiges) augmentent l'humidité du sol, le niveau des eaux souterraines augmente. Il est dangereux pour les bâtiments par la possibilité de soulèvement du sol, d'inondation de la partie souterraine du bâtiment.
La quantité de neige qui tombe augmente la charge sur les toits des bâtiments. Lors de la conception des chaussées, la possibilité de chutes de neige intenses créant une charge à court terme est prise en compte.
Vent a un impact direct sur les bâtiments. Le régime de température et d'humidité du territoire dépend de la direction et de la vitesse des flux d'air. Le transfert de chaleur des bâtiments dépend de la vitesse du vent. Le régime des vents affecte la disposition, l'orientation des bâtiments, l'emplacement des zones industrielles et résidentielles et la direction des rues.
Par exemple. En Sibérie et dans l'Oural, la surface intérieure du mur extérieur, située perpendiculairement au vent froid, est un peu plus froide que lorsqu'elle est calme. A Mourmansk, en hiver, les appartements orientés au sud sont plus froids que les appartements orientés au nord, car le vent du sud y est plus froid. Dans un climat chaud, la disposition des pièces peut permettre une ventilation transversale des appartements, c'est-à-dire le vent améliore le microclimat de l'habitation. Dans les zones humides, le vent accélère l'assèchement des clôtures, augmentant ainsi la durabilité des constructions.
L'énergie rayonnante du soleil (rayonnement solaire) crée de la lumière naturelle à la surface de la terre. radiation solaire peut être défini comme la quantité d'énergie par unité de surface, W / m 2.
Le spectre du rayonnement solaire est composé de rayons ultraviolets (environ 1 %), de rayons visibles qui brillent (environ 45 %) et de rayons infrarouges qui chauffent (environ 54 %).
Seule une partie du rayonnement solaire atteint la surface terrestre : directe, diffusée et réfléchie.
La quantité de rayonnement solaire total (direct et diffus) est donnée en SNiP pour les surfaces horizontales et verticales.
L'exposition d'une surface à la lumière directe du soleil est appelée insolation. L'insolation d'un territoire ou d'une pièce est mesurée par la durée en heures, la zone d'exposition et la profondeur de pénétration de la lumière solaire dans la pièce.
L'effet positif de l'insolation est déterminé par les propriétés bactéricides de la lumière solaire et de l'exposition thermique.
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La quantité de rayonnement solaire dépend également de la latitude de la zone de construction, de la période de l'année et a une intensité maximale en été (Figure 2).
Figure 2– Comparaison de l'intensité du rayonnement solaire.
Le chauffage des murs et la température à l'intérieur des locaux dépendent de la quantité de rayonnement solaire entrant. Lorsque les fenêtres sont ouvertes, la même quantité de chaleur pénètre dans la pièce que sur les murs. Lorsque les fenêtres sont fermées, une partie du rayonnement est réfléchie par le verre et une partie est absorbée par le verre et les encadrements de fenêtre, les chauffant. Avec un simple vitrage, environ la moitié du rayonnement incident (41-58%) pénètre à travers la fenêtre, avec un double vitrage - environ 1/3 du rayonnement (23-40%).
Compte tenu de l'effet du rayonnement solaire sur un bâtiment, il convient de tenir compte de la capacité d'absorption des différents matériaux, qui dépend de leur couleur et de leur état. Le tableau 6 montre la capacité d'absorption de divers matériaux.
J'appellerais le diagramme climatique l'une des branches de l'infographie, c'est-à-dire une manière de présenter les données de manière à obtenir le maximum d'effet de compréhension des informations présentées visuellement. En effet, la carte climatique permet de corréler rapidement certains indicateurs de température et de tirer une conclusion en fonction de ceux-ci. Sans cela, vous auriez à analyser tous les chiffres dans votre esprit.
Informations sur la carte climatique
Le mot grec "diagramme" lui-même signifie la représentation visuelle simultanée de plusieurs quantités, vous permettant de les comparer les unes aux autres. Il serait plus correct d'appeler la carte climatique "climatogramme" - c'est son nom officiel. Le climatogramme comprend :
- Échelles de température (en degrés).
- Échelles de précipitations (en mm).
- Indicateur de mode de précipitation.
- La courbe de l'évolution annuelle de la température de l'air.
- Axes des abscisses avec les mois de l'année.
Dans le même temps, il est très pratique d'utiliser simultanément dans un graphique un graphique à barres de la quantité de précipitations sur un intervalle mensuel et une variation annuelle de l'amplitude de la température.
Comment lire une carte climatique
Selon les données indiquées dans le climatogramme, on peut conclure de quel type de région il s'agit et quel climat y règne. Par exemple, si la zone est proche de l'hémisphère nord, la courbe de température se courbe vers le haut, et si elle est plus proche de l'hémisphère sud, alors vers le bas. Un point au sol plus proche de l'équateur montrera une ligne relativement droite. À son tour, si les colonnes du graphique des précipitations ont un indicateur élevé, alors un tel point est situé sur l'équateur ou près de la mer. À bas prix - dans les profondeurs du continent. Il y a aussi peu de précipitations dans les régions tropicales et les lieux de courants froids.
Application moderne des climatogrammes
Il semblerait que les zones climatiques de notre Terre soient établies depuis longtemps et aient dépassé leur zonage. Mais le fait est que dans un sens global, ces ceintures sont sujettes à changement, en particulier avec la menace du réchauffement climatique.
Par conséquent, les climatologues surveillent chaque année le déplacement des mêmes ceintures arctique et antarctique afin de prévenir à temps une éventuelle catastrophe.