Исследование влажности воздуха в школьных помещениях

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Школа № 19»

Нижегородского района

г. Нижнего Новгорода

Научное общество учащихся «Эврика»

Исследование влажности воздуха в школьных помещениях

Выполнил: Веретенников Андрей                          ученик 6 А класса
Руководитель: Веретенникова Светлана Валерьвна

2020 год

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..3

Глава 1. Теоретическая часть.

1. Влажность воздуха и ее значение……………………………………………5
2. Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека……………..6
3. Приборы для изучения влажности воздуха…………………………………8
4. Природные индикаторы влажности…………………………………………9

Глава 2 Экспериментальная часть

2.1 Методика проведения эксперимента……………………………………….11

2.2 Определение влажности в разных помещениях школы…………………..12

2.3 Соответствие относительной влажности воздуха в помещениях школы санитарным нормам……………………………………………………………..13

Заключение………………………………………………………………………14

Литература……………………………………………………………………….15

Введение.

Воздух – неотъемлемая часть в жизни каждого человека – это один из источников жизни. Человек не может жить без воздуха. Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Важное значение для человека наряду с температурой и давлением атмосферы имеет количество в ней водяных паров.  Относительная влажность воздуха - важный экологический показатель среды. От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для терморегуляции организма. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. 

Таким образом, возникает проблема: соответствует ли относительная влажность воздуха, который нас окружает, санитарным нормам. В связи с поставленной проблемой, мы сформулировали цель работы: изучить показания влажности воздуха в школьных помещениях и  влияние их на самочувствие учащихся.

Задачи работы:

1. Изучение литературы по данной проблеме.

2. Изучение устройства и принципа работы психрометра

3. Познакомится с «природными» индикаторами воздуха.

4. Измерение влажности воздуха в разных помещениях школы и сравнение полученных данных с санитарно-гигиеническими нормами.

5. Изучение влияния влажности воздуха на самочувствие человека.

6. Разработать способы повышения и понижения влажности в помещениях.

Объект исследования: процентное содержание влаги в помещениях школы.

Предмет исследования: влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Методы работы: изучение литературы, наблюдения, сравнение и анализ, эксперимент.

База исследования: школа.

Гипотеза исследования: если поддерживать в помещениях нормальную влажность воздуха, то можно обезопасить себя от негативных воздействий на организм повышенной и пониженной влажности.

Практическая значимость нашего исследования заключается в сформулированных способах повышения и понижения влажности воздуха.

Актуальность нашего исследования заключается в том, что в последние годы среди учащихся школ высокий процент простудных заболеваний, а низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям. Высокая влажность также вызывает некоторые негативные явления в организме человека, например, нарушается теплообмен организма с окружающей средой, что приводит к перегреву тела.
         Влажность влияет не только непосредственно на самого человека , но и на окружающий его мир. Хранение произведений искусств и книг в библиотеках требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах и в библиотеках можно видеть психрометры (прибор для измерения влажности).

Первой задачей наших исследований на практике, это измерить влажность воздуха в разных помещениях нашей школы: в предметных кабинетах, в компьютерном классе, в столовой, в рекреациях. А также исследовать помещения, где находятся оборудования и информационно-передающие устройства.

Таким образом, каждый из нас должен знать каким воздухом он дышит и соответствует ли его концентрация для хорошего самочувствия и здоровья.

Глава 1 Теоретическая часть.

1.1 Влажность воздуха и ее значение.

Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара.  Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Водяной пар поступает в атмосферу в результате процесса испарения с поверхности океанов, морей, озер и рек. Испарение зависит от температуры испаряющей поверхности и от относительной влажности воздуха. Насыщенный воздух не может вместить больше пара, если температура его не повысится. При повышении температуры, он удаляется от насыщения, при понижении, наоборот, в нем может начаться конденсация. Так происходит, например, летней ночью при ясной погоде, соприкасаясь с холодной поверхностью, оставляет на ней капельки росы. При отрицательной температуре выпадает иней. В воздухе, охлаждающемся от поверхности или от пришедшего холодного воздуха, образуется туман. Он состоит из мелких капелек или кристалликов, взвешенных в воздухе. В сильно загрязненном воздухе образуется густой туман с примесью дыма – смог.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной.

