Исследовательская работа «Влажность воздуха и её влияние на жизнедеятельность человека»

Муниципальное   бюджетное   общеобразовательное  учреждение средняя общеобразовательная школа  № 27

Исследовательская работа

«Влажность воздуха и её влияние на жизнедеятельность человека»

                                                                   Выполнил :

                                                           Самохин Григорий,

                                                             ученик 9В класса

                                                      Научный руководитель:

                                                          ВетроваЛ.И.

                                               Ставрополь

                                                  2017

Содержание

Введение_____________________________________________________  3

1. Основные характеристики влажности воздуха ___________________   5

1. Понятие влажности воздуха___________________________________5
2.   Измерение влажности воздуха________________________________ 6
3. Учет влажности воздуха______________________________________ 7
4.  Скорость движения воздуха __________________________________10
5.  Признаки, свидетельствующие о недостатке влажности воздуха____11

2. Изучение санитарно-эпидемиологических требований к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях__________14

3.  Практическое определение влажности в разных помещениях

МБОУ СОШ №27______________________________________________ 16

Заключение ___________________________________________________23

Литература____________________________________________________ 24

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.
Влажность влияет не только непосредственно на самого человека, но на окружающий его мир. Хранение произведений искусства и книг требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах  можно  видеть психрометры (приборы  для измерения влажности). Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные устройства допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Хотя количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико, роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков, что приводит к выравниванию климатических условий в достаточно удаленных друг от друга районах Земли. Известно, что большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды. В сухом воздухе, имеющем малую относительную влажность, испарение (и связанное с ним охлаждение) происходит быстро. В воздухе с большой относительной влажностью испарение замедляется и охлаждение незначительно.
Итак ,влажность играет большую роль в жизни человека.  Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять её. Влажность воздуха является одним из основных параметров микроклимата помещения, и поэтому нас очень заинтересовала проблема определения влажности воздуха в помещении школы.

В течение учебного года обучающимся приходится больше времени проводить в школе, поэтому мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов.

Таким образом, возникает проблема: соответствует ли относительная влажность воздуха, который нас окружает, санитарным нормам.
В связи с поставленной проблемой, мы сформулировали следующую тему исследования: «Влажность воздуха и её влияние на жизнедеятельность человека».

Цель работы – исследовать влажность воздуха в различных помещениях школы, выявить её отклонения  от допустимой  нормы.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

• дать определение основным понятиям влажности воздуха;
• описать основные способы измерения влажности воздуха;
• выяснить, какое влияние оказывает влажность воздуха на организм человека, а также на различное оборудование, технику и другие предметы, находящиеся в помещении;
• определить оптимальные значения влажности воздуха в различных условиях;
• измерить влажность воздуха в различных помещениях школы, соотнести её с санитарными нормами, сделать выводы.

Объект исследования – помещения школы .

Предмет исследования – температурный режим и процентное содержание влаги в помещениях школы.
Методы: сравнительный, статистический, логический, системного подхода и анализа.

Оборудование: психрометр и психрометрическая таблица.

 Гипотеза: относительная влажность воздуха в помещении школы соответствует нормам, а значит благоприятно сказывается на жизнедеятельности человека.

Практическая значимость. Результаты исследований могут использоваться в целях улучшения микроклимата школы, т.к. в школе ученики и учителя проводят большую часть своего времени.

Актуальность нашего исследования заключается в том, что в последние годы среди обучающихся 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.

Глава 1. Основные характеристики влажности воздуха

1.1 Понятие влажности воздуха

Величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли, называется влажностью воздуха. Степень влажности воздуха имеет большое влияние на многие процессы, протекающие на Земле. Измерение и регулирование влажности имеет большое практическое значение.

Для количественной оценки на практике различают абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность воздуха – масса водяного пара, содержащегося в единице объема.

                ρ =                   [ρ] = 1кг/м3

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела.

Давление, которое бы производил водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называется парциальным давлением водяного пара.

Но по парциальному давлению водяного пара еще нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению.

Поэтому в науке и технике степень влажности воздуха обычно оценивается относительной влажностью: отношение парциального давления (p) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р0)  насыщенного пара при той же температуре, выраженной в %.

Относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Эта величина характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

1.2  Измерение влажности воздуха

Существуют несколько приборов для измерения влажности воздуха.

Наиболее простым прибором для измерения влажности воздуха является волосяной гигрометр. В качестве детали, чувствительной к изменению влажности, служит обезжиренный человеческий волос [1]. Он закреплен в верхней части прибора [2], обернут вокруг ролика [3] и натянут при помощи специально подобранного груза [4]. К ролику прикреплена стрелка [5]. При увеличении относительной влажности воздуха волос удлиняется и вызывает вращение ролика вместе со стрелкой. Передвигаясь по шкале, она и указывает значение влажности воздуха, выраженное в процентах. 

