CC BY
9Определение термического сопротивления покрытия яранги для безопасности организации кочевых школ
а>
о
сч
№ OI
О Ш
m х
<
m о х
X
Ноговицын Виктор Петрович
кандидат педагогических наук, заведующий лабораторией экологии и устойчивости экосистем Севера Института естественных наук Северо-восточного федерального университета имени М.К. Аммосова, [email protected]
Кочевые школы тундры в Якутии учатся в зимние месяцы Арктики, где температур наружного воздуха в декабре, январе доходит до - 50-60 С°, что приводит до 40 актированных дней. Из-за низких температур наблюдаются отклонения в состоянии здоровья детей: в Оленекском улусе - 95,4%, Аллаихов-ском - 88,4%, Усть - Майском - 81,6%, Среднеколымском -81%. Определение термического сопротивления органического материала из оленьей шкуры на яранге показал необходимость актуализации здоровье сберегающего потенциала учащихся, что требует смены режима работы образовательных организаций. Начинать учить детей с начала августа, завершить в июне месяце. В декабре-январе объявить зимние каникулы.
Ключевые слова: Арктика, кочевые школы, низкая температура, яранга, здоровье, смена режима работы школ.
Методология: Анализ температурного режима в Арктической тундре и соразмерение режима работы кочевых школ в условиях Крайнего Севера. Изучение конструкции яранги. Подготовка образца. Для определения термического сопротивления были вырезаны два фрагмента образца из оленьей шкуры в виде квадратной пластины с линейными размерами 0,3 х 0,3 м и толщиной 0,033 м. В качестве показателя термического сопротивления использован анализатор теплопроводности строительных изоляционных материалов HFM-436 Lambda производства компании Netzsch. Анализатор теплопроводности основан на методе стационарного теплового режима и соответствует ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные». Измерительная часть прибора представляет собой две плиты со смонтированными в них датчиками температуры и теплового потока, между которыми располагается исследуемый материал.
Основные результаты: в статье сформулированы организационно-педагогические условия актуализации и изменения режима работы кочевых школ в зависимости от температурного режима учебного года, что может способствовать наращиванию здоровье сберегающего потенциала школьников.
Постановка задачи. Анализ основных нормативных правовых актов Российской Федерации определяет «свободу выбора получения образования согласно склонностям и потребностям человека, создание условий для самореализации каждого человека, свободное развитие его способностей, включая предоставление права выбора форм получения образования, форм обучения, организации, осуществляющей образовательную деятельность, направленности образования в пределах, предоставленных системой образования ...» [1]. В 2008 г. в закон «Об образовании в Республике Саха (Якутия)» впервые вошла статья 10, где говорится: «Для организации образовательного процесса в местах традиционного природопользования и традиционной хозяйственной деятельности коренных малочисленных народов Севера Республики Саха (Якутия) органами государственной власти и органами местно-
го самоуправления создаются образовательные организации, реализующие основные образовательные программы, учитывающие кочевой образ жизни, основанный на исторически сложившихся традициях и обычаях, связанных с ведением традиционной хозяйственной деятельности и предполагающий постоянное перемещение в пределах маршрута кочевания без строгой привязанности к определенному пункту и месту жительства» [2]. В этом же году в Якутии был принят закон «О кочевых школах Республики Саха (Якутия)» [3], затем в 2016 г. принят закон «О кочевой семье», в котором определена система экономических, социальных и правовых гарантий, которые направлены на повышение качества жизни семей, ведущих кочевой образ жизни. Согласно закону, основными функциями кочевой семьи определены воспитание и передача от поколения к поколению семейных ценностей коренных малочисленных народов Севера, ведущих кочевой образ жизни, основанных на историческом опыте их предков в области природопользования, самобытной культуры, языка и традиционных знаний [4].
По анализу переписи населения 2010 г. в Якутии проживают более 40 тысяч представителей малочисленных народов Севера, в том числе эвенков - 21008, эвенов - 15071, долган - 1906, юкагиров - 1281 и чукчей 670 человек. Кочевые школы существуют в 13 северных районах республики, в них обучаются около 170 детей, воспитываются 30 дошкольников и учатся примерно 140 учащихся. Большая часть школ организована при оленеводческих общинах, некоторые из них имеют рыболовецкую и охотоведческую направленность. Занятия в кочевых школах проводятся в яранге, что требует гарантии безопасности здоровью дошкольников и школьников. Ярангой называют традиционное транспортируемое жи -лище, которые имеет конусообразную форму и высоту от 3,5 до 4,7 метров. Диаметр данного жилища составляет не менее 5,7 метров. Каркас яранги собирается из достаточно маловесных деревянных прутьев, а сверху жилище покрывают оленьими шкурами. Для того, чтобы покрыть жилище среднего размера, необходимо приблизительно 50 шкур. В самое холодное время зимы (декабрь, январь) температура наружного воздуха может доходить до - 50-60 С° [5]. В это время ярангу покрывают двумя слоями оленьих шкур.