Люди обычно чувствуют себя лучше во влажном воздухе. Оптимальной для нас является относительная влажность воздуха от 45 до 55% при температуре 18 - 24°С. При низкой влажности может возникнуть сухость слизистых оболочек и дыхательных путей и, как следствие этого, развивается кашель и хрипота.

1.2 Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность  человека.

Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.  Люди обычно чувствуют себя лучше во влажном воздухе. Оптимальной для нас является относительная влажность воздуха от 45 до 55% при температуре 18 - 24°С. Знаете, что общего между пустыней Сахара и обычной квартирой с центральным отоплением? Влажность воздуха! Всего 20-25 %! У человека появляется першение в горле, сухость кожи, насморк и общая усталость. Но дело не только в комфорте. Пересушенный воздух – это еще и прямая угроза здоровью: организму остро не хватает кислорода, а отсюда – утомляемость, невозможность сосредоточиться, повышенная нагрузка на сердце. Быстрее стареет кожа.

 На пересушенных слизистых носа и горла легко поселяются микробы, а значит, вы чаще простужаетесь. Зависит от воздуха не только наше с вами здоровье, но и психологический настрой. В некоторых помещениях мы чувствуем себя не очень хорошо, хотя и не можем понять причины этого.
При этом человек в среднем больше 20 часов в сутки проводит в закрытых помещениях. Люди весьма восприимчивы к влажности. От нее зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. При высокой влажности, особенно в жаркий день, испарение влаги с поверхности кожи уменьшается и поэтому затрудняется терморегуляция человеческого организма. В сухом воздухе, напротив, происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей. 

В воздухе с большой относительной влажностью испарение замедляется и охлаждение незначительно. Жара труднее переносится при высокой влажности воздуха. В этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги. Поэтому возможен перегрев тела, нарушающий жизнедеятельность организма. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25°С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 50%.

Обогревательные приборы, работающие в зимний период, сушат воздух и вызывают испарения влаги с кожи. Сухой воздух, подобно губке, ищет и впитывает влагу везде, где бы она ни встретилась. Наша кожа не исключение.

Чтобы полностью избежать сухости кожи зимой, достаточно не подвергать ее воздействию сухого воздуха, возникающего при работе обогревательных приборов. Для этого относительная влажность в помещении должна быть не менее 50%. Зимой она обычно составляет не более 20%. Для поддержания нужного уровня влажности можно вывешивать мокрые полотенца или ставить на батарею ванночку с горячей водой.

Наш организм на две трети состоит из воды, поэтому относительная влажность воздуха влияет на здоровье и самочувствие. Чем меньше влажность, тем быстрее испарение при дыхании, что способствует охлаждению тела. Следствием сухого воздуха является подверженность организма простудным инфекциям.

Простуда и насморк распространяются воздушно-капельным путем или через телесный контакт с больным. Главная функция кожи – быть барьером для бактерий. Если кожа и слизистые оболочки носоглотки сухие (а они теряют влагу под воздействием сухого воздуха), то барьер становится менее эффективным.

Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом, обостряет кожную аллергию. Кроме того, он приводит к тому, что пыль летает по всей комнате, и ее частицы попадают в органы дыхания, что может привести к легочным заболеваниям.

Таким образом, можно сделать следующий вывод:

• При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению
• При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена.
• Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60%.
• Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

3.   Приборы для измерения влажности воздуха

Психрометр. Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлажается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем меньше разность показаний термометра.

При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур термометров с помощью специальных таблиц, называемых психрометрическими (приложение), можно определить относительную влажность воздуха. Психрометрами обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.

1.4 Природные «индикаторы» влажности.

Блестящий синоптик – лягушка. Любой, кто захочет, может обзавестись таким «живым» барометром. Сначала нужно сделать маленькую деревянную лесенку. И опустить её в стеклянную банку с водой. Затем поймать лягушку (травяную, остромордую или озёрную) и посадить её в банку.

Через некоторое время, когда животное придёт в себя, можно начинать наблюдения. Если лягушка поднимается по лесенке, ждите плохой погоды, спускается – погода будет переменной, барахтается на поверхности воды – тепло, солнечно, сухо. Предсказания всегда точны. Дело в том, что у лягушки кожа очень легко испаряет влагу.

