Реферат: Гигиеническая оценка микроклимата классной комнаты, ее инсоляционного режима, искусственного и естественного освещения
Занятие №3Гигиеническая оценка микроклимата классной комнаты, ееинсоляционного режима, искусственного и естественного освещения.
Цель: Ознакомление студентов с воздействием наорганизм человека воздушной среды и принципами нормирования отдельных ее параметров;с гигиеническими требованиями к естественному и искусственному освещениюобщеобразовательных учреждений, показателями для их оценки и нормирования.
Оборудование: психрометры (Августа и Акссмана);рулетка, анемометры (чашечный и крыльчатый); катотермометр, люксметр, компас,сантиметровая лента, калькуляторы, водяная баня.
Методика работы.На данном занятии студентам необходимо научиться оцениватьмикроклимат классной комнаты, пользоваться санитарными нормами и правилами;работать с различными приборами, вычислять санитарно-гигиенические показателидля оценки воздушной среды обитания, а также уметь устранять нарушения, которыемешают правильному проведению учебно-воспитательной работы.
Ход работы.Состояние воздушной среды обитания человека оказываетсущественное влияние на его работоспособность, самочувствие, настроение.Здоровье человека будет зависеть от ее физического состояния, наличия в ней техили иных механических или биологических примесей.
В «Основах законодательства РФ об охране здоровья граждан»отмечается, что «Охрана здоровья граждан – это совокупность мер политического,экономического, правового, социального, культурного, научного, медицинскогосанитарно-гигиенического и противоэпидемического характера, направленных насохранение и укрепление физического психического здоровья каждого человека,поддержание его долголетней активной жизни».
Согласно данным Комитета по охране окружающей среды иприродных ресурсов Рязани в атмосферу города выбрасывается около 160наименований всевозможных химических соединений. Город разделен на 9 районов, вгороде существуют зоны, которые вызывают опасения – это районы Московскогошоссе (сюда же относится Приокский поселок и Канищево), а также районЮжно-промышленного комплекса (поселки Южный, Строитель, часть микрорайонаГорроща). В этих районах находиться наиболее опасно, т.к. в районе Московскогошоссе и Канищево опасность представляет сернистый газ. Детский организмявляется наиболее восприимчивым, поэтому даже кратковременное воздействиенебольших концентраций таких веществ может вызывать головокружение, тошноту,першение в горле, кашель. Реакция организма также зависит от индивидуальныхособенностей человека: возраста, пола, состояния здоровья.
Физическое состояние воздушной среды, известное подназванием – микроклимат, характеризуется температурой, величиной атмосферногодавления, влажностью, скоростью движения воздуха и мощностью тепловыхизлучений.
Классная комната или учебный кабинет являются основнымместом проведения учебно-воспитательной работы в школе. В них школьникипроводят большую часть времени, поэтому к гигиеническому состоянию этихпомещений предъявляются особо высокие требования.
Учитель осуществляет воспитание и обучение детей не толькопутем разъяснения содержания преподаваемого предмета, а также путем организациивсей внутренней жизни, ему необходимо уметь регулировать микроклимат учебныхпомещений, знать состояние вентиляции, освещения. Несоблюдение гигиеническихтребований к воздушному режиму, естественному и искусственному освещению ухудшаетвосприятие и усвоение учебного материала. Основные нормы отражены в Санитарныхправилах, утвержденных 4 августа 1999 г. и введенных с 1 января 2000 г. вдействие (СП 2.4.4.782-99).
Контроль и управление санитарно-эпидемиологическимблагополучием детей и подростков должны осуществляться совместно с врачомшколы, врачом по гигиене детей и подростков ЦГСЭМ.
Гигиенически полноценная воздушная среда содержит 21%кислорода, 0,04% углекислого газа. Комфортная, т. е. физически хорошовоспринимаемая температурная зона для школьных классов зависит от того, в какойгеографической местности живут люди. В различных климатических поясахмикроклимат будет различен, так в жарком климате температура в классе должнабыть в жаркое время года 17-18 градусов C°, в умеренном климате 19-20 градусов C°, в холодномклимате –21-22 градуса C°.