С помощью конденсационного гигрометра определяют точку росы – температуру, до которой нужно охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар, остывая, стал насыщенным.

Еще один прибор для измерения температуры 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 охлаждается. 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, можно определить относительную влажность воздуха. Психрометрами обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.

1.3 Учет влажности воздуха

Вода ежедневно поступает в организм человека с жидкостью, пищей и через кожу и слизистые оболочки дыхательных путей с воздухом, обогащенным влагой.  Существует ряд недугов, связанных с патологией водного обмена кожи и слизистых оболочек. При низкой влажности ускоряется процесс старения кожи, она теряет свою упругость и эластичность, что приводит к возникновению заболеваний кожи (например, дерматитов) и влияет на обмен веществ целого организма.

 Последствия избыточной сухости воздуха: 
- утомляемость: сухой воздух препятствует поступлению в организм кислорода, и как следствие - ухудшение самочувствия, утомляемость, отсутствие сосредоточенности, повышенная нагрузка на сердце;
- заболевания слизистых оболочек: слизистые оболочки верхних дыхательных путей теряют свою защитную функцию .
Возрастает опасность бактериального заражения слизистой оболочки глаз, которая также утрачивает свои защитные функции. Особо опасно это для тех, кто носит контактные линзы: появляется дискомфорт в следствие ускоренного пересыхания линз, что создает дополнительное раздражение для глаз. 
Для здорового человека, не болеющего респираторной инфекцией, влажность воздуха должна составлять не менее 50%, в противном случае может пересыхать слизистая и проявиться заложение носа. Слизь может скапливаться в полостях и образовывать питательную среду для бактерий.
- сухость кожи: пониженная влажность воздуха способствует более быстрому испарению воды с кожи, и как следствие, она становится сухой, грубой, склонной к воспалению и начинает шелушиться.
Главный симптом при выраженной сухости кожного покрова – это зуд. При нормальной влажности воздуха снижается риск заболеваний органов дыхания.

- пыль: оптимальная влажность воздуха "связывает" пыль, особенно это важно для тех, кто страдает от астмы и аллергии.

Люди обычно чувствуют себя лучше во влажном воздухе. Существует много различных методов препятствовать излишнему испарению влаги с поверхности кожного покрова (увлажняющая косметика, хлопковая одежда, водные процедуры).

Пониженная и повышенная влажность является благоприятной средой для развития бактерий, грибков, вирусов.

Однако одно из наиболее важных условий поддержания нормального водообмена – это нормальный режим влажности и температуры воздуха в помещении. Оптимальной для нас является относительная влажность воздуха от 45 до 55% при температуре 18 - 24°С. Зависит от влажности 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.

Поскольку часть тепла человек отдает в виде водяного пара, то воздух должен обладать определенной способностью поглощать этот пар. Среднее количество выделяемого человеком пара составляет около 900 г/сутки. Около 300 г через легкие, и, соответственно, около 600 г через кожу. Чрезмерная влажность воздуха вызывает усиленное потоотделение и утомление: дыхание учащается, человек все больше поглощает влаги через легкие и все больше выделяет в виде пота. В сочетании с высокой температурой, высокая влажность может привести к перегреву организма. Такая ситуация свойственна для жарких летних месяцев. При низкой влажности кожа человека становится сухой, шероховатой и может растрескиваться. Очень сухой воздух обычно бывает зимой в теплых помещениях. Нижняя граница влажности составляет около 20%. При более низких значениях влажности существенно возрастает дискомфорт и опасность заболевания ринитами и фарингитами у людей, постоянно находящихся в условиях пониженной влажности воздуха в помещении.

Диаграмма: зона комфортной температуры и влажности 

 Как показали многочисленные научные исследования зона комфорта, то есть такие внешние условия при которых здоровый человек не испытывает ни жары, ни холода, ни духоты и лучше всего себя чувствует, не является чем-то стандартным для всех людей, разных по климату районов и всех времен года. Она зависит от уклада жизни, возрастных, социально-экономических условий.
1.4 Скорость движения воздуха