В сухой атмосфере кожа быстро обезвоживается, поэтому лягушка перед сухой погодой сидит в воде. В сырую погоду, когда собирается дождь, она вылезает на поверхность – обезвоживание теперь ей не грозит.

Чудесными синоптиками являются многие птицы. Постоянно находясь в атмосфере, непосредственно испытывая на себе воздействие всех происходящих в воздушном океане изменений, птицы в течение веков приобрели высокую чувствительность к изменению атмосферного давления, к уменьшению освещённости (тонкие, прозрачные облака, ослабляющие солнечный свет, - предвестники ненастья), к скоплению в атмосфере электричества перед грозой и т. д. И, что особенно важно, птицы реагируют на все метеорологические изменения заранее. Это находит отражение в их пении, криках, поведении и ежегодных сроках прилёта.

О приближении дождя заблаговременно сигнализируют человеку муравьи и пчёлы. Первые старательно закрывают входы в муравейник, вторые сидят в ульях и гудят. Мухи и осы перед ненастьем стремятся залететь в помещение, даже в кабины автомобилей. Хорошо предчувствуют грозу бабочки-крапивницы.

Если в ясную погоду они ищут укрытия в защищённых от ветра местах, в пучках сухих веток, дуплах деревьев, то это значит, что через несколько часов можно ожидать грозу. Но если поздно вечером сильно трещат кузнечики, наутро наступит хороший день. Вьющиеся в воздухе столбом комары и мошки обычно тоже предвещают хорошую, ясную погоду.

Некоторые насекомые позволяют нам предугадывать погоду и на более длительный срок. Чем выше к осени муравьиные кучи, тем суровее будет зима. На холодную зиму пчёлы залепляют леток, оставляя в нём еле заметное отверстие, а к тёплой зиме он остаётся открытым.

К изменениям влажности воздуха и её температуры, чувствительны также и растения. Так, благодаря наблюдательности человека установлено: если берёза раньше ольхи листья выкинет, будет лето ведренное, а если ольха первая распустится, холод и дожди замучают. Если на лугах, на лесных полянах и среди кустов в первой половине апреля распускаются золотисто-жёлтые цветки первоцветов (примулы), баранчиков, то нужно ждать первых тёплых дней.

Белые шапки медоносных цветков рябины – точный предвестник изменения погоды к надёжному теплу. На установление тёплой погоды также указывает весеннее сокодвижение у берёзы, клёна и других деревьев. Появление на поверхности воды в прудах, озёрах и реках широких зелёных листьев белой кувшинки знаменует конец заморозков. Обильное выделение капель жидкости на широких пластинках листьев конского каштана обычно предвещает наступление длительного дождливого периода.

Таких растений-барометров в природе немереное количество. Добавьте к этому сотни своеобразных растений – гигрометров, индикаторов температуры, флюгеров, компасов, сотни чудесных синоптиков – птиц, рыб, насекомых. Мысленно войдите в этот мир живой инструментальной метеорологии, и перед вами предстанут тысячи оригинальных, мастерски созданных природой механизмов, чутко реагирующих на различные изменения природы.

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1 Методика проведения эксперимента.

Для измерения влажности воздуха используют разные измерительные приборы. В нашем случае мы пользовались психрометрическим гигрометром – психрометром. Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения. Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре есть два термометра. Один – обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха, колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр.

Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Психрометр устанавливался на 30 мин в исследуемых кабинетах и, по истечении времени снимались показания. Вычисляется разность показаний между влажным и сухим термометром. Зная разность показаний сухого и влажного термометров и температуру окружающей среды с помощью психрометрических таблиц измеряем относительную влажность воздуха.

2.2 Определение влажности в разных помещениях школы.

Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в предметных кабинетах, библиотеке, столовой, зимнем саду.

Замеры проводились в течении недели, ежедневно, затем данные усреднялись. Для измерения относительной влажности использовался психрометр. Результаты измерений показаны в таблице

Определение влажности воздуха в разных помещениях школы

2.3 Соответствие относительной влажности воздуха в помещениях школы санитарным нормам.