Поддержание нормального воздушно-теплового режима в классеосуществляется сменой воздуха через форточки, фрамуги, створки окон. Сквозняковв классе быть не должно, а проветривание проводиться во время перемены, класс вэто время должен быть пуст. Совершенно недопустимо следующее: когда наказанногоза плохое поведение ученика оставляют сидеть в классе – это вредно для егоздоровья, т.к. он подвергается воздействию сквозняка.
Влажность воздуха в классе (относительная влажность), приуказанных выше температурах может колебаться в пределах 40-60 % (зимой 30-50%),она зависит также от влажности климатической зоны. Повышение влажностиувеличивает теплоотдачу организма. В теплом климате относительная влажность 30-40%; в умеренном и холодном может доходить до 65%.
Большое значение для микроклимата класса имеет скоростьдвижения воздуха, она должна быть не более 0,2-0,4 м/сек. Скорость движениявоздуха до 1 м/сек организмом не воспринимается, свыше 1м/сек воспринимаетсякак ветер, а в условиях классной комнаты это означает сквозняк.
Атмосферное давление в среднем должно равняться 760 ммртутного столба, обычные колебания атмосферного давления могут находиться впределах 760+/-20 мм рт. ст. или 1013+/-26,5 гПа-гектапаскалей (1 гПа равен0,750 мм рт. ст.)
Дети обычно плохо переносят пребывание в зоне пониженногоатмосферного давления. В классной комнате во время урока возрастаетконцентрация углекислоты и падает содержание кислорода. Поэтому класс необходимопроветривать. Зеленые растения улучшают кислородный режим класса.
Гигиеническая характеристика классной комнаты.В настоящее время определение в классных помещенияхтемпературы и влажности воздуха производят с помощью статического психрометра(психрометр Августа) или динамического аспирационного психрометра (Ассмана).Двумя данными приборами можно оценить состояние температурно-влажностногорежима.
а) Определение относительной влажности воздуха.
Психрометрами определяют относительную влажность воздуха вклассной комнате, мастерской, компьютерном классе. Название прибора происходитот греческого слова «психрос»–холодный. При помощи статического психрометра(психрометра Августа) определение температуры и влажности воздуха производят в3-х точках, а именно: в первом, втором и третьем рядах парт. Он подвешиваетсяна расстоянии 0,5м от окна, в зоне дыхания, на высоте 1,2-1,5 м. Измерениепроизводят в течение 4 минут. Измерение следует проводить до и после уроков,или в начале и по истечении каждой из перемен.
Затем относительную влажность находим с помощью специальнойпсихрометрической таблицы.
Относительной влажностью называется отношениеабсолютной влажности к максимальной, выраженной в процентах.
Абсолютной влажностью называется количество водяныхпаров в граммах, которое содержится в 1куб. м воздуха в момент насыщения.
Дефицитом насыщения называется разность междумаксимальной и абсолютной влажностью.
Точка росы – температура, при которой величинаабсолютной влажности равна максимальной.
При гигиенической оценке микроклимата наибольшее значениеимеет величина относительной влажности.
ПРИМЕР.
Сухой термометр показывает 18 градусов C°, а влажный 13 градусов C°. В первом вертикальном столбце находимпоказания сухого термометра, а в горизонтальном ряду, идущем от этойтемпературы вправо, отыскиваем показание влажного термометра 13 градусов C°, но если этацифра в таблице отсутствует, берем наиболее близкую к ней цифру Находим искомуюотносительную влажность 45%. (Гигиеническая норма влажности составляет от 40 до60%).
б) Определение температуры воздуха.
Температуру воздуха определяют спиртовым термометром в техже 3-х точках. Результаты сравнивают с гигиеническими нормами 18-20 градусов C° – температуройкомфорта. При измерении температуры воздуха в классной комнате термометрнеобходимо экранировать от холодных или горячих поверхностей. С моментаустановления термометра в точках до снятия измерений должно пройти 10 минут.Измерение производится в 3-х точках (у наружной стены, у внутренней стены, вцентре класса – зоне дыхания).
