Исследование шумового загрязнения на территории школы

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

города Москвы

«Московский государственный образовательный комплекс»

(ГБПОУ МГОК)

ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ШКОЛЫ

Автор работы:

ученица 11 «В» класса ГБПОУ МГОК

Шевченко Анастасия Владимировна

Научный руководитель:

Учитель английского языка ГБПОУ МГОК

Архипова Татьяна Николаевна

Москва, 2017

Содержание:

Введение.

Часть 1. Литературный обзор.

Определение термина «шумовое загрязнение».

Определение уровня шумового загрязнения.

Важно сокращать уровень шума, потому что шум может навредить.

Часть 2. Практическая часть.

Вывод.

Список литературы.

Приложения.

Введение.

На качество жизни современного человека влияет множество факторов, в число которых входит шум. Людям и другим живым существам привычен звук, так как он является природным явлением. Звуки природы благоприятно влияют на человека. Мы с удовольствием можем слушать шум дождя или шелест листвы на деревьях. Но сегодняшняя реалия такова, что искусственный или промышленный шум не просто неприятен, но и оказывает очень большое негативное влияние на психическое и физическое здоровье человека.

Изучением шума и звука и их влияния на здоровье людей на протяжении многих столетий занимались разные ученые. Еще древнегреческий ученый Аристотель объяснял звук как сжатие и разрежение воздуха, образующее волны, которые, достигая нашего уха и воздействуя на барабанные перепонки, создают ощущение звука.

Интересен тот факт, что человек и без звуков и шума жить не может. Американский ученый и исследователь Стивен Орфилд на протяжении многих лет занимался изучением уровня шума и его воздействием на человека и создал так называемую «Комнату тишины», которая поглощает 99,99 % шума. Если вы окажетесь в такой комнате, то через некоторое время вы начнете слышать звуки работы своих внутренних органов. Отсутствие всяких посторонних звуков не позволяет человеческому организму нормально функционировать и это тяжелое испытание для наших органов чувств. В такой комнате сам человек становится «звуком». Максимальное время, проведенное в этой комнате составило 45 минут, дальше человек может сойти с ума.

Но какой же он «идеальный шум», который позволил бы человеческому организму нормально функционировать и не сойти с ума?

Я решила провести исследование уровня шума и шумового загрязнения на примере образовательного учреждения, где я учусь, так как большую часть своего времени я и мои одноклассники, а также учителя проводим именно здесь.

Рядом с нашей школой находится автобусная и железнодорожная станция, с которых очень часто доносятся разные звуки гудков. Учащиеся отвлекаются от работы, что плохо сказывается на их учебе. Также постоянный шум сказывается на здоровье. Чтобы узнать больше об этих проблемах, я взяла этот проект.

Цель проекта: Изучить и исследовать влияние шума на здоровье и работоспособность учащихся и учителей школы. Изучить нормы уровня шума в здании школы и пришкольной территории.

Задачи проекта:

1. Изучить нормы уровня шумового загрязнения.

2. Определить уровень шума в школе и на пришкольной территории.

3. По данной в этом проекте таблице изучить полученную шкалу шума.

4. Найти способы снизить шум в школе и на пришкольной территории.

Приборы и материалы:

1. Приложение для телефона, измеряющее шум

Актуальность темы.

Как известно науке, человек становится менее внимательным и сконцентрированным, когда его что-то отвлекает. Это может быть все, что угодно, даже звук проезжающего мимо поезда, даже шепот соседа по парте. Но шум не всегда безвреден для нас. Чтобы обезвредить себя от шума и повысить внимательность учеников на уроках я предлагаю свой проект.

Гипотеза исследования.

Уровень шума влияет на на здоровье и работоспособность учащихся и учителей школы негативно. Процесс обучения может стать неэффективным

1. Высокий уровень шума отрицательно сказывается на здоровье человека и снижает внимание обучающихся во время уроков.

2. Изучив влияние уровня шума на человеческий организм и измерив шумовое загрязнение, можно разработать ряд рекомендаций для снижения уровня шума.