Поддержание нормального воздушно-теплового режима в классе осуществляется сменой воздуха через форточки, фрамуги, створки  окон. Сквозняков в классе быть не должно, а проветривание проводиться во время перемены, класс в это время должен быть пуст.

Влажность воздуха в классе (относительная влажность), при указанных выше температурах может колебаться в пределах 40-60 %, она зависит также от влажности климатической зоны. Повышение влажности увеличивает теплоотдачу организма. В теплом климате относительная влажность 30- 40%; в умеренном и холодном может доходить до 65%.

В кабинетах с большим количеством цветов, влажность имеет оптимальные значения, а значит, благоприятна для здоровья учащихся и педагогов.
Способы понижение влажности:

Понизить влажность до нормы можно, смешивая влажный воздух помещения с сухим уличным, т.е. путём проветривания помещения.

Способы повышения влажности:

• Проветривать кабинеты после каждого занятия;
• Для увеличения влажности и улучшения состава воздуха кабинетов увеличить число зеленых насаждений;
• В зимнее время увлажнять воздух в жилых помещениях (открытые сосуды с водой, пористые увлажнители).

Таким образом, можно сделать следующий вывод: при низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению.

Высокая влажность также при любой температуре плохо влияет на здоровье человека. Особенно вредно сочетание высокой влажности и высокой температуры воздуха, так как при этом значительно ухудшается тепловое состояние человека, снижается эффективность испарения пота и тем самым затрудняется теплоотдача. Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

Заключение

Рассмотрев поставленные нами вопросы, мы пришли к выводу, что невидимый нами воздух (содержание в нем водяного пара) которым мы дышим и к которому мы привыкли, может влиять не только на самого человека, но и на все, что его окружает. В этой научно-исследовательской работе был изучен вопрос о влиянии влажности воздуха на жизнедеятельность человека.
           Люди весьма восприимчивы к влажности. В сухом воздухе происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25°С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 50%.

         Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы выяснили, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в предметных кабинетах, в столовой, в библиотеке и в зимнем саду. Измерения и показания занесены в таблицы.

В результате чего было выявлено следующее: относительная влажность воздуха возрастает с высотой этажа; в некоторых помещениях влажность воздуха ниже нормы, а это может приводить к раздражению слизистых органов дыхания и, следовательно, к кашлю и нарушению работы легких. До начала уроков в кабинетах влажность ниже, к концу дня влажность как правило повышается. Самая высокие показатели влажности отмечены в зимнем саду – утром 72 %, после полива растений – до 86 %. Было отмечено, что оптимальная влажность воздуха в кабинетах с большим количеством растений.

По результатам исследований были сделаны следующие выводы:

1. Во всех проверенных  кабинетах влажность воздуха соответствует нормам.

2. К концу смены влажность воздуха в кабинетах повышается.

3. Влажность воздуха в столовой немного повышена.

4. В кабинетах с большим количеством зеленых насаждений влажность воздуха максимально приближена к норме.

5. В зимнем саду после полива влажность превышает норму.

6. Состояние микроклимата школьных помещений оказывает влияние на самочувствие и здоровье учащихся: а) низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям; б) высокая влажность также трудно переносится при высокой температуре, в этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги и возможен перегрев.

Для улучшения состояния влажности в кабинетах мы рекомендуем:

1. Опрыскивание. С помощью этого простого и действенного метода можно увеличить влажность воздуха.

2. Увеличить в кабинетах количество зеленых насаждений. Листья зеленых растений испаряют воду и способствуют повышению влажности воздуха, а это улучшает самочувствие людей.

3. Устанавливать резервуары с водой между ребер радиатора

4. Применять электрические увлажнители воздуха. Он разбрызгивает маленькие капельки воды, которые сразу рассеиваются в воздухе, не оседая на растения, мебель,  растения.

Литература

1. Перышкин А.В. Физика. 8 класс: учебник для общеобразовательных Учреждений. Москва: Дрофа, 2009. 192 с.;

2. Физика и экология. 7-11 классы. Материалы для проведения урочной и внеурочной работы по экологическому воспитанию / Сост. Г.А.Фадеева, В.А.Попова. – Волгоград: Учитель, 2005. – 74 с.

3. Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях [Текст] - Режим доступа: http://koopo.ru/SanPin/SanPiN_2.4.2.htm;