Чтобы получить среднюю температуру в помещении, измеренияследует обязательно провести в различных местах (около стен: наружной ивнутренней, около окон, у пола). После чего показания термометров суммируют иделят на количество измерений.
Следует отметить следующее, что до начала занятий в классныхкомнатах следует поддерживать температуру 15 градусов C°.
В связи с этим: учебные классы не должны находиться вблизипомещений, являющихся источниками шума и запахов (мастерских, спортивных и актовыхзалов, пищеблоков).
В каждом учебном помещении различают: рабочую зону (зона,где размещены столы или парты для учащихся), рабочую зону учителя,дополнительное пространство для размещения учебно-наглядных пособий, ТСО, зонудля индивидуальных занятий учеников и возможной активной деятельности.
Гигиеническая оценка классной комнаты.В настоящее время согласно СП 2.4.2.782-99 площадь учебныхкабинетов должна приниматься из расчета 2,5 кв. м. на одного учащегося прифронтальных формах занятий (например, уроки русского языка, литературы и т.д.)и 3,5 кв. м.– при групповых формах работы и индивидуальных занятиях. Однакобольшинство школ отвечают более ранним нормам строительства, но площадь на одноученическое место должна быть не меньше 1,25 –1,5 кв. м. Ширина класса недолжна превышать 6,3 м, т.к. при большей ее величине парты третьего ряда,наиболее далеко отстоящие от окон, оказываются в крайне неудовлетворительныхусловиях естественного освещения. Длина классов в школах должна составлять8-8,4 м, а удлинение их размеров до 9 м недопустимо, т.к. это может привести кизлишнему напряжению органов зрения и слуха детей. Высота классных комнатдолжна быть равна 3-3,2 м, в результате чего минимальная кубатура, приходящаясяна одного школьника; достигает 3,75 куб. м.
Студенты с помощью рулетки измеряют ширину (глубину), длинуи высоту учебной комнаты. Определяют ее площадь и объем помещения,приходящегося на одного учащегося; и дают ему гигиеническую оценку.
ПРИМЕР:
Глубина (ширина) комнаты – 6,3 м;
Длина комнаты – 8,4 м;
Высота – 3 м.
S = 6,3 х 8,4 = 52,92 кв м
V = 6,3 х 8,4 х 3 = 158,76 куб. м
Если наполняемость класса не должна превышать25 человек, тов таком классе на каждого человека будет приходиться: 52,92 кв.м: 25=2,2 кв.м.площади пола, и на каждого ученика кубических метров: 158,76 куб. м.: 25 =6,35 куб. м, т.е. площадь и объем такого класса превышает минимальные размерына одного учащегося, предусмотренные гигиеническими нормативами.
В настоящее время, в связи с введением новых типов учебныхзаведений: школ-лицеев, школ-гимназий, частных школ, где дети проводят болеедлительное время, занимаясь специальными предметами, наполняемость такихклассов не должна превышать 25 человек.
Нормативы необходимой (наименьшей) площади школьныхпомещений.
Таблица 1.
Наименование помещений Площадь на одного ученическое место (кв. м.) Общая площадь Классы и учебные кабинеты 1,25 50 Лаборатории 1,65 – 1,75 66 – 70 Мастерские - 66 –70 Спортивный зал 4,0 228 Вестибюль с гардеробной 0,25 – 0,35 - Рекреационные помещения 0,6 - Столовая 0,65 - Актовый зал 0,6 150 Уборные 1 -В настоящее время гигиенистами и педагогами обосновановозражение против принципа стандартизации размеров всех классных помещений, ихнадо дифференцировать в зависимости от возрастных особенностей учащихся. Приэтом помещения, предназначенные для учеников однородных или смежных возрастов,необходимо группировать в пределах одного и того же этажа, либо отдельногоблока. Особо желательно объединять в изолированный блок первые классы.
При этом обязательно надо учитывать следующий момент:обучение детей, не достигших 6,5 лет к началу учебного года, следует проводитьв условиях школы, УВК (учебно-воспитательного комплекса) или детского сада ссоблюдением всех основных гигиенических требований.
