Исследовательская работа по физике

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение -

средняя общеобразовательная школа №21 г. Белгород

Исследование микроклимата школы

Выполнила: Волошина Анна

ученица 9 «Б» класса

МБОУ СОШ №21г.Белгород

Руководитель:

Доронина Елена Анатольевна,

учитель физики

Белгород 2015г.

Оглавление:

Введение…………………………………………………………………………3

Часть1. Микроклимат помещений

§1. Что такое микроклимат и его влияние на организм человека…………….4-5

§2. Основные параметры микроклимата и их характеристики …………6-7

Часть 2. Измерение основных параметров микроклимата кабинетов

§1. Измерение параметров микроклимата………........................................7-10

§2.Результаты измерений………………………………………………………10-11

§3.Заключение…………………………………………………………………11

Список литературы………………………………………………………… 12

Приложение

Введение.

Проблема зависимости здоровья человека от окружающей среды сейчас актуальна как никогда. Современный школьник большую часть своей жизни проводит в замкнутом пространстве школы. Здание школы становится для нас своеобразной средой обитания. Для здоровья и высокой работоспособности учащихся в школе необходимы благоприятные условия, т.е. хороший микроклимат. В последнее время многие дети жалуются на снижение работоспособности, депрессию, общую слабость, не догадываясь, что во многом «виновником» этих проблем является микроклимат помещений, в которых они находятся. Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, если в помещении будет постоянно держаться высокая или низкая температура, а уровень влажности и количество поступающего воздуха не будут соответствовать общепринятым нормам, то это может негативным образом сказаться на самочувствии и настроении людей.

Гипотеза исследования

Можно предположить, что кабинеты, расположенные в школе, имеют ряд отклонений от санитарно-гигиенических требований, т.к. строительные работы были выполнены более 30 лет назад, а требования постоянно возрастают.

Данное исследование направлено на изучение микроклимата кабинетов школы и сравнение полученных данных с санитарно-гигиеническими нормами.

Цель работы: исследование основных параметров микроклимата школы.

Задачи: 1. Изучить материалы по основным условиям микроклимата в помещениях.

2. Провести измерения основных параметров микроклимата кабинетов.

3. Изменить некоторые условия в кабинетах для улучшения микроклимата.

Объект исследования - микроклимат учебных кабинетов школы.

Предмет исследования - условия улучшения микроклимата учебных помещений.

Методы исследования: изучение и анализ литературы, проведение эксперимента, анализ полученных данных.

Практическая значимость: результаты нашего исследования имеют практическую значимость и важны не только для нашей школы, но и для всех, кого беспокоит состояние здоровья современного школьника - от администратора и врача, до классного руководителя и заведующих кабинетами.

Часть 1. Микроклимат помещений

§1. Что такое микроклимат и его влияние на организм человека.

Микроклимат - это достаточно сложная система, требующая определения тех факторов, которые оказывают непосредственное влияние на человека.

Здание - это совокупность помещений, представляющих собой ограниченный объем, в пределах которого протекает жизнедеятельность человека. Процесс жизнедеятельности сопровождается взаимодействием человека с окружающей его средой помещения.
Правильная организация помещений и здания в целом открывает возможность обеспечения в них безопасных и эффективных условий пребывания человека.

Внутренняя среда помещения, проявляющаяся в большом числе факторов воздействия на человека, называется микроклиматом помещения.

Среди факторов внутренней среды выделим комплекс микроклиматических условий, оказывающих наиболее ощутимое физиологическое воздействие на человека. К ним относят тепловые условия в помещении и состав внутреннего воздуха.

Человек познает мир частично через ощущения, частично сознанием. При этом непосредственно поступающая информация об окружающей среде соотносится в мозгу с информацией, накопленной в памяти на базе предыдущего опыта. Это обстоятельство свидетельствует об индивидуальности восприятия человеком внутреннего микроклимата помещения.

Окружающая среда, которая не содержит раздражающих и возбуждающих факторов, препятствующих физической и умственной работе, а также отдыху, называется комфортной.

Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

Микроклимат помещений зданий характеризуется состоянием внутренней среды помещения, которая должна удовлетворять физиологическим и психологическим потребностям человека и обеспечивать стандартные минимальные качества жизни. Жилище человека должно быть экологически чистым, защищать людей от вредных воздействий шума и химических веществ, возникающих в помещениях вследствие применения некачественных материалов.

• Оптимальные параметры микроклимата - сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.

• Допустимые параметры микроклимата - сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.

• Требования к микроклимату помещений регламентируются:

• ГОСТ 30494 "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях" устанавливает параметры микроклимата обслуживаемой зоны помещений жилых, общественных, административных и бытовых зданий. Стандарт устанавливает общие требования к оптимальным и допустимым показателям микроклимата и методы контроля. Стандарт не распространяется на показатели микроклимата рабочей зоны производственных помещений.

• СанПиН 2.1.2.1002-00 "Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям" устанавливает санитарные требования, которые следует соблюдать при проектировании, реконструкции, строительстве, а также содержании эксплуатируемых жилых зданий и помещений, предназначенных для постоянного проживания, за исключением гостиниц, общежитий, специализированных домов для инвалидов, детских приютов, вахтовых поселков.

• СанПиН 2.1.2.2645-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях" устанавливает обязательные санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях, которые следует соблюдать при размещении, проектировании, реконструкции, строительстве и эксплуатации жилых зданий и помещений, предназначенных для постоянного проживания.

§2. Основные параметры микроклимата и их характеристики

К микроклиматическим показателям относятся температура, давление воздуха, влажность и скорость движения воздуха, интенсивность излучения.

В соответствии с СанПиН 2.4.2.11781 - 02 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат являются:

• температура воздуха;

• температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);

• относительная влажность воздуха;

• атмосферное давление;

Мне пришлось ознакомиться с физическими величинами этих параметров.

1. Температура воздуха, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата.

Температура (от лат. temperatura - надлежащее смешение, нормальное состояние) - скалярная физическая величина, примерно характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые). Термометр (гречHYPERLINK "ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B5%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA". θέρμη - тепло; μετρέω - измеряю) - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее.

2. Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную и относительную влажность.

Абсолютная влажность- это количество водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха, т.е. плотность пара (г/м³).

Абсолютная влажность сама по себе не указывает на то, в насыщенном или ненасыщенном состоянии находится водяной пар, поэтому введено понятие относительной влажности.

Относительная влажность (φ) обычно выражается в процентах определяется выражением:

φ = (P /P₀ )·100, %.

Относительная влажность влияет на теплообмен человека, например на интенсивность испарения влаги с поверхности кожи.

Например, относительная влажность 70 % означает, что в воздухе воды в парообразном состоянии находится 70 % от максимально возможного количества. Относительная влажность 100 % означает, что воздух насыщен водяными парами и в такой среде испарение происходить не может.

Для определения влажности воздуха применяются психрометры или гигрометры.

3. Атмосферное давление - это давление, оказываемое атмосферой на Землю.

Атмосферное давление на уровне моря 760 мм ртутного столба. При данном давлении человек испытывает комфортность. Как повышение, так и понижение атмосферного давления на большинство людей оказывает негативное влияние.

Атмосферное давление измеряют барометром - анероидом. Величина давления обычно выражается в мм. ртутного столба или в гектопаскалях - гПа.

Барометры - приборы для измерения атмосферного давления. Наибо­лее распространен барометр-анероид, принцип действия которого основан на использовании упругих деформаций мембран анероидных коробок под влиянием изменений атмосферного давления.

4. Интенсивность излучения - уровень ионизирующих излучений, не вызывающих в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами, составляет 60 мкР/ч (норма радиационной безопасности). Радиационную обстановку помещений можно контролировать дозиметром (индикатор радиоактивности).

Часть 2. Измерение основных параметров микроклимата кабинетов

§1. Измерение параметров микроклимата

Для определения основных параметров микроклимата кабинетов школы, мной были выбраны следующие кабинеты школы:

- Кабинет физики и наш классный кабинет, где мы проводим достаточно много времени, кабинет математики 221, где мы проводим 7 уроков в неделю - это 2 этаж,

- Кабинет химии 303, где мы встречаемся 3 раза в неделю и в кабинете очень много проводится опытов, кабинет русского языка 315, где мы проводим так же 7 уроков - 3 этаж,

- спортивный зал, где проводятся занятия 3 раза в неделю - 1 этаж.

