Основные величины характеризующие свет. Основные показатели освещения. Видимое и оптическое излучение
20. Показатели, характеризующие качество освещения рабочего места.
К основным качественным показателям освещенияотносятсякоэффициент пульсации ,показатель ослеплённости идискомфорта ,спектральный состав света.
Величина освещенности должна быть постоянной во времени, чтобы не возникало утомления глаз за счет переадаптации. Характеристикой относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света является коэффициент пульсации освещенности Кп. Коэффициент пульсации характеризует изменение светового потока разрядного источника света во времени с частотой 100Гц при питании током промышленной частоты. Длительное пребывание в условиях освещения пульсирующим светом приводит к зрительной усталости, вызывает повышенное утомление, головные боли и т.д. Чем ближе значение коэффициента пульсации к нулю, тем лучше. Российскими нормами допускается коэффициент пульсации не более 10-15% для жилых и общественных помещений.
Кп (%) = 100· (Еmax - Emin)/2Еср,
где Еmax,Emin и Еср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания.
Ограничения на спектральные особенности , точнее - на цветопередачу, накладываются только в том случае, если речь идет о выполнении зрительных работ высокой точности. Правильную цветопередачу обеспечивают естественное освещение и искусственные источники света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.
В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов. Прямая блескость связана с источниками света, отраженная возникает на поверхности с большим коэффициентом отражения или отражением по направлению глаза. Критерием оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установки, является показатель ослепленности Ро, значение которого определяется по формуле
Ро = (S - 1) ·1000,
где S - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Критерием оценки дискомфортной блесткости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, является показатель дискомфорта.
Качествоестественногоосвещенияхарактеризуют коэффициентоместественной освещенности (КЕО). Он представляет собой отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах.
К количественным показателям относятся: световой поток ,сила света ,освещенность ияркость .
Часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет, называется световым потоком Ф и измеряется в люменах (лм).
Световой поток Ф - поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения.
Единица светового потока - люмен (лм) - световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.
Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, поскольку ее измерение основывается на зрительном восприятии.
Все источники света, в том числе и осветительные приборы, излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока - сила света I.
Сила света I определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телеcного угла, к величине этого угла.
За единицу величины силы света принята кандела (кд).
Одна кандела - сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/6·10 5 м 2 полного излучения (государственный эталон света) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па.
Освещенность Е - отношение светового потока dФ падающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента
За единицу освещенности принят люкс (лк).
Яркость L элемента поверхности dS под углом относительно нормали этого элемента есть отношение светового потока d2Ф к произведению телесного угла dΩ, β котором он распространяется, площади dS и косинуса угла?
L = d2Ф/(dΩ·dS·cos θ) = dI/(dS·cosθ),
где dI - сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении θ.
Коэффициент отражения характеризует способность отражать падающий на него световой поток. Он определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр. к падающему на него потоку Фпад.
| " |
Лекция №5.
7.1. Основные светотехнические характеристики.
7.2. Классификация производственного освещения.
7.3. Основные требования и производственному освещению.
7.4. Нормирование производственного освещения.
7.5. Источники света и осветительные приборы.
Освещение является одним из важнейших производственных факторов. Правильно спроектированные и рационально выполненное производственное освещение оказывает положительное психо-физиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность. Поэтому освещенность производственных помещений устанавливается в соответствии с определенными нормами и правилами.
7.1. Основные светотехнические характеристики.
Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра. Электромагнитное излучение с длиной волны 0,01 – 0,38 мкм соответствует ультрафиолетовому излучению, 0, 77 – 340 мкм – инфракрасному излучению.
Носители электромагнитного излучения – фотоны.
Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.
Количественные показатели освещения.
Световой поток F – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеком как свет; измеряется в люменах (лм);
Все источники света излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому было введено понятие силы света.
Сила света J – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dF к величине телесного угла dΩ, в котором он распространяется: J = dF / dΩ ; измеряется в канделах (кд);
Освещенность Е – характеризует поверхностную плотность светового потока; падающего на освещаемую поверхность: Е= dF / dS , измеряется в люксах (лк = лм/м 2);
Яркость L - характеризует поверхностную плотность светового потока, излучаемого поверхностью в направлении α (поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dJ α , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению): L = dJ α / (dS cos α), измеряется в кд/м 2 .
Луна – Е как спутник и L – как фонарь.
Поверхности, яркость которых в отраженном или пропущенном свете одинаковы во всех направлениях, называются диффузионными .
Качественные показатели освещения.
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.
Коэффициент отражения ρ - определяется как отношение отраженного от поверх-ности светового потока F отр к падающему на нее световому потоку F пад: ρ = F отр / F пад.
Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется коэффициентом отражения ρ. При ρ > 0,4 фон считается светлым; при ρ = 0,2...0,4 – средним и при ρ < 0,2 – темным .
Контраст объекта с фоном k – характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или др.) и фона:
k = (L Ф – L О .) / L Ф , считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).