Санитарное благоустройство классной комнаты также зависит отправильного решения вопроса ее вентилирования, отопления и освещения. Без этогоне могут быть достигнуты оптимальные параметры внешней среды, необходимые длянормального физического и умственного развития растущего организма, высокойтрудоспособности и успеваемости учащихся. На температурно-влажностный режимпомещений также оказывают значительное влияние их ориентация по сторонам света.
Окна классных комнат должны быть ориентированы в зависимостиот климатического пояса, но оптимальными являются южная, восточная июго-восточная ориентации.
Студенты определяют потребный, или вентиляционный объемвоздуха, приходящийся на одного ученика в классе, т.е. – это количествокубических метров воздуха, которое необходимо ему в течение часа.
Это количество можно вычислить по следующей формуле:
/>
Где:
С – потребный (вентиляционный) объем воздуха в 1 куб. м;
К – количество литров углекислого газа, выделяемое человекомза 1 час (установлено, что ребенок выделяет в час примерно столько литров,сколько ему лет);
Р – предельно допустимое содержание углекислого в воздухежилых помещений к концу урока (к концу урока в классе);
Р = 0,1%, это соответствует 1 ‰ (промилле) всего объема воздуха,
q — содержание углекислого газа ватмосферном воздухе (его объема),
¾ — продолжительность урока в долях часа.
Разберем пример:
Классная комната шириной – 6,5 м, длиной 8,5 м, высотой –3,5м. Тогда ее площадь равна 8,5х3,5=55,2 кв. м.,
Кубатура-55,2(кв.м.)х3,5=193,2 куб. м.
Если исходить из минимальных норм, то в данной комнате можнорассадить 37 детей:
55,2 кв.м.:1,5 кв. м =37, но если из новых норм, то 55,2кв.м.:2.5 кв.м.=20 детей.
Пусть у нас дети 13 лет, тогда потребный (вентиляционный)объем воздуха на каждого ученика этого возраста равен:
/>
А кубатура класса 193,2 куб. м.
193,2:37=5,2 куб. м., т.е. значительно меньше нормативного.
Необходимо отметить следующее: дети дошкольного и школьноговозраста выделяют около 4 л углекислоты; 8-10 лет – 8 –10 литров, старшие – 10–12 л.
Исходя из предельно допустимого содержанияуглекислоты в помещениях для детей – 0,1% и содержания ее в атмосферном воздухе0,04%, вычисляем необходимый объем воздуха дошкольного возраста.
Он будет равен 6,67 куб. м., соответственно для детейстаршего возраста –20 куб. м.
Определение коэффициента аэерации.Широкое распространение получило сочетание центральнойвытяжной вентиляции с местным притоком неизменного атмосферного воздуха – саэрацией. Аэрация осуществляется с помощью фрамуг, створок окон.
При правильном устройстве фрамуг наружный воздух всегданаправляется к потолку. Для достаточной аэрации помещений отношение площадисечения фрамуг к площади пола должен быть не менее 1/50, но лучше 1/30.
Коэффициент аэрации вычисляем как отношение площади проемоввсех действующих форточек, фрамуг и площади пола класса. После проведенияданных исследований студенты делают заключение.
Сначала определяем ориентировочно-открывающуюся площадьфрамуг и форточек, и подсчитывают, сколько раз эта площадь укладывается вплощади пола помещение (класса).
Пример:
Площадь пола равна 55,2 кв. м, площадь фрамуг и форточек 2кв м.
2 кв.м.: 55,2 кв.м.=1:3.
Заключение:
Коэффициент аэрации соответствует гигиеническим нормативам-1:5—1:3.
Определение скорости воздуха в классе шаровым катотерометром.Катотермометром производится определение малых скоростейдвижения воздуха в помещении (1-2 м/сек).