Произведены следующие измерения:1) Определение температуры воздуха, 2) Определение относительной влажности воздуха, 3) Определение атмосферного давления, 4) Интенсивность излучения.

1. Определение температуры воздуха.

Температуру воздуха определяла спиртовым термометром в 3-х точках. Результаты сравнивала с гигиеническими нормами 18-20 градусов C° - температурой комфорта. Измерение производилось в 3-х точках (у наружной стены, у внутренней стены, в центре класса - зоне дыхания).

Чтобы получить среднюю температуру в помещении, измерения проводила в различных местах (около стен: наружной и внутренней, около окон, у пола). После чего показания термометров суммировала и делила на количество измерений. (Приложение1)

2. Определение относительной влажности воздуха.

Для определения влажности воздуха применяются психрометры или гигрометры. Психрометр предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +50⁰ С. Он состоит из двух спиртовых термометров сухого и влажного и психрометрической таблицы. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Психрометром определяла относительную влажность воздуха в классной комнате . Измерение производила в течение 4 минут, затем относительную влажность находила с помощью специальной психрометрической таблицы. (Приложение 2)

3. Определение атмосферного давления.

Атмосферное давление измеряла барометром - анероидом. Величина давления обычно выражается в мм. ртутного столба или в гектопаскалях - гПа.

4. Интенсивность излучения

Меня заинтересовала проблема радиационной безопасности учащихся нашей школы и поэтому я решила провести свое исследование. Интенсивность излучения определяла с помощью дозиметра. Я пользовалась индикатором радиоактивности «Нейва». Прибор индицирует мощность экспозиционной дозы гамма - в диапазоне от 5 до 999 мкР/ч излучения. Во всех случаях превышения показаний индикатора выше уровня естественного фона 30 мкР/ч, рекомендуется сообщить представителям санитарно-эпидемиологической службы.

Для создания комфортных условий самочувствия людей рекомендуются следующие параметры физических факторов воздушной среды:

1. Средняя температура воздуха для детей 18-20°C. Перепады температуры воздуха в горизонтальном направлении не должны превышать 2°C. В течение суток колебания температуры воздуха в помещении при центральном отоплении не должны превышать 3°C

2. Величина относительной влажности воздуха при указанных температурах может колебаться в пределах 40-60% (зимой 30-50 %)

3. Обычное колебание атмосферного давления находятся в пределах 760 +/- 20 мм рт. столба или 1013+/-26,5 гПа - гектопаскалей (1 гПа равен 0,750 мм рт. ст.)

4. Интенсивность излучения 30 мкР/ч- уровень естественного фона.

§2. Результаты измерений

Кабинет физики №204

1. Барометрическое (атмосферное) давление: 710 мм рт. ст.

2. Температура помещения средняя 24°C; колебание по горизонтали 1-3°C; разница между минимальной и максимальной температурой 3°C (отопление центральное).

3. Относительная влажность --41%,

4. Интенсивность излучения- 9 мкР/ч

Кабинет математики №221

1. Барометрическое давление: 710 мм рт. ст.

2. Температура помещения средняя 24°C; колебание по горизонтали 2-3°C; разница между минимальной и максимальной температурой 3°C (отопление центральное).

3. Относительная влажность -41%,

4. Интенсивность излучения 16 мкР/ч

Кабинет химии №303

1. Барометрическое давление: 705 мм рт. ст.

2. Температура помещения средняя 27°C; колебание по горизонтали 1°C; разница между минимальной и максимальной температурой 1°C (отопление центральное).

3. Относительная влажность -36%.

4. Интенсивность излучения - 10 мкР/ч

Кабинет русского языка и литературы №315

1. Барометрическое давление: 705 мм рт. ст.

2. Температура помещения средняя 25°C; колебание по горизонтали 1 - 2°C; разница между минимальной и максимальной температурой 2°C (отопление центральное).

3. Относительная влажность -36%.

4. Интенсивность излучения - 10 мкР/ч

Спортивный зал

1. Барометрическое давление: 715 мм рт. ст.

2. Температура помещения средняя 21°C; колебание по горизонтали 2-3°C; разница между минимальной и максимальной температурой 3°C (отопление центральное).

3. Относительная влажность -41%.

4. Интенсивность излучения- 7 мкР/ч

§3. Заключение:

Установлены показатели микроклимата кабинетов № 204,221,303,315 и спортивного зала нашей школы по следующим показателям:

1. Температура воздуха превышает гигиенические нормы (норма 18-20°C при обычном остеклении). Повышенная средняя температура воздуха, особенно после 2 урока будут способствовать обезвоживанию организма в результате теплоотдачи способом испарения. У людей, находящихся в таких условиях, будет ощущаться повышенная жажда и сухость слизистых оболочек.

2. Атмосферное давление пониженное (норма 760 мм рт. ст. ) .

Понижение атмосферного давления на большинство людей оказывает

негативное влияние, а дети обычно плохо переносят пребывание в

зоне пониженного атмосферного давления.

3. Относительная влажность на 1 и 2 этажах школы в норме, а на 3 этаже

понижена (гигиеническая норма 40-60%).

4. Интенсивность излучения в норме, не превышает уровень

естественного фона (30 мкР/ч)

Вывод: Кабинеты нашей школы имеют повышенный температурный режим, на который воздействуют разные условия. Относительная влажность помещений практически в норме. Давление воздуха пониженное, зависит от погодных условий. Интенсивность излучения в нашей школе не превышает уровень естественного фона.

Рекомендации: Для улучшения микроклимата нашей школы рекомендуется усилить интенсивность проветривания и поставить увлажнители воздуха. Дети обычно плохо переносят пребывание в зоне пониженного атмосферного давления. В классной комнате во время урока возрастает концентрация углекислоты и падает содержание кислорода. Поэтому класс необходимо проветривать. Сквозняков в классе быть не должно, а проветривание проводиться во время перемены, класс в это время должен быть пуст. Зеленые растения улучшают кислородный режим класса. Это позволит в достаточной мере и сохранять микроклимат учебного кабинета в соответствии с гигиеническими нормами.

Список литературы

1. Голод М. П./ «Проблематика и методика микроклиматических наблюдений»/ 1978г. -Л.: «Гидрометеоиздат» - 42с.

2. Гигиеническая оценка микроклимата классной комнаты [Электронный ресурс]: bestreferat.ru

3. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений [Электронный ресурс]: СанПиН 2.4.2.2821 - 10. - http//consultantplus.ru .

4. Дублянский В. М., Соцкова Л. М./ «Методики микроклиматических исследований»/ 1981г. -Л.: «Гидрометеоиздат» - 81с.

5. Сапожникова С.А. Микроклимат и местный климат» 1950г -Л.: «Гидрометеоиздат» - 242с.

6. МУК 4.3.2756-10.4.3 Методические указания по измерению и оценке

7. электронные ресурсы: микроклимата производственных помещений.

гигиеническая оценка микроклимата классной комнаты (bestreferat.ru)

Приложение №1

Средняя температура воздуха в кабинетах.

№ кабинетов

Норма

t⁰

204

18-20 С⁰

24С⁰

221

24С⁰

303

27С⁰

315

25С⁰

Спортивный зал

21С⁰

Приложение №2

Влажность воздуха в кабинетах

№ кабинетов

Норма

φ%

204

φ% = 40 - 60 %

41%

221

41%

303

36%

315

36%

Спортивный зал

41%

Приложение №3

Барометрическое (атмосферное) давление

№ кабинетов

Норма

Р, мм рт. ст

204

760 мм рт. ст

710

221

710

303

705

315

705

Спортивный зал

715

Приложение №4

Интенсивность излучения (уровень радиации)

№ кабинетов

Норма

D, мкР/ч

204

30 мкР/ч

9 мкР/ч

221

16 мкР/ч

303

10 мкР/ч

315

6 мкР/ч

Спортивный зал

7 мкР/ч