Видимая часть солнечного спектра играет важную роль в жизнедеятельности человеческого организма.
При недостаточности освещения снижается работоспособность, возрастает утомляемость, ухудшается зрение, развивается близорукость. При этом значительно изменяется производительность труда.
Естественный свет оказывает тонизирующее действие не только на зрительный анализатор, но и на организм в целом. Общебиологическое действие света проявляется через влияние на ЦНС и другие органы и системы организма. Это связано с фотохимической активностью излучения солнечного спектра при попадании света на сетчатку. Образование биологически активных соединений, прежде всего, гистаминоподобных веществ, оказывает выраженное тонизирующее действие на центральную нервную систему, что субъективно проявляется ощущением бодрости, улучшением настроения и активности.
Организм человека реагирует не только на уровень освещенности, но и на цветовую гамму солнечного света. При действии естественного света человек точнее воспринимает цвета и оттенки различных объектов. При этом солнечный свет подсознательно воспринимается как составная часть окружающей среды, и оказывает влияние на формирование суточного ритма физиологических функций организма человека.
Местное действие солнечного света заключается в проникновении лучей в тело на глубину до 2,5 см и усиливают биохимические процессы, иммунобиологическую реактивность, образование меланина, и т.п.
Информационная функция света состоит в том, что с его помощью человек получает максимальный объем информации об окружающем мире (до 80 – 90%).
В жизни современного человека значительно возросла нагрузка на орган зрения. Зрительная работа выполняется не только на производстве, но и в домашних условиях. Это просмотр телевизионных передач, чтение художественной литературы и периодической печати. Помимо этого зрительная работа при использовании компьютера занимает достаточно много времени как на производстве, так и дома. В связи с этим существенно возросло количество заболеваний органа зрения, связанных с его перенапряжением.
В создании нормальных условий функционирования зрительного анализатора очень важна роль системы освещения. Рациональная организация данной санитарно-технической системы обеспечивает не только предупреждение нарушений рефракции, глазных болезней, сопровождающихся снижением остроты зрения, но и создание оптимального психоэмоционального состояния.
Свет искусственных источников также является сигнальным раздражителем для органа зрения и организма в целом. Достаточное, яркое освещение действует тонизирующе, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, оказывая влияние на функциональное состояние зрительного анализатора и зрительные функции (острота зрения, контрастная чувствительность, цветовая чувствительность, быстрота различения деталей, устойчивость ясного видения). Однако спектр освещения от искусственных источников не обеспечивает точной цветопередачи, и его оценка осуществляется в сравнении с естественным светом. Кроме того, использование искусственного освещения может быть причиной нарушений суточного ритма физиологических функций организма человека.
Избыточные величины показателей освещения, как и недостаточные, с гигиенических позиций считаются неблагоприятными.
Особенности влияния освещения в определенной мере зависят от особенностей его организации. В помещениях могут быть использованы 3 вида освещения:
- естественное (источником его является Солнце),
- искусственное (когда используются только искусственные источники света),
- совмещенное или смешанное (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения), применяется в том случае, когда только естественное освещение не может обеспечить необходимые условия для выполнения зрительных функций.
Естественное освещение подразделяется на:
- боковое – через светопроемы (окна) в наружных стенах (одностороннее, двухстороннее),
- верхнее – через световые фонари в перекрытиях,
- комбинированное – через световые фонари и окна.
На условия естественного освещения и уровень освещенности влияют следующие факторы:
- размеры и конфигурация помещений и световых проемов, которые определяют глубину проникновения солнечных лучей в помещение и площадь инсоляции;
- ориентация помещений по сторонам света, определяют время инсоляции;
- наличие затеняющих объектов, которые определяют площадь инсоляции помещения; в определенной мере это зависит от этажа, на котором расположено помещение;
- цвет стен в помещении и особенности оформления интерьера, которые определяют отражающие свойства поверхностей; чем светлее фон, тем выше коэффициент отражения (коэффициент отражения белого цвета превышает 90 %).
- санитарное состояние стекол, потолка, стен и мебели, уровень естественной освещенности в помещениях может снижаться вследствие загрязнения остекленных поверхностей, что уменьшает коэффициент пропускания, а загрязнение стен и потолков уменьшает коэффициент отражения; поэтому нормы предусматривают очистку стекол световых проемов в производственных помещениях не реже 2 раз в год, побелка и окраска потолков и стен должна производиться не реже 1 раза в год.