Введение в научную проблему. Результаты Всероссийской диспансеризации детей в Республике Саха (Якутия) раскрыл Первый президент республики М.Е. Николаев на собрании учителей: «Диспансеризацией было охвачено 95,7% детей республики. Оказалось, что 56,1% детей имеют отклонения в состоянии здоровья. А в Оле-некском улусе 95,4% детей имеют отклонения, в Аллаиховском - 88,4%, Намском - 80,3%, Усть -Майском - 81,6%, Среднеколымском - 81%, Том-
понском - 74,5%, Мегино-Кангаласском - 71%, г. Якутске - 67%» [6]. Эти данные подтверждены Решением Коллегии Минздрава РФ [7]. Вышеприведенные сведения доказывают мнение Центра исследований Детского фонда Организации Объединённых Наций (ЮНИСЕФ), что Россия пока не соответствует их критериям охраны здоровья детей [8].
Основной причиной слабого здоровья детей Севера естественно служит холод, перепады минусовой температуры воздуха в декабре и январе доходят до 100°С и выше, а в образовательных организациях нет требований зимней формы одежды ни у школьников, ни у студентов. Часто можно увидеть, что подростки в такие холода приходят в школу в кроссовках. Проявления влияния холода на различные системы организма называют «холод-ассоциированными симптомами» [9], включающие в себя вегетососудистые нарушения и поражения периферической нервной системы. По данным Е. В. Майстраха [10] типичными сдвигами при охлаждении тела являются падение температуры и теплосодержания покровных тканей тела, что может быть нарушением обменно-энергетических процессов. В охлажденных областях тела наступают расстройства кровообращения (спазм артериол и артерий, ишемия тканей, стаз, нарушения проницаемости сосудов). Крайним выражением таких расстройств является «траншейная стопа» и другие патологии. Температура в суставах уменьшается быстрее, чем в работающих мышцах. Переохлажденные суставы теряют подвижность из-за повышения вязкости синовиальной жидкости. По данным И. С. Кандрора [11], у обнаженного человека в комфортном микроклимате температура кожи заметно различается и составляет: на лбу и груди — 33,5°, на животе — 31,1°, на кисти — 31,0°, на стопе — 29,9°, на пальцах рук — 28,5°, на пальцах ног — 24,4°. Градиент температур между центральными и периферическими областями достигает почти 9°. Средневзвешенная температура кожи составляет 33,5°, т. е. «оболочка» заметно холоднее «ядра» тела. При работе на улице в соответствующей одежде, при температуре воздуха -10—15° и скорости ветра 2—3 м/с кожная температура составляет на туловище 31,7°, на стопе — 22,8°, на кисти — 16,1°, на щеке
— 15,8°, а средневзвешенная температура кожи
— 28,4°, т. е. «оболочка» сильно охлаждена. [12].
Вопросы психофизиологических механизмов
адаптации, безопасности, создания условий в школах Севера исследовали многие ученые: Казначеев В.П., Алексеева С.В., Мельникова Т.В., Майстрах Е. В., Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р., Кан-дрор И. С., Якимчук С.А., Подшивалова Н.В., Leppaluoto J., Hassi J., Buzan B., Wever O., Wilde J. Копенгагенская школа Международных отношений разработала пять секторов безопасности: во-
x x O ro А С.
X
го m
о
ю
M О
ta
а>
о
сч
№ OI
О Ш
m х
<
m о х
X
енныи, политическим, экономическии, социальный и экологический [13] и пять уровней безопасности: международный, региональный, национальный, внутренние группы, индивид [14]. На первом месте стоит «человеческая безопасность», или «личная безопасность», когда, согласно профессору, В. Н. Конышеву, «на место национально-государственного интереса как высшей цели политики ставится безопасность индивидуума» [15]. На севере Якутии многие школы сёл и деревень не обеспечены централизованным отоплением, отсутствует благоустройство. Чаще всего яранга встречается у народов, которые проживают на северо-востоке Сибирской части России и ведут кочевой образ жизни. К ним можно отнести чукчей, эвенов, и некоторые другие народности. Смысл данной работы заключен в определении термического сопротивления покрытия яранги с учетом низких температурных условий Севера, что может дать ответы на улучшение состояния здоровья детей, связанные с организацией учебно-воспитательной работы кочевых школ в календарном году.