Перспектива.

Внимательность ученикам в школах очень важна. Если ученик не внимателен, его работоспособность падает, а значит и тема урока будет непонятна. Таким образом, кроме гипотез в этом проекте можно будет добиться и действия.

Часть 1. Литературный обзор.

1.1 Определение термина «шумовое загрязнение».

Шумовое загрязнение - избыток естественного уровня шумового поля или ненормальное изменение звуковых характеристик: периодичности, силы звука и пр. Шумовое загрязнение провоцирует повышенную утомляемость человека и других живых организмов, снижение производительности труда, физические и нервные заболевания.

Таким образом, шумовое загрязнение - это досаждающий шум, имеющий антропогенную природу и нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Главными источниками шумового загрязнения на сегодняшний день являются транспортные средства — автомобили, железнодорожные поезда и самолеты.

Основные источники шума на территории города Москвы:

• автотранспортные потоки улично-дорожной сети города;

• железнодорожный транспорт;

• наземные линии метро;

• авиатранспорт аэропортов (Внуково, Шереметьево, Домодедово, в меньшей мере Остафьево) Московского авиаузла;

• промышленные предприятия;

• коммунально-складские объекты;

• объекты электро- и теплоэнергетики;

• строительная техника (особенно в случае ведения работ в ночное время);

• инженерное оборудование зданий, сооружений, жилых домов;

• шумы «бытового происхождения»;

• шум громкоговорителей и др.

1.2 Определение уровня шумового загрязнения.

Шкалу шумов (уровни звука, децибел), в таблице можно посмотреть в Приложении 1.

Физической характеристикой громкости звука является уровень звукового давления, измеряемый децибелами (дБ). «Шум» - это беспорядочное смешение звуков.

Низкочастотные и высокочастотные звуки воспринимаются тише, чем звуки со средней частотой и такой же интенсивности. Учитывая этот факт, неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируют с помощью специального электронного частотного фильтра, получая, в результате нормирования измерений, так называемый эквивалентный уровень звука с размерностью дБА (дБ(А), то есть - с фильтром "А").

Днем человек может слышать звуки громкостью от 10-15 дБ и выше. Максимальный диапазон частот для человеческого уха, в среднем - от 20 до 20 000 Гц (возможный разброс значений: от 12-24 до 18000-24000 герц). В юном возрасте мы лучше слышим среднечастотный звук с частотой 3 КГц, в зрелом возрасте - 2-3КГц, в старости - 1КГц. Такие частоты, в первые килогерцы (до 1000-3000 Гц - зона речевого общения) - обычны в телефонах и по радио на СВ и ДВ диапазонах. Старея, воспринимаемый на слух звуковой диапазон сужается: для высокочастотных звуков - уменьшаясь до 18 килогерц и менее (у пожилых людей, каждые десять лет - примерно на 1000Гц), а для низкочастотных - увеличиваясь от 20 Гц и более.

У человека в состоянии сна, главным источником восприятия окружающей среды становятся уши. Чувствительность слуха у спящего человека увеличивается на 10-14 дБ , по сравнению с дневным временем, поэтому спящего человека может разбудить любой неравномерный и резкий звук.

Смотря на старые фотографии наших бабушек и дедушек с коврами на стене, мы не понимаем, зачем над кроватью у них висели ковры. Мода ли это была или нет – неизвестно, но известно , что такое украшение стены является звукопоглощающим материалом, а отсутствие такого покрытия ( необязательно ковра!) увеличивает уровень шума на несколько децибел из-за реверберации или эха от стен.

Неслышный шум создают звуки с частотами менее 16-20 Гц (инфразвук) и более 20 КГц (ультразвук). Низкочастотные колебания в 5-10 герц провоцируют резонанс и вибрацию наших внутренних органов и могут влиять на работу мозга. Низкочастотные акустические колебания усиливают ноющие боли в костях и суставах у людей, страдающих такими заболеваниями. Источники инфразвука являются машины, вагоны, гром от молнии и т.д.