- время года, время суток, погодные условия, которые определяют время, площадь и прочие особенности инсоляции помещений.
Оценка естественного освещения из-за его изменчивости в зависимости от времени суток и атмосферных условий производится в относительных показателях.
Для измерения уровня освещенности в люксах (лк) используется приборы люксметры Ю-116, Ю-117.
Рис. 1. Люксметр Ю-16. (1- измерительная часть; 2- селеновый фотоэлемент; 3 – фильтры-насадки).
При этом рассчитываются:
коэффициент естественной освещенности (КЕО) – это отношение естественной освещенности в рассматриваемой точке внутри помещения (ЕВ) к единовременному значению наружной горизонтальной освещенности (ЕН) без прямого солнечного света, выраженная в процентах.
КЕО определяется светотехническим методом и рассчитывается по формуле:
КЕО = ЕВ×100/ЕН.
Для учебных и производственных помещений КЕО должен быть не менее 1 – 1,5 %.
В процессе оценки естественного освещения используется также геометрический метод, которым рассчитываются световой коэффициент (СК) и коэффициент заложения (КЗ).
СК – отношение площади остекленной поверхности окон (Sокна) к площади пола в помещении (Sпола).
Sокна
СК = -----------
Sпола
Площадь окна принимается за 1 и СК выражается отношением. Для учебных помещений, ряда бытовых и производственных помещений СК должен составлять не менее 1/4 – 1/6.
КЗ – отношение глубины помещения (расстояния от внешней светонесущей стены до внутренней стены) к расстоянию от пола до верхнего края светового проема. Нормативное значение КЗ – не более 2,5.
Угол падения (ВАС)– образуется пересечением в исследуемой точке двух плоскостей - горизонтальной и плоскости, соединяющей исследуемую точку с верхней точкой светового проема (см. рис. 2). Угол падения в помещении должен быть более 27º.
Рис. 2. Схема определения угла падения и угла отверстия.
Угол отверстия (DАС)– образуемый пересечением в исследуемой точке двух плоскостей - плоскости, соединяющей исследуемую точку с верхней точкой ближайшего затеняющего объекта, и верхней точкой светового проема (см. рис. 2). Коэффициент отверстия в норме должен быть более 5º.
АB/BD = tgb (ABD)
При этом производится вычисление тангенса, и по его значению с помощью таблиц определяется величина угла.
Инсоляционный режим – проникновение прямых солнечных лучей в помещение и определяется длительностью инсоляции в течение суток, размером инсоляционной площади помещения и количеством тепла от солнечной радиации, поступающим через окна. Инсоляционный режим зависит от ориентации окон по сторонам света и бывает максимальным, минимальным или умеренным.
| Инсоляционный режим | Ориентация по сторонам света | Время инсоляции, ч | Процент инсолируемой площади пола помещений | Количество тепла за счет солнечной радиации, кДж/м2 |
| максимальный | ЮВ, ЮЗ | 5-6 | 80 | свыше 3300 |
| умеренный | Ю, В, З | 3-5 | 40-50 | 2100-3300 |
| минимальный | СВ, СЗ, С | менее 3 | менее 30 | менее 2100 |
При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха - максимальному инсоляционному режиму. Инсоляционный режим следует учитывать при планировке помещений учебных заведений и детских дошкольных учреждений, распределении больных по палатам и т.п.
Направление и распределение светового потока должно быть организовано и при размещении рабочего места относительно светового проема. Для соблюдения таких требований, как равномерное распределение светового потока и ограничение блескости, необходимо учитывать ориентацию помещения по сторонам света и время дня, когда осуществляется данная работа. Если солнечные лучи являются причиной зрительного дискомфорта, оказывая слепящее действие, необходимо использовать прозрачные жалюзи, шторы и пр. При этом шторы не должны быть из плотной ткани (обеспечивают светоизоляцию при низком уровне освещенности) и не должны иметь узоров или других декоративных деталей, создающих мелкие тени на рабочей поверхности стола.
В некоторых случаях тени от оконных рам, падающие на рабочую поверхность стола, могут быть причиной раннего появления симптомов зрительного утомления. Решение данной проблемы возможно при использовании, тех же, прозрачных или полупрозрачных жалюзи и штор.