Катотермометр нагревают до тех пор, пока спирт не заполнит1/3-2/3 верхнего резервуара, затем его вытирают и вешают на штатив, в месте,где необходимо произвести измерение скорости движения воздуха. По секундомеруследят, за сколько времени столбик спирта опуститься с 38 до 35 градусов C°. Среднееарифметическое высшей Т и низшей Т должно равняться 36,5 С, т.е. интервалы от40 до 33 градусов C°, от 39 до 34 градусов C°; от 38 до 35 градусов C°.
По формуле находим Н – величину охлаждения сухогокатотермометра
1) />, где Ф– константа катотерометра, измеряемая в Мкал/ал град, /> – время за которое катотерометрохладится от температуры /> до />.
2) /> – дляскорости менее 1 м/с мы, зная величину охлаждения сухого катотерометра (H) и Q– разность между средней температурой тела 36,5 C° и температурой окружающеговоздуха в градусах, можем найти скорость движения воздуха; величины 0,20; 0,40;0,13; 0,47 – эмпирические коэффициенты.
3) /> – дляскорости воздуха более 1 м/с.
4) Для определения больших скоростей движения воздухаиспользуют два вида анемометров: чашечный и крыльчатый. Первым анемометромизмеряют скорость движения в пределах от 1 до 50 м/сек, а вторым – от 0,5 до 15м/сек. При работе с анемометром следует сначала 1-2 минуты вращаться лопастямвхолостую, чтобы они приняли постоянную скорость вращения. При этом необходимоследить за тем, чтобы направление воздушных течений было перпендикулярным кплоскости вращения лопастей прибора.
Затем включают счетчик при помощи рычага, находящегося сбокуот циферблата. Большая стрелка показывает единицы и десятки условных делений.Время наблюдений отмечают по секундомеру с одновременным включением ивыключением анемометра и секундомера. По разнице в показаниях счетчика до и вконце наблюдения определяют число делений в 1 с, определяют скорость движениявоздуха, пользуясь сертификатом, или графиком, прилагаемым к крыльчатомуанемометру.
Пример:
Таблица 2
Показания стрелок До наблюдения Через 10 мин. после начала наблюдения Большая стрелка 40 Первая малая стрелка 100х3 1 Вторая малая стрелка 1000х1 5 Всего 1340 51001) Разница в показаниях стрелок:
5100–1340=3760
2) Количество делений в 1 секунду:
3760:600=6,27
3) Скорость движения воздуха, определенная по сертификату:
1,02 –данные сертификата, значит V(скорость движения воздуха)= 6,27х1,02 = 6,4 м/сек.
Определение атмосферного давления.Атмосферное давление может быть измерено ртутнымибарометрами или барометрами – анероидами. Величина давления обычно выражается вмм. ртутного столба или в гектапаскалях – гПа. Обычное колебание атмосферногодавления находятся в пределах 760 +/- 20 мм рт. столба.
Пример заключения по установленным показателям микроклимата.1. Барометрическое давление: 750 мм рт. ст.
2. Температура помещения средняя 24 градуса C°; колебание погоризонтали 1,5 градуса C°; колебание по вертикали 2 градуса C° на 1 м. высоты; разница между минимальной имаксимальной температурой 1,5 градуса C° (отопление центральное).
3. Относительная влажность – 17%.
4. Скорость движения воздуха в помещении – 0,1 м/сек.
Заключение: Установленные показатели микроклимата несоответствуют гигиеническим нормативам по следующим показателям:
1. Повышенная средняя температура воздуха (24 градуса C°) и низкаяотносительная влажность (17%) будут способствовать обезвоживанию организма врезультате теплоотдачи способом испарения. У людей, находящихся в такихусловиях, будет ощущаться повышенная жажда и сухость слизистых оболочек.
2. Малая скорость движения воздуха свидетельствует онедостаточном воздухообмене в данном помещении, и будет способствоватьуменьшению теплоотдачи. Перепады температуры по горизонтали и вертикали впределах допустимых.
Рекомендации: Для улучшения состояния воздушной средыв данном классе рекомендуется усилить интенсивность проветривания и поставитьувлажнители воздуха.
В течение одного часа необходима трёхкратная смена воздуха вклассе.