Высокочастотные звуки и ультразвуки 20-50 килогерц, воспроизводимые с модуляцией на несколько герц - применяют для отпугивания птиц с аэродромов, животных (собак) и насекомых (комаров, мошек).

По нормам, учтенным в законе об «уровне шума» максимальный уровень звука на рабочем месте не должен превосходить 110 дБА и максимум 125 дБА для импульсных шумов. Пребывание в зоне звукового давления на уровне 135 дб запрещено.

Уровень шума в помещении, где используются одновременно компьютер, принтер и факс может достигать 70 дбА. Поэтому, если в такой комнате не используются звукоизоляционные материалы, то установка большого количества оргтехники запрещена. Слишком шумное оборудование должно располагаться за пределами рабочих мест сотрудников. Уменьшить уровень шума можно при использовании шумопоглощающих материалов (отделка помещения и занавески из плотной ткани). Также помогут противошумные беруши, которые можно прибрести в аптеке (звукоподавление должно быть не меньше 30 децибел). Для взрывных звуков используются специальные механические мембраны и изолирующие наушники, продающиеся в строительных магазинах. Они обеспечивают защиту слуха и закрывают височную кость черепа.

Детский плач в сравнении с другими звуками такой же интенсивности ощутимо сильнее действует на психическое состояние человека, вызывая желание успокоить или накормить ребенка.

В современном мире при строительстве различных зданий в соответствии с принятыми нормами применяются технологии и материалы , которые могут обеспечить надежную звукоизоляцию.

Для пожарной сигнализации: уровень звукового давления полезного аудиосигнала, обеспечиваемый оповещателем, должен быть не менее 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя и не более 120 дБА в любой точке защищаемого помещения (п.3.14 НПБ 104-03).

Сирена большой мощности и корабельный ревун - давит больше 120-130 децибел.

Спецсигналы, которые устанавливают на служебном автотранспорте, регламентируются ГОСТ Р 50574 - 2002. Уровень звукового давления сигнального устройства при подаче специального звук. сигнала, на расстоянии 2 метра по оси рупора, должен быть не ниже:

• 116 дБ(А) - при установке излучателя звука на крыше транспортного средства;

• 122 дБА - при установке излуч-ля в подкапотное пространство автотранспорта.

Изменения основной частоты должны быть от 150 до 2000 Гц. Продолжительность цикла - от 0,5 до 6,0 с.

Клаксон гражданского автомобиля, согласно ГОСТ Р 41.28-99 и Правил ЕЭК ООН №28, должен издавать непрерывный и монотонный звук с уровнем акустического давления не более 118 децибел. Такого порядка максимально допустимые значения - и для автосигнализации.

Если человек, привыкший к постоянному шуму, окажется на некоторое время в полной тишине (где уровень шума - менее 20 дБА), то он может почувствовать скорее дискомфорт.

После преодоления самолетом скорости звука (Mach = 1), момент прохождения фронта конуса Маха - сопровождается резким, как взрыв, громким хлопком. Преодоление каждого следующего звукового барьера (M = 2,3,4... чисел Маха) - сужает конус ударной волны и делает "бум" еще громче.

Наблюдатель слышит грохот, когда очень быстро движущееся тело (самолёт, снаряд или пуля) уже пролетело мимо. Например, при стрельбе из винтовки Мосина, стандартным патроном, на километровую дистанцию - звук выстрела доходит, приблизительно, через две секунды после прилета пули и попадания ее в условную мишень. При дозвуковых скоростях, наоборот - сначала приближается шум (шелест, свист, вой мины или снаряда), а затем - его источник.

Гиперзвук - перемещение быстрее 5 Махов.

Прибор шумометр для измерения уровня звука, шума.

Для измерения уровня шума используется специальный прибор «шумомер». Существует несколько типов шумомеров: бытовые (средняя цена - 3-4 т.р, характеристики: 30-130 дБ, 31,5 Гц - 8 кГц, фильтры А и С), промышленные (интегрирующие и т.д.). Наиболее распространённые модели: SL, Октава, Svan.