Чтобы исключить или свести к минимуму влияние на уровень освещенности затеняющих объектов, необходимо соблюдать требования санитарного законодательства, регламентирующие расстояния между соседними зданиями. В этой связи также немалое значение имеет расстояние от здания до полосы зеленых насаждений (деревьев).
Влияние затеняющих объектов, находящихся внутри помещения, обычно устраняется без особых проблем.
Выбор цвета стен в помещении может определить интенсивность отражения светового потока, а, следовательно, и уровень освещенности также. Однако помимо этого, необходимо иметь в виду, что те или иные цвета и оттенки определяют особенности психоэмоционального состояния человека. При этом реакции ЦНС могут влиять не только на физиологические функции, но и на особенности восприятия изображения. От этого, как известно, зависит функциональное состояние зрительного анализатора, вообще, и органа зрения, в частности.
Отражающие свойства поверхностей в помещениях зависят не только от их цвета, но и от их санитарного состояния. То есть, поддержание чистоты в помещениях, в определенной степени, способствует улучшению условий зрительной работы.
Уровень освещенности, при естественном освещении, зависит также и от времени года, времени суток, погодных условий. Если эти факторы затрудняют создание необходимых условий для выполнения зрительных функций, используется совмещенное освещение. Однако при этом необходимо иметь в виду, что излучение солнечного спектра и от искусственных источников имеет различные физические характеристики. Данное обстоятельство может быть причиной ухудшения функционального состояния зрительного анализатора, вообще, и органа зрения, в частности. Поэтому рекомендуется использовать не совмещенное освещение, а искусственное.
Искусственное освещение помещений осуществляется лампами накаливания и люминесцентными лампами. Может быть использовано общее и местное освещение. Общее – для освещения всего помещения, местное – для улучшения освещения только части помещения (например, рабочего места при чтении). Действующими строительными нормами и правилами (СНиП II-4-79 Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования) предусмотрены две системы искусственного освещения: система общего освещения и система комбинированного освещения. Применение только местного освещения не допускается.
На условия искусственного освещения и уровень освещенности влияют следующие факторы:
- размеры и конфигурация помещений, количество светильников, их размещение в помещении, высота подвеса и мощность, определяют уровень освещенности, равномерность и ограничение блескости;
- вид источника света, определяет ряд гигиенических характеристик освещения;
- характеристика осветительной арматуры, определяет уровень освещенности, равномерность и ограничение блескости (осветительная арматура – плафон и особенности конструктивного исполнения, а также крепления светильника);
- цвет стен в помещении и особенности оформления интерьера;
- санитарное состояние потолка, стен, мебели и осветительной арматуры, может оказывать существенное влияние на коэффициент пропускания осветительной арматуры и коэффициент отражения поверхностей.
- исправность светильников (неисправность светильников и недостаточный уровень освещенности может оказывать неблагоприятное воздействие на психоэмоциональное состояние).
Для искусственного освещения помещений используются два вида источников света: лампы накаливания, люминесцентные (газоразрядные) и светодиодные лампы.
Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения, в их спектре преобладают желто-красные лучи, что искажает цветовое восприятие. Они значительно уступают газоразрядным источникам света по световой отдаче и по цветопередаче, что ограничивает их применение на производстве. Однако они являются наиболее надежным источником света в связи с элементарно простой схемой их включения, а условия внешней среды, включая температуру воздуха, не оказывают влияние на их работу.
В газоразрядных лампах используется явление люминесценции («холодное свечение»), свет возникает в результате электрического разряда в газе, парах металлов или в смеси газа с парами. К ним относятся различные типы люминесцентных ламп низкого давления с разным распределением светового потока по спектру – лампы белого света (ЛБ), улучшенной цветопередачей (ЛДЦ) и близким по спектру к солнечному свету (ЛЕ), дуговые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ); ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах; натриевые высокого давления (ДНаТ) и металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов. Люминесцентные лампы имеют значительную световую отдачу, более экономичны. Их срок непрерывной работы до 10000 часов, а ламп накаливания – до 1000 часов. Кроме того, люминесцентные лампы создают равномерное освещение в поле зрения, не вызывают тепловых излучений, спектр излучения близок к естественному. Газоразрядные лампы имеют и недостатки: стробоскопический эффект вследствие пульсации светового потока (своеобразное ощущение раздвоения или множественности контуров, движущихся или вращающихся с большой скоростью объектов), «сумеречный» эффект (при недостаточном уровне освещенности), шум дросселей (так же как и пульсация светового потока становится гораздо более выраженным когда время эксплуатации приближается к завершению), слепящее действие (для его устранения используется специальная защитная арматура). Люминесцентные лампы работают в нормальном режиме лишь при температуре воздуха 15-25 оС, при больших или меньших температурах световая отдача снижается. При обеспечении лучшего цветовосприятия некоторые виды люминесцентных ламп искажают оттенки, например, лампы дневного света – их недостатком является то, что кожа лица людей выглядит при этом свете, богатом голубыми лучами, нездоровой цианотичной, из-за чего эти лампы не применяют в больницах, школах и ряде подсобных помещений.
Сведодиодные лампы (LED) являются современными источниками света, очень экономичными, имеют длителный срок службы и широкий спектр излучении.
Применение искусственного освещения обеспечивает оптимальные светотехнические характеристики в помещениях. Общее освещение позволяет равномерно распределять световой поток по помещению. При этом необходимый уровень освещенности может обеспечиваться не во всех частях помещения. В таких случаях предусмотрено использование светильников, создающих увеличение уровня освещенности отдельных частей помещения или отдельных поверхностей.
Использование только местного освещения позволяет создать высокий уровень освещенности только в центральной части поля зрения. Периферическая часть освещена недостаточно или вообще не освещена. Условия функционирования зрительного анализатора в этом случае нельзя признать благоприятными, поскольку имеет место напряжение бокового зрения. Даже при подсознательном восприятии низкого уровня освещенности на периферии поля зрения, сроки развития зрительного утомления существенно укорачиваются, и, естественно, возрастает риск формирования нарушений рефракции. Поэтому, санитарным законодательством предусмотрено использование местного освещения только в системе комбинированного, что заключается в одновременном использовании общего и местного освещения.
Светильники – источники света, заключенные в арматуру, - предназначены для правильного распределения светового потока и защиты глаз от чрезмерной яркости источника света.
По светораспределительным характеристикам арматуры или по светораспределению светильники подразделяются на светильники прямого, рассеянного и отраженного света.
Рис. 1. Типы осветительной арматуры: 1 – прямого света; 2 – направленно-рассеянного света; 3,4 – равномерно-рассеянного света; 5- отраженно-рассеянного света.
Светильники прямого света более 80 % светового потока направляют в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности.
Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полусферы: одни 40-60 % светового потока вниз, другие 60-80 % вверх.
Светильники отраженного света более 80 % светового потока направляют вверх на потолок, а отражаемый от него свет распределяется вниз в помещение. Несмотря на их гигиенические преимущества (равномерность, отсутствие блескости и др.), применение их требует, обеспечения высокого коэффициента отражения потолка.
Гигиенические требования к освещению в помещениях:
- Достаточность - освещенность должна быть достаточной для обеспечения выполнения зрительных функций и зрительного восприятия; при недостаточной освещенности и напряжении зрения развивается зрительное утомление, может ухудшаться общее состояние.
- Равномерность - необходимо равномерное распределение светового потока и яркостей в поле зрения, и ограничение теней, что имеет важное значение для поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости и освещенности, то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность орган зрения вынужден переадаптироваться. Частая переадаптация способствует быстрому развитию зрительного утомления. Равномерность освещенности достигается рациональным размещением светильников, выбором системы освещения, запрещением применения только местного освещения.
- Ограничение блескости. Чрезмерная слепящая яркость (блесткость) - свойство светящихся поверхностей с повышенной яркостью нарушать условия комфортного зрения, ухудшать контрастную чувствительность или оказывать одновременно оба эти действия. Блесткость вызывает слепимость, нарушает видимость, приводит к преждевременному зрительному утомлению и снижению общей работоспособности. Блесткость зависит от самого источника света и распределительной арматуры.
- Ограничение или устранение колебаний светового потока. Причинами колебаний светового потока могут быть изменение напряжения в сети, подвижное крепление источников света и пульсация светового потока газоразрядных ламп. Для снижения колебаний светового потока следует иметь раздельно осветительную и силовую сети, предусматривать жесткое крепление светильников, особенно местного освещения, специальные схемы включения газоразрядных ламп.