Исследовательская часть. Для исследования термического сопротивления таких покрытий в работе использован серийно выпускаемый прибор - анализатор теплопроводности строительных изоляционных материалов HFM-436 Lambda производства компании Netzsch. Анализатор теплопроводности основан на методе стационарного теплового режима и соответствует ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные». Измерительная часть прибора представляет собой две плиты со смонтированными в них датчиками температуры и теплового потока, между которыми располагается исследуемый материал (рис.1.).
Рис. 1. Схема размещения исследуемого образца в измерительной части HFM-436 Lambda
При включении прибора верхняя плита разогревается, а нижняя охлаждается до заданной температуры, тем самым на сторонах материала создается температурный градиент, который способствует возникновению теплового потока, проходящего через исследуемый образец. Прибор серии HFM 436 Lambda обладает воспроизводи-
мостью и точностью измерений, что достигается за счет использования запатентованных датчиков контроля температуры и методов измерения теплового потока. Прибор поставляется со встроенным датчиком измерения длины с разрешением в диапазоне мкм и позволяет определять текущую толщину образца автоматически во время измерения. Испытуемый образец помещают в прибор между горячей и холодной плитами. Средняя температура и перепад температур между плитами задаются пользователем. Термопары, встроенные в поверхности плит, измеряют перепад температур в образце. Температуры плит регулируются системами Пельтье. Охлаждение, нагревание систем Пельтье проводится с использованием встроенной жидкостной циркуляции. Жидкость охлаждается вновь с помощью встроенной системы охлаждения сжатым воздухом. Для очень низких температур система охлаждения сжатым воздухом может быть заменена внешней системой охлаждения. Датчики теплового потока (тепломеры), смонтированные на рабочих поверхностях каждой плиты прибора, измеряют напряжение, которое пропорционально тепловому потоку, проходящему через образец. Установившиеся значения термопар и тепломеров указывают на тепловое равновесие. Эти показания регистрируются, и следующий тест при новых значениях температур может начинаться. Использование двух датчиков повышает скорость измерений, что важно для контроля качества. Калибровка прибора производится с помощью сертифицированного эталонного стандарта N181 с известной теплопроводностью. Это устанавливает соответствие между сигналом напряжения тепломера и тепловым потоком, проходящим через него. Термическое сопротивление рассчитывается из калибровочных данных, толщины образца и перепада температур поверхностей испытываемого образца. Диапазон значений термического сопротивления исследуемых материалов составляет от 0,02 до 7 (м • К)/Вт.
Результаты исследований. Испытания на термическое сопротивление проводились вначале с одним слоем материала с ориентацией волосяного покрова к горячей плите. Затем проводили измерение теплопроводности с двумя слоями материала. При этом волосяной покров обоих образцов приводился в контакт друг с другом, а стороны без покрова контактировали с горячей и холодной плитами. Контакт материала с измерительными плитами производился с помощью автоматического прижимного устройства. Измерения теплопроводности и термического сопротивления проводились при температурах 20, 24, 30 и 40 0С. Длительность одного опыта составляла до 5,5 часов. Результаты приводятся в таблице 1.
Для сравнения приведем расчетное значение термического сопротивления стены якутского ба-
лагана, которое можно найти в работе [16]. Общее термическое сопротивление стен якутского балагана равно 1,82 м2*0С/Вт. В сравнении со средним термическим сопротивлением двухслойного покрытия яранги из оленьих шкур, которое равно 1,43 м2*0С/Вт, термическое сопротивление стен якутского балагана больше на 21,4% и настолько же эффективнее держит тепло внутри помещения.
Таблица 1
Тип об- Время изме- Толщина, м Средняя тем- Терм-е
разца (оленья шкура) рения при одной темп-й точке, час пература образца, 0C сопр-е, (м2-К)/Вт
1 слой 0,54 0,024 19,67 0,766
0,47 24,39 0,741
0,32 29,81 0,725
0,50 40,89 0,697
2 слоя 1,24 0,049 19,85 1,477
1,10 23,53 1,448
1,36 30,02 1,421
1,17 39,35 1,359
Рекомендации. Исследования, проведенные по определению термического сопротивления двухслойного покрытия яранги из оленьих шкур в условиях низких температур воздуха на Севере (проведены совместно с к.т.н., ст.н.с. отдела теп-лообменных процессов ИФТПС ЯНЦ СО РАН Малышевым А.В.), позволяют рекомендовать провести дополнительные научные исследования в программировании учебных занятий кочевых школ Арктики. Предварительные итоги работы дают предположение проводить учебные занятия в августе, сентябре, октябре, ноябре, феврале, марте, апреле, мае и июне месяцах, когда температура наружного воздуха не ограничивает учебный процесс, а программа учебы будет иметь возможность быть выполненным. Самыми холодными месяцами определены декабрь и январь месяцы, доводящие работу кочевых школ до 40 актированных дней. В декабре и январе месяцах рекомендуем объявить зимний каникулярный период.
Литература
1. Федеральный закон «Закон об образовании в Российской Федерации» №273-ФЗ от 29 декабря 2012 г. с изменениями 2017 г. ст. 3. Режим доступа: www.zakon-ob-obrazovanii.ru. 10.09.2019 г.
2. Закон Республики Саха (Якутия) от 15.12.2014 1401-З №359-У «Об образовании в Республике Саха (Якутия)» (с изменениями и дополнениями) Режим доступа: www.base.garant.ru/26752566/. 05.08.2018 г.
3. Закон Республики Саха (Якутия) от 22.07.2008 591-З №73-1У "О кочевых школах Республики Саха (Якутия)" (с изменениями и дополнениями). Режим доступа:
http://ivo.garant.ru/#/basesearch/О кочевой шко-ле:0. 28.01.2018 г.
4. Закон Республики Саха (Якутия) от 15.06.2016 г. №1660-З №963-V «О кочевой семье» (с изменениями на: 30.05.2017) www.docs.cntd.ru/document/439090024. 07.06.2019 г.
5. Гаврилова М.К. Климаты холодных регионов Земли. - Якутск: Изд-во СО РАН, 2000. -206 с.
6. Николаев М.Е. О новой парадигме развития образования. Выступление от 23 августа 2007
г. Режим доступа:
http://nlib.sakha.ru:83/index.php/ru/2008-11-03-08-01-16/49-2007-08-23- 25.10.2007 г.
7. Решение коллегии Минздрава РФ "Об итогах всероссийской диспансеризации детей" (Протокол от 22.04.2003 N 7) Режим доступа: http://rudoctor.net/medicine2009/bz-kw/med-lmzat.htm 07.05.2019.
8. Совместный доклад Независимого института социальной политики и Детского фонда ООН (ЮНИСЕФ). Анализ положения детей в Российской Федерации: на пути к обществу равных возможностей. Режим доступа: https://duma.tomsk.ru 16.05.2019.
9. Leppaluoto J., Hassi J. Human physiological adaptations to the arctic climate // Arctic. 1991 — Vol. 44 — P. 139—145.
10. Майстрах Е. В. Физиология острого охлаждения организма / Руководство по физиологии: Физиология терморегуляции. — Л.: Наука, 1984 — С. 181—222.
11. Кандрор И. С. Очерки по физиологии и гигиене человека на Крайнем Севере. — М.: Медицина, 1968 — 279 с.
12. Безопасность деятельности в Арктике. Режим доступа: http://arctica-ac.ru/docs/1 %2817%29/070_075%20ARKTIKA_1%2 817%29_03_2015.pdf 16.09.2019.
13. Brauch H.G. Conceptual Quartet of Security, Peace, Development and Environment // 2008 Global Conference. Building Sustainable Futures. Enacting Peace and Development. Conference Paper, 2008. P. 5.
14. Buzan B., Wever O., Wilde J. de. Security: a New Framework for Analysis. Boulder, London: Lynnie Rienner, 1998. P. 163.
15. Конышев В.Н. Концепция «безопасность личности» в перспективе неореализма // Концепция «безопасности человека» в Канаде и России. Волгоград, 2010. С. 20.
16. Ноговицын В.П., Соломонов Н.Г., Савви-нов А.С., Степанов А.В «Естественно научный взгляд на якутский балаган» // «Вестник СевероВосточного федерального университета им. М.К. Аммосова», 2015, т.12, №2, стр. 129-139.
X X
о го А с.
X
го m
о
ю
M О
to
Determination of thermal resistance cover yaranga for
security the organization of nomadic schools Nogovitsin V.P.
North, Institute of natural sciences of M.K. Ammosov NorthEastern Federal University Nomadic tundra schools in Yakutia study in the winter months of the Arctic, where the outside air temperature in December, January reaches - 50-60 C°, which leads to 40 active days. Due to low temperatures, there are deviations in the health of children: in Olenek ulus - 95.4%, allaikhovsky - 88.4%, Ust -May - 81.6%, Srednekolymsky - 81%. Determination of the thermal resistance of organic material from reindeer skin on yarang showed the need to update the health of the saving potential of students, which requires a change in the mode of operation of educational organizations. To begin to teach children from the beginning of August, to finish in June. In December-January declare winter holidays. Keywords: Arctic, nomadic schools, low temperature, yaranga, health, change of school hours.
References
1. Federal Law "Law on Education in the Russian Federation" No.
273-03 dated December 29, 2012 as amended in 2017, art. 3. Access mode: www.zakon-ob-obrazovanii.ru. 09/10/2019
2. Law of the Republic of Sakha (Yakutia) dated 15.12.2014 1401-
3 No. 359-V "On Education in the Republic of Sakha (Yakutia)" (with amendments and additions) Access mode: www.base.garant.ru/26752566/. 08/05/2018
3. Law of the Republic of Sakha (Yakutia) of 07.22.2008 591-Z No.
73-IV "On nomadic schools of the Republic of Sakha (Yakutia)" (as amended). Access mode: http://ivo.garant.ru/#/basesearch/ About the nomadic school: 0. 01/28/2018
4. Law of the Republic of Sakha (Yakutia) dated 06.15.2016 No.
1660-3 No. 963-V "On the nomadic family" (as amended on: 05/30/2017) www.docs.cntd.ru/document/439090024.
06/07/2019
5. Gavrilova M.K. Climates of the cold regions of the Earth. -Yakutsk: Publishing House of the SB RAS, 2000. - 206 p.
6. Nikolaev M.E. About the new paradigm of educational development. Speech dated August 23, 2007. Access mode: http://nlib.sakha.ru:83/index.php/ru/2008-11-03-08-01-16 / 492007-08-23-25.10. 2007 year
7. Decision of the board of the Ministry of Health of the Russian
Federation "On the results of the all-Russian medical examination of children" (Minutes dated April 22, 2003 N 7) Access mode: http://rudoctor.net/medicine2009/bz-kw/med-lmzat.htm 05/07/2019.
8. Joint report of the Independent Institute for Social Policy and the
United Nations Children's Fund (UNICEF). Analysis of the situation of children in the Russian Federation: on the way to a society of equal opportunities. Access mode: https://duma.tomsk.ru 05/16/2019.
9. Leppaluoto J., Hassi J. Human physiological adaptations to the
arctic climate // Arctic. 1991 - Vol. 44 - P. 139-145.
10. Maistrakh E. V. Physiology of acute cooling of the body / Guide to physiology: Physiology of thermoregulation. - L .: Nauka, 1984 - S. 181-222.
11. Kandror I. S. Essays on the physiology and hygiene of man in the Far North. - M.: Medicine, 1968 - 279 p.
12. Safety activities in the Arctic. Access mode: http://arctica-ac.ru/docs/1%2817%29/070_075%20ARKTIKA_1 %2817%29_ 03_2015.pdf 09/16/2019.
13. Brauch H.G. Conceptual Quartet of Security, Peace, Development and Environment // 2008 Global Conference. Building Sustainable Futures. Enacting Peace and Development. Conference Paper, 2008.P. 5.
14. Buzan B., Wever O., Wilde J. de. Security: a New Framework for Analysis. Boulder, London: Lynnie Rienner, 1998. P. 163.
15. Konyshev V.N. The concept of "personal security" in the perspective of neorealism // The concept of "human security" in Canada and Russia. Volgograd, 2010.S. 20.
16. Nogovitsyn V.P., Solomonov N.G., Savvinov A.S., Stepanov A.V. "Naturally scientific look at the Yakut shed" // Bulletin of the North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov ", 2015, v. 12, No. 2, pp. 129-139.
a>
o
CN
№ Ol
O HI
m x
<
m o x
X