Для измерений инфразвуковых и ультразвуковых шумов - применяются широкодиапазонные шумометры.

Как измерить уровень шума в жилом помещении?

Чтобы измерить шум в квартире нужно учитывать влияние следующих факторов таких, как этаж, материал из которого построены стены и перегородки, тип окон и материал рам.

Чувствительными акустическими приборами определяется уровень звукового давления, которые дают внешние факторы воздействия (шум от транспорта и шум от улицы в целом).

Сначала получают результат при закрытых окнах, а потом при открытых окнах. Измерения сравнивают.

Если в квартире есть кондиционер или система вентиляции, то замеры производятся при закрытых окнах, а также отдельно замеряется шум от самих кондиционеров и систем вентиляции.

Если рядом с жилым помещением располагаются какие-то промышленные объекты, то их уровень шума также измеряется отдельно.

Все результаты записываются в документе и сравниваются с принятыми законом нормами.

По завершении экспертизы специалисты предлагают рекомендации и методы по устранению повышенного шума, если таковой имеется, поэтому застройщик или владелец жилого помещения может сразу использовать материалы и технологии по звукоизоляции жилья в соответствии с принятыми в регионе нормами допустимого уровня шума.

Можем сами измерять шум.

На сегодняшний день у каждого человека зачастую есть все необходимые средства, чтобы измерить уровень шума самостоятельно.

Прежде всего, вы можете воспользоваться совим персональным компьютером. Существует огромное количество специальных программ, с помощью которых можно измерить шум в децибелах. Можно обойтись встроенным в компьютер микрофоном, но если вы хотите получить более точный и качественный результат, то лучше использовать внешний микрофон.

• Если у вас операционная система Windows 8, скачайте бесплатное приложение Decibel Reader с Microsoft App Store. Это приложение использует микрофон вашего компьютера, чтобы записывать звуки громкостью до 96 децибел. Похожие программы также доступны в ITunes App Store для продуктов компании Apple.

• Также вы можете воспользоваться специальными приложениями для измерения громкости звука. Например, Audacity – бесплатная звукозаписывающая программа, в которой также есть встроенный измеритель децибел.

Если вы пользуетесь современным смартфоном, то измерить уровень шума и громкость также будем достаточно легко и просто.

Скачайте мобильное приложение. С помощью этих программ вы сможете измерить шум абсолютно везде. Результат замера сможет вас удивить. Иногда разница в замере в сравнении с профессиональным оборудованием отличается всего лишь в 5 децибел.

Ниже приведены следующие программы и приложения, которые вы можете использовать для вашего смартфона:

• Для устройств Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter

• Для устройств на Android: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel

• Для телефонов на Windows: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro

Вы можете воспользоваться профессиональный измеритель децибел, если вам нужны точные результаты. Как правило это достаточно дорого, но это самый простой способ получить точные измерения уровня звука, который вас интересует. Также такое устройство называют "измеритель уровня звука", это специализированное устройство (можно купить в интернет-магазине или специализированных магазинах), которые используют чувствительный микрофон для измерения уровня шума вокруг и выдает точное значение в децибелах. Так как подобные устройства не пользуются большим спросом, они можно быть достаточно дорогими, зачастую цены на них начинаются с $200 даже за самые простые устройства.

Обратите внимание, что измеритель децибел/уровня звука может называться по-другому. Например, похожее устройство под названием "измеритель шума" делает то же самое, что и измеритель уровня звука.

1.3 Важно сокращать уровень шума, потому что шум может навредить:

Если мы говорим об опасности шума, то, конечно, прежде всего, это негативное воздействие на органы слуха. Превышенный уровень шума пагубно влияет на наш слух. Человек может лишиться слуха, как на некоторый промежуток времени, так и полностью утратить способность слышать. Это большая редкость, но и такие случаи имеют место быть.