Необходимо обратить особое внимание на то, что несоблюдение гигиенических требований к освещению может быть причиной ухудшения функционального состояния не только зрительного анализатора и ЦНС, но и ряда других систем. Ухудшается психоэмоциональное состояние, что проявляется такими симптомами, как раздражительность, ухудшение настроения, иногда агрессивность или, наоборот, подавленность, апатия, тревожность. Возможно появление необъяснимых ощущений дискомфорта. Нерациональное освещение производственных помещений может быть причиной увеличения травматизма.
При неравномерности освещения полей зрения зарегистрировано неравномерное распределение мышечного тонуса. Это объясняется тем, что человек инстинктивно пытается приблизиться к тому участку, который освещен лучше. Данное обстоятельство может иметь место при выполнении зрительной работы в любых условиях и в любых положениях: стоя (например, в цехах промышленных предприятий), сидя (за письменным столом), лежа (просмотр телепередач, чтение художественной литературы и другие виды зрительной работы в бытовых условиях).
Нормативные уровни показателей естественного и искусственного освещения в люксах зависят от разряда зрительной работы и с учетом предназначения помещения.. Разряд зрительной работы определяется с учетом наименьшего размера объекта различения (объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, который требуется воспринимать глазом в процессе работы), величины контраста объекта с фоном и особенностей фона. Для работ высших разрядов (от I до V) уровни освещенности устанавливаются в зависимости от системы общего или комбинированного освещения. Для остальных разрядов (Vв – VIIIв) работ малой точности или грубых нормируется освещенность только системы общего освещения. Местное освещение при таких работах нецелесообразно.
Аналогично, как для низших разрядов, нормируется освещение в жилых помещениях.
Нормативные величины уровней освещенности при искусственном освещении зависят также от вида источника света и системы освещения.
Искусственное освещение оценивается двумя методами.
Светотехническим методом измеряется уровень освещенности в люксах (лк), для чего используется прибор – люксметр. Производят измерения в 5-ти точках на рабочей поверхности (по углам и в центре). Рассчитывают средний уровень освещенности и коэффициент неравномерности (отношение минимальной величины к максимальному уровню освещенности). Его нормативная величина не менее 0,3.
Расчетный метод оценки искусственного освещения предусматривает вычисление минимальной освещенности на горизонтальной рабочей поверхности через удельную мощность.
При организации искусственного освещения очень важен этап гигиенической экспертизы проекта, хотя изменения в системе искусственного освещения могут быть внесены и в процессе эксплуатации объекта.
Большое значение имеет достаточное количество светильников и ламп, их равномерное распределение с учетом размеров и конфигурации помещения, с учетом размещения рабочих мест.
Особенности зрительной работы определяют высоту подвеса потолочных светильников, выбор источника света (лампы накаливания или люминесцентные лампы), выбор системы освещения (общее или комбинированное), выбор светораспределительной арматуры (прямого, рассеянного или отраженного света).
Достаточный уровень освещенности достигается использованием источников света (ламп) необходимой мощности, и для общего, и для местного освещения. Настольные лампы применяют в том случае, когда общее освещение не обеспечивает комфортных условий для органа зрения. При этом для соблюдения требования к равномерности освещения местное освещение необходимо использовать только в системе комбинированного.
Светильник местного освещения должен располагаться с противоположной стороны относительно ведущей руки (для «правшей» слева, для «левшей» справа). Более равномерное освещение рабочей поверхности стола может быть достигнуто при размещении светильника перед работающим. В этом случае, для предупреждения прямой блескости необходимо, чтобы источник света располагался выше уровня головы.
При таком виде зрительной работы, как просмотр телевизионных передач, равномерное распределение светового потока в помещении возможно при использовании настенных светильников (бра) или переносных напольных светильников (торшеров). Однако, перед тем как их устанавливать, необходимо помнить, во-первых, что уровень освещенности в той части помещения, где расположен телевизор, должен быть высоким (то есть не должно быть выраженных перепадов яркости экрана и поля зрения, расположенных вблизи него), во-вторых, светильник не должен быть источником блескости.
Неисправность одного или нескольких светильников затрудняет обеспечение достаточности и равномерности освещения.
В заключение необходимо отметить, что соблюдение гигиенических требований к освещению помещения в целом, и рабочего места в частности, является важной частью комплекса мероприятий, направленных не только на предупреждение нарушений рефракции, но и на создание психоэмоционального комфорта и улучшение общего состояния.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 315.