Скорость воздушного потока влияет на самочувствие людей: при сильном сквозняке влага интенсивно испаряется с тела и человек может замерзнуть и простудиться даже при высокой температуре воздуха. Иногда дискомфорт вызывают системы вентиляции или кондиционеры, подающие воздух со слишком большой скоростью. При нормальной температуре 20-22оС в помещениях, где постоянно находятся люди, допускается скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с. Если же люди находятся в помещении недолго или занимаются физической работой, то скорость воздушного потока может быть выше (до 0,5 м/с).
Отсутствие движения воздуха в помещении или чрезмерно низкие его значения ассоциируются с плохой вентиляцией. При отсутствии движения воздуха вокруг тела человека образуется тонкая неподвижная воздушная оболочка, которая быстро насыщается парами воды, принимает его температуру и уменьшает теплоотдачу.
 Легкое движение воздуха сдувает обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха.
Если температура окружающей среды ниже температуры тела человека, то с повышением подвижности воздуха потеря тепла человеком возрастает. Для сохранения комфортных условий необходимо либо увеличить относительную влажность воздуха, уменьшив тем самым испарение, либо увеличить его температуру.
В то же время чрезмерная подвижность воздуха, особенно в условиях охлаждения, вызывает увеличение теплопотерь и способствует быстрому охлаждению организма.
Подвижность воздуха оказывает существенное влияние на состояние внутренней среды помещения: распределение температур и влажности по объему помещения, наличие застойных зон и т.д. Влияние подвижности воздуха на комфортное состояние человека необходимо рассматривать в совокупности с температурой и влажностью воздушной среды помещения.

.

 Кабинет №15 (математики)

Глава 2. Исследование уровня влажности в помещениях колледжа

Цель работы: исследовать относительную влажность воздуха в кабинетах колледжа и выявить ее отклонения от допустимой нормы.

Оборудование: психрометр и психрометрическая таблица.

Ход работы:

1. Проверили наличие воды в стаканчике психрометра.
2. Определили температуру сухого термометра.
3. Определили температуру смоченного термометра.
4. Определили относительную влажность воздуха по психрометрической таблице.
5. Результаты занесли в таблицу.

Кабинет № 19. Кабинет истории и обществознания

В результате исследований влажности воздуха в кабинете истории и обществознания можно сделать вывод, что влажность воздуха можно отнести к оптимальным параметрам, так как кабинет постоянно проветривается и делается влажная уборка.

Кабинет №81. Лаборатория информационной безопасности.

В результате исследования, можно сделать вывод, что влажность воздуха в кабинете не превышает оптимальных норм (в помещениях с компьютерными и телекоммуникационными устройствами – 46-60%). В кабинете так же проводится влажная  уборка, делается проветривание, что вместе с находящимися там растениями и аквариумом делает влажность воздуха оптимальной.

Кабинет № 62. Компьютерный кабинет, также в нем находится интерактивная доска.

В связи с тем, что  влажность воздуха в помещениях с компьютерной аппаратурой и техникой является оптимальной в интервале 45-65%, то можно сделать вывод, что влажность воздуха в кабинете не превышает допустимых норм. Поддерживается это также проветриванием помещения и влажной уборкой.

Библиотека колледжа.

Оптимальная влажность в библиотеках и книгохранилищах – 40-60%. Поэтому можно сделать вывод, что влажность воздуха здесь не превышает допустимых норм. В библиотеке особенно учитывается влажность, так как очень важно сохранить книги в хорошем состоянии.

Типография колледжа.

Так как в помещениях с аппаратурой и телекоммуникационными устройствами влажность воздуха должна составлять 45-55%, то можно сделать вывод, что в типографии оптимальная влажность воздуха.

Актовый зал.

Так как  в таком помещении, как актовый зал (мебель, паркет, музыкальные инструменты) влажность воздуха должна составлять 50-60% , то делаем вывод, что в данном помещении влажность воздуха понижена.

Фойе первого этажа.

Показания влажности на первом этаже колледжа превышает оптимальные значения. Это связано с погодными условиями. Здесь влажность повышается в первую очередь из-за таяния снега и из-за большого скопления людей в течение дня.

Музей колледжа

Допустимый уровень влажности воздуха в музеях с изделиями из бумаги и дерева – 50-60%. Поэтому можно сделать вывод, что влажность воздуха в музее колледжа оптимальна. Экспонаты музея очень важны для колледжа, поэтому за влажностью воздуха здесь ведется строгий контроль.(Приложение Д)

В результате исследования помещений колледжа на влажность воздуха можно сделать следующие выводы. В кабинетах и этажах колледжа показания влажности различные, т.к.  кабинеты находятся в различных условиях. В основном показания влажности в помещениях соответствуют оптимальным, но все же выявлены отклонения от нормы.

Для помещений с уровнем влажности, отклоняющимся от оптимального, рекомендуется:

• Делать в помещении влажную уборку (особенно она важна в кабинетах с компьютерным оборудованием);
• Обязательно проветривать помещение (на переменах между парами оставлять в кабинетах открытыми окна);
• Устанавливать кондиционеры и увлажнители воздуха;
• Озеленить помещения;
• Для контроля снабдить психрометрами музей и типографию колледжа.

(Приложение Е)