Самым пагубным и опасным является постоянный шум, которые человек слышит ежедневно, если его работа связана со строительством или производством продукции на заводе или фабрике.
Постоянный шум постепенно с каждым годом разрушает органы слуха. Это кажется незаметным, но проработав много лет на шумном месте работы, человек может оказаться на пороге глухоты.Порог слышимости сдвигается и, в конечном итоге, мы получаем тугоухость или полную глухоту.

Врачи и специалисты признают негативное воздействие шума не только на органы слуха, но и на мозг человека. Как известно, мозг влияет на все органы и системы нашего организма, поэтому, можно сказать, что чрезмерный шум может влиять на организм человека в целом.

Люди, которые вынуждены постоянно испытывать на себе повышенный уровень шума, чаще других страдают от головных болей и бессонницы, испытывают стресс и раздражительность, имеют резкие перепады настроения и давления. Мозг из-за таких факторов начинает работать в усиленном режиме, и организм получает от него много лишних команд, результатом чего является сбой работы многих систем и органов нашего тела.

Часть 2. Практическая часть.

Меры по устранению шума.

Для снижения сверхнормативного шума и сохранения, существующих акустически благополучных территорий города, необходимо масштабное внедрение шумопонижающих технологий во всех сферах городского хозяйства и промышленности, разработка специальных мер по снижению шума, ужесточение мер ответственности за нарушения, связанные с созданием сверхнормативного шума, при упрощении процедуры привлечения к ответственности.

В комнатах можно установить акустические панели, которые и созданы для поглощения звука. Также стоит повесить ковер на стену, если не нравится такой вариант, ковер можно положить на пол. Окно стоит завесить плотными шторами.

Как нужно беречь себя от шума:

• Не увеличивать громкость звука в наушниках плеера, пытаясь заглушить внешний шум (в метро или на улице). При этом увеличивается и электромагнитное излучение на мозг от динамика наушника;

• В шумном месте, для защиты органов слуха - использовать противошумные мягкие "беруши", вкладыши или наушники (шумопонижение эффективнее на высоких частотах звука). Их надо подгонять индивидуально под ухо. В полевых условиях - используют и лампочки от карманного фонаря (они не всем, но подходят по размеру). В стрелковом спорте применяют индивидуально отлитые "активные беруши" с электронной начинкой, по цене - как телефон. Хранить их надо в упаковке. Лучше выбирать берши, сделанные из гипоаллергенного полимера, имеющие хороший SNR (шумоподавление), на уровне от 30 дБ и больше. При резких перепадах давления (в самолете), для его выравнивания и уменьшения боли - нужно использовать специальные беруши с микроотверстиями;

• В помещениях применять шумоизолирующие экологичные материалы для снижения шума;

• При подводном погружении, чтобы не произошел разрыв барабанной перепонки - вовремя продуваться (проводить продувание ушей зажав нос или глотательным движением). Сразу после дайвинга - нельзя на самолёт. Прыгая с парашютом - так же надо своевременно выравнивать давление, чтобы не получить баротравму. Последствия баротравмы: шум и звон в ушах (субъективный «тиннитус»), снижение слуха, боль в ухе, тошнота и головокружение, в тяжелых случаях - потеря сознания.

• С простудой и насморком, когда заложен нос и гайморовы пазухи, недопустимы резкие перепады давления: ныряние (гидростатическое давл-е – 1 атмосфера на 10 метров глубины погружения в воду, то есть: две - на десяти, три - на отметке 20 м. и т.д.), парашютные прыжки (0,01 атм. на 100 м. высоты, быстро увеличивается, с ускорением). Примерно семь с половиной миллиметров ртутного столба барометра - на каждые сто метров, по высоте.

• Давать своим ушам отдыхать от громкого шума.

Я изучила уровень шума в кабинетах, в которых проходят занятия 11 “В” класса. Результаты представлены в таблице.

Самым тихим оказался кабинет №410. В этом кабинете у 11 “В” класса проходят уроки русского и литературы. Чаще всего ученики либо тихо отвечают на вопросы учителя, либо пишут какие-либо диктанты, так что приходится быть тихими.