Для создания комфортных условий самочувствия людей рекомендуются следующиепараметры физических факторов воздушной среды.1. Средняя температура воздуха 18-20 градусов C° (для детей 20-22градуса C°).Перепады температуры воздуха в горизонтальном направлении не должны превышать 2градуса C°,в вертикальном 2,5 градуса C° на каждый метр высоты. В течение суток колебания температурывоздуха в помещении при центральном отоплении не должны превышать 3 градуса C°.
2. Величина относительной влажности воздуха при указанныхтемпературах может колебаться в пределах 40-60% (зимой 30-50 %).
3. Скорость движения воздуха в помещении должна быть 0,2 –0,4 м/сек.
Значение и определение естественного и искусственного освещения класснойкомнаты.Световой режим в учреждениях для детей и подростковпредусматривает в количественном и качественном отношении всех, но в первуюочередь основных – классных помещений. Его нельзя рассматривать в отрыве отпроблемы охраны зрения детей и подростков. Важность определяется еще и тем, чтопо мере роста и развития организма происходит рост глаза, развитие егопреломляющей системы, которое заканчивается только к 9-12 годам. В связи сбольшой лабильностью органа зрения в детском возрасте зрительная работасопровождается напряжением всех функций зрения и сама по себе можетспособствовать возникновению зрительных расстройств.
Режим освещенности играет существенную роль в регуляции биологическихритмов. В условиях интенсивной освещенности улучшается рост и развитиеорганизма.
Интенсивность освещенности рабочего места имеет большоезначение для профилактики нарушений зрения, особенно при работах, требующихзрительного напряжения. При плохом или неправильном освещении снижаетсяумственная работоспособность.
Естественное освещение.Естественное освещение в первую очередь зависит отклиматического пояса. Важное значение имеет ориентация окон по сторонам света,определяющая инсоляционный режим помещений.
В зависимости от ориентации различают три основных типаинсоляционного режима (см. табл.)
Таблица 3.
Инсоляционный режим Ориентация по сторонам света Время инсоляции Процент инсолируемой площади помещений Количество тепла за счет солнечной радиации, КДЖ/м Максимальный ЮВ; ЮЗ 5 — 6 80 Свыше 3300 Умеренный Ю; В 3 — 5 40 -50 2100 – 3300 Минимальный СВ; СЗ Менее 3 Менее 30 Менее 2100При западной ориентации создается смешанный инсоляционныйрежим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию –максимальному инсоляционному режиму.
Естественное освещение классной комнаты зависит от следующихосновных показателей:
— ориентации здания на участке (рекомендуемой ориентациейявляется юг; юго-восток и восток обеспечивают высокие уровни освещенности,особенно в первую половину дня, во-вторых, создают возможность наиболее раннейаэрации и инсоляции помещений, в отличие от западной ориентации при них непроисходит перегрева помещений). При определении ориентации помещений студентыдолжны пользоваться компасом, устанавливая направление определенного классногопомещения.
— достаточный коэффициент естественной освещенности (КЕО,СК) (эти показатели зависят от размера окон, конфигурации (формы окон),равномерности освещения).
К естественному освещению предъявляются следующие основныетребования:
1) Достаточность.
2) Равномерность.
3) Отсутствие слепимости (блесткости) итеней на рабочем месте.
4) Перегрев помещений.
а) оценку естественного освещения следует начинать сопределения светового коэффициента (СК). СК представляет собой отношениеостекленной поверхности окон к площади пола. Выражается он простой дробью,числитель которой – величина остекленной поверхности, знаменатель – площадьпола. Числитель дроби приводится к 1, для этого числитель и знаменатель делятна величину числителя (правда в настоящее чаще пользуются коэффициентоместественного освещения (КЕО).
Для того, чтобы наиболее точно вычислить коэффициент (СК) отплощади остекленной поверхности окон следует отнять 10 % площади (минус),приходящейся на переплет оконных рам.
Пример:
Определить световой коэффициент помещения, площадью 50кв.м., в котором три окна площадью по 2,7 кв.м.
Решение:
1. Определяем площадь окон, их три: 2,7 кв.м х 3 = 8,1 кв.м.
2. Определяем площадь остекления: