Konrad Kulita B22

SPRAWOZDANIE DO ĆWICZENIA

LABORATORYJNEGO NR 1

Z FIZYKI BUDOWLI

1. Temat ćwiczenia

Pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu wraz z wyznaczeniem pionowego gradientu temperatury

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z aparaturą pomiarową i metodami pomiaru podstawowych parametrów charakteryzujących mikroklimat.

3. Zakres ćwiczenia

Zakres ćwiczenia obejmuje wykonanie pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza

w pomieszczeniu za pomocą aparatury pomiarowej oraz wyznaczenie pionowego gradientu

temperatury.

4. Podstawy teoretyczne:

Temperatura - jedna z podstawowych w termodynamice wielkości fizycznych (parametrów stanu) , będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, z termodynamicznego bowiem punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

Wilgotność względna – stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia nasycenia, określającego maksymalne ciśnienie cząstkowe pary wodnej w danej temperaturze. Ciśnienie cząstkowe jest (zgodnie z prawem Daltona) ciśnieniem, jakie miałby gaz, gdyby zajmował całą dostępną objętość. Wilgotność względna jest niemianowana i zawiera się w przedziale od 0 do 1, często wyrażana w procentach (100%=1). Wilgotność względna równa 0 oznacza powietrze suche, zaś równa 1 oznacza powietrze całkowicie nasycone parą wodną. Przy wilgotności względnej równej 1 oziębienie powietrza daje początek skraplaniu pary wodnej.

Pionowy gradient temperatury (ang. atmospheric lapse rate) zjawisko zmiany temperatury wraz z wysokością w atmosferze a także wielkość określająca zmianę temperatury watmosferze ziemskiej, przypadającą na jednostkę wysokości. Zazwyczaj jest wyrażany w stopniach Celsjusza na 100 metrów wysokości (°/100m).

Gradient temperatury między dwoma punktami (1) i (2) określony jest równaniem:

gdzie γ jest gradientem temperatury, T jest temperaturą, a z jest wysokością.

Gradient temperatury w atmosferze zależny od zjawisk zachodzących w atmosferze,

od pory roku, wilgotności powietrza i pory dnia.

5. Opis i charakterystyka aparatury pomiarowej

Aparatura pomiarowa używana w trakcie badań

1. Termohigrometry

Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702

Sonda pomiarowa LB-701 składa się z cienkowarstwowego czujnika temperatury

Pt-1000, cienkowarstwowego pojemnościowego czujnika wilgotności względnej,

elektronicznych układów przetwarzających i układu programowanej pamięci nieulotnej, w której zapisywane są indywidualne charakterystyki sondy, oraz dane identyfikacyjne i techniczne.

Czujniki pomiarowe sondy są chronione wymienną osłoną, której typ zależy od zastosowań.

Przyrząd w wersji standardowej jest wyposażony w osłonę czujników - filtr zanieczyszczeń typuF2.

Aparatura pomiarowa użyta podczas ćwiczenia

Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702 nr 996 wersja PR

DANE TECHNICZNE (dla LB-701 i 701T)

POMIAR TEMPERATURY
Niepewność pomiaru
Zakres pomiaru

POMIAR WILGOTNOŚCI
Niepewność pomiaru
Zakres pomiaru LB-701
Zakres pomiaru LB-701H
ODCZYT POMIARÓW
Parametr
temperatura powietrza
wilgotność względna

ODCZYT POMIARÓW (dodatkowo przez interfejs szeregowy)
Parametr
temperatura punktu rosy
objętościowa zawartość pary wodnej w powietrzu
czas

ZAKRES TEMPERATUR PRACY
Urządzenie
Sonda LB-701
Czujnik termometru LB-701T
Przetwornik termometru LB-701T
Panel LB-725

6.Opis przeprowadzonego ćwiczenia:

Za pomocą termohigrometru dokonaliśmy pomiarów w sali laboratoryjnej parametrów mikroklimatu w pięciu punktach na trzech różnych wysokościach (0,5m, 1m, 2m) wyznaczonej siatki pomiarowej według poniższego przykładu:

Pomiary wykonywaliśmy dwuktrotnie. Za pierwszym razem przy zamkniętym oknie w pomieszczeniu. Za drugim razem po 15 minutowym otwarciu okien w pomieszczeniu.

7.Wyniki badań

Numer punktu pomiarowego	Wysokość h [m]	Temperatura [oC]	Wilgotność [%]
1	0,5	23,2	23,2
1	1	23,4	22,9
1	2	23,4	22,7
2	0,5	23,5	22,6
2	1	23,4	22,7
2	2	23,5	22,7
3	0,5	23,9	22,9
3	1	23,9	22,7
3	2	23,7	22,8
4	0,5	23,8	22,6
4	1	23,8	22,7
4	2	23,8	22,8
5	0,5	26,1	22,9
5	1	26	23
5	2	26	23

Opracowanie wyników:

Pomiar 1

Wyniki badań przed otwarciem okna

Średnia temperatura w Sali na wysokości 0,5m wynosi 24,1˚C

Średnia temperatura w Sali na wysokości 1m wynosi 24,1˚C

Średnia temperatura w Sali na wysokości 2m wynosi 24,08˚C

Średnia temperatura w Sali 24,09˚C

Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 0,5m wynosi 53,16%

Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 1m wynosi 53,76%

Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 2m wynosi 57,7%

Średnia wilgotność względna w Sali 54,87%

Tabelaryczne zestawienie temperatury powietrza w pomieszczeniu

	0,5m	1m	2m
1stanowisko	23,2	23,4	23,4
2stanowisko	23,5	23,4	23,5
3stanowisko	23,9	23,9	23,7
4stanowisko	23,8	23,8	23,8
5stanowisko	26,1	26	26

Wykres przedstawiający temperaturę powietrza w pomieszczeniu

Tabelaryczne zestawienie wilgotności powietrza w pomieszczeniu

	0,5m	1m	2m
1stanowisko	52,5	54	55,1
2stanowisko	53,1	53,5	60,02
3stanowisko	54	54,9	61
4stanowisko	55,1	55,2	59,4
5stanowisko	51,1	51,2	52,8

Wykres przedstawiający wilgotność powietrza w pomieszczeniu

Gradient temperatury:

gradTh1-h2 =-((Tśrh2 – Tśrh1)/(h2-h1))

Na wysokości h₁=0,5m i h₂=1m

gradTh1-h2 =-((24,1 – 24,1)/(1-0,5))= 0˚C/0,5m

Na wysokości h₁=1m i h₂=2m

gradTh1-h2 =-((24,08 – 24,1)/(2-1))= 0,02˚C/1m

Na wysokości h₁=2m i h₂=0,5m

gradTh1-h2 =-((24,1 – 24,0,8)/(0,5-2))= -0,02˚C/1,5m

Pomiar 2

Wyniki badań po otwarciu okna

Średnia temperatura w Sali na wysokości 0,5m wynosi 22,84˚C

Średnia temperatura w Sali na wysokości 1m wynosi 22,8˚C

Średnia temperatura w Sali na wysokości 2m wynosi 22,8˚C

Średnia temperatura w Sali 22,81˚C

Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 0,5m wynosi 53,6%

Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 1m wynosi 53,86%

Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 2m wynosi 57,52%

Średnia wilgotność względna w Sali 54,99%

Tabelaryczne zestawienie temperatury powietrza w pomieszczeniu

	0,5m	1m	2m
1stanowisko	23,2	22,9	22,7
2stanowisko	22,6	22,7	22,7
3stanowisko	22,9	22,7	22,8
4stanowisko	22,6	22,7	22,8
5stanowisko	22,9	23	23

Wykres przedstawiający temperaturę powietrza w pomieszczeniu

Tabelaryczne zestawienie wilgotności powietrza w pomieszczeniu

	0,5m	1m	2m
1stanowisko	51	51,8	54,4
2stanowisko	54,2	54,2	54,7
3stanowisko	54,3	54,7	57,2
4stanowisko	53	52,9	59,8
5stanowisko	55,5	55,7	61,5

Wykres przedstawiający temperaturę powietrza w pomieszczeniu

Gradient temperatury:

gradTh1-h2 =-((Tśrh2 – Tśrh1)/(h2-h1))

Na wysokości h₁=0,5m i h₂=1m

gradTh1-h2 =-((22,8 – 22,84)/(1-0,5))= 0,04˚C/0,5m

Na wysokości h₁=1m i h₂=2m

gradTh1-h2 =-((22,8 – 22,8)/(2-1))= 0˚C/1m

Na wysokości h₁=2m i h₂=0,5m

gradTh1-h2 =-((22,84 – 22,8)/(0,5-2))= -0,04˚C/1,5m

8.Wnioski

Wraz ze wzrostem wysokości rośnie temperatura a wilgotność maleje.

Ze wzrostem wysokości powinien rosnąć także gradient temperatury, co może być stwierdzeniem prawidłowości pomiaru temperatury. Trzeba jednak stwierdzić, że pomiary mogą być niedokładne ze względu na krótki czas pomiaru, a aparat pomiarowy posiada stosunkowo dużą bezwładność.

W pomieszczeniu panowała dość duża temperatura biorąc pod uwagę,

że pomieszczenie to przeznaczone jest do celów dydaktycznych. Temperatura w pomieszczeniu wahała się między wartościami od 22,6˚C do 26,1 więc zgodnie z normą budowlaną o numerze PN-82/B-02402

„Ogrzewnictwo - Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach” pomieszczenie w którym wykonywane było badanie spełnia warunki pomieszczenia przeznaczonego do przebywania ludzi bez okryć zewnętrznych nie wykonujących w sposób ciągły pracy fizycznej.