Второе место занимают кабинеты под номерами 405 и 511. В кабинете №405 дети, на уроке ОБЖ смотрят фильмы, посвященные темам урока, так что сидят тихо. В 511 дети изучают физику. Учитель очень строгий, поэтому все стараются молчать.

Самое большое показание-это показание из кабинета №305. Здесь ребята учат историю. На уроках часто происходят дискуссии и обсуждения. К тому же этот кабинет располагается на той стороне, где проходят электрички по железнодорожным путям и автотранспорт на дороге. Кабинет жаркий, и даже зимой приходится открывать окна не только на перемене, но и во время занятия. После уроков истории у многих начинают болеть головы.

Средние показатели разнятся в пределах допустимого уровня шума. Тихие разговоры не так мешают, когда нужно сконцентрироваться. Но гул по классу все же ходит.

Самый маленький показатель на пришкольной территории получился именно за школой. Там приглушенно слышно шум от проезжающих поездов, детей после восьмого урока там почти нет, не считая только учеников, которые вышли на урок физкультуры.

У калитки получился не такой уж маленький показатель. Это зависит от времени проведения измерения. Оно проводилось после седьмого урока, когда из школы потоком выходили дети. Они столпились у калитки, мешая тем самым пройти другим людям, одновременно создавая шум.

Вывод

Проведя практическую работу, я определила уровень шума в школе и на пришкольной территории с помощью двух специальных приложений на телефоне (Sound Meter, Decibel Meter). Измерительные работы проходили во время учебного времени, по 10 минут на каждом уроке. Измерения шума на пришкольной территории были проведены после уроков. На протяжении всей измерительной работы мимо школы много раз проезжали электропоезда в Москву и из Москвы со станции “Тушинская”, от чего шума было только больше.

Изучив данные таблицы о шкале шума, я сделала следующее наблюдение: В то время, когда электропоезда едут мимо нашей школы, они издают много шума, который сопровождается еще и сигналом клаксона, который оповещает людей на станции, что поезд подъезжает, а людям на переезде, что переходить через пути опасно для жизни. Из-за этого шума почти не слышно учителя, которому, вдобавок, приходится повышать голос, чтобы дети слышали дальнейшие слова, или вообще замолкать по меньшей мере на полминуты, чтобы поезд проехал, чтобы продолжить урок.

Но такое происходит не везде. В некоторых кабинетах, которые находятся на другой стороне школы, не слышно шума от поезда, чаще слышно лишь клаксон. Но даже тут есть проблемы. На заднем дворе школы находится площадка для детей с продленки и поле для занятий физкультурой. С этого поля до ушей учеников и учителя доносятся крики других учащихся в школе, занимающихся физкультурой. Крики других детей так же мешают учиться.

Сделав практическую часть и прочитав много о способах звукоизоляции, я подумала как можно избавиться от шума в нашей школе. В голову сразу пришли идеи:

1. Сменить наш обычный забор на звукоизоляционный.

2. Сменить пластиковые окна на звукоизоляционные.

3. Обнести площадку для детей с продленки и поле для физкультуры заборами с крышей, чтобы шума стало меньше.

4. В классах повесить акустическую плитку по всем классам.

Выводы и возможности использования результатов работы: повышенный уровень шума оказывает негативное воздействие на процесс обучения в школе. Шумовое загрязнение в равной степени влияет на внимательность учителей и обучающихся. Исследование может иметь практическую ценность при анализе успеваемости обучающихся в школе и определения источников шумового загрязнения в различных образовательных учреждениях

Список литературы:

1. Правительство Москвы. Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы.

http://www.dpioos.ru/eco/ru/noise

2. Kakras.ru

http://www.kakras.ru/doc/shum-decibel.html

3. Acoustic calculations.

https://acoustic-services.ru/informatsija/zamery-shuma.html

4. WikiHow

http://ru.m.wikihow.com/%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D0%B4%D0%B5%D1%86%D0%B8%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D1%8B

5. Vredno-vsyo.ru

http://www.vredno-vsyo.ru/malopodvizhnost/117-vred-shuma.html

Приложение 1

22