При равенстве яркости фона и объекта, они могут отличаться по цветности.
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. V= k / k пор , где k пор – пороговый или наименьший различимый глазом контраст , при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне К ПОР = 0,01 – 0,015. Видимость резко снижается при появлении в поле зрения блестких источников света – эффект ослепленности -…
Показатель ослепленности Р о – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,
Р о = 1000 (V 1 / V 2 – 1),
где V 1 иV 2 – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п. Максимальное значение Р о не д.б. более 40.
Коэффициент пульсации освещенности k Е – это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока
k Е = 100 (Е max – Е min )/ (2 Е ср )
где Е max , Е min , Е ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп k Е = 25...65 %, для обычных ламп накаливания k Е = 7 %, для галогенных ламп накаливания k Е = 1 %.
Пульсации освещенности вызывают утомление зрения, стробоскопический эффект , привести к травмам. Методы ограничения пульсаций : равномерное чередование питания ламп от разных фаз (3-х фазные сети), использование люминофоров с большим коэффициентом последействия, питание ламп токами повышенной частоты – 400 Гц, применение 2-х ламповых светильников, питаемых по схеме с расщепленной фазой.
Освещение характеризуется количественными и качественными показателями . Количественными являются световой поток, сила света, освещенность, светимость, коэффициент отражения поверхности, яркость, световая отдача источника света, коэффициент естественной освещенности.
Световой поток Ф – это энергия световых электромагнитных волн, переносимая в единицу времени через некоторую площадь поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).
Сила света I – пространственная плотность светового потока, численно равная световому потоку, излучаемому точечным источником света в телесный единичный угол w (стер):
следовательно, полный световой поток, испускаемый точечным источником силой света I, равен:
Единица силы света I – кандела (кд).
Освещенность Е, лк, – поверхностная плотность светового потока, которая характеризуется световым потоком, приходящимся на единицу площади освещаемой поверхности S, м 2:
Освещенность, лк, создаваемая точечным источником, на расстоянии r от него равна:
(4)
где a – угол между падающим лучом и нормалью к поверхности в точке падения луча.
Источник света, линейные размеры которого незначительно отличаются от расстояния до него из точки наблюдения, не является точечным. Для его характеристики используют величину светимости и яркости.
Светимость R, лк, определяется величиной светового потока, испускаемого с единицы площади светящейся поверхности S пов:
Если светимость тела обусловлена его освещенностью, то R = r×Е, где r – коэффициент отражения.
Коэффициент отражения поверхности r характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:
где Ф отр и Ф пад – соответственно отраженный и падающий на поверхность световой поток, лм.
При r > 0,4 поверхность светлая; при r = 0,4…0,2 поверхность средняя; если r < 0,2, то поверхность темная.
Яркость В, кд/м 2 , характеризует излучение площади проекции светящейся поверхности S пов в данном направлении a:
(7)
где I a – сила света светящейся поверхности в направлении a, кд;
a – угол между нормалью к элементу поверхности и направлением наблюдателя, градус.
Максимальное значение яркости устанавливается СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от площади освещаемой рабочей поверхности. Если площадь рабочей поверхности S меньше 10 -4 м2 допустимо значение В max = 2000 кд/м 2 , если S > 1×10 -1 , то В max = 500 кд/м 2 .
Световая отдача источника света y, лм/Вт, определяется отношением светового потока Ф, лм, источника к его мощности Р, Вт:
Характеристикой естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности е в процентах: отношение освещенности Е вн в данной точке помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности Е нар, создаваемой светом всего небосвода:
(9)
К качественным показателям освещения относят: спектральный состав света, фон, контраст объекта с фоном, видимость объекта, коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности. Последние два показателя нормируются с учетом характеристики зрительной работы по СНиП 23-05-95.
Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона:
(10)
где В о и В Ф – соответственно яркость объекта и фона, кд/м 2 .
Если объект различения сильно выделяется на фоне, то контраст большой (К > 0,5); если различие яркостей заметно (К = 0,2…0,5), то контраст средний; при малом отличии по яркости (К < 0,2) контраст малый.
Видимость объекта V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, яркости, размера объекта и определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:
где К пор – наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на фоне.
Коэффициент пульсации освещения К п , в процентах– критерий оценки относительной величины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света при питании их переменным током:
, (12)
где Е max и Е min – максимальная и минимальная освещенность за период ее колебания, лк;
Е ср – средняя освещенность за тот же период, лк.
Коэффициент пульсации для I…III разрядов зрительных работ не должен превышать 10 %.
Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки:
, (13)
где W – коэффициент ослепленности, равный отношению видимости при экранировании источников V э к видимости при наличии ярких источников в поле зрения V.
Одной из светотехнических характеристик светильников является коэффициент полезного действия светильника h св , характеризующий потерю части светового потока в отражателе (рассеивателе):
(14)
где Ф св – световой поток, вышедший из светильника, лм;
Ф л – световой поток лампы, лм.
Если в светильнике несколько ламп, то световой поток Ф л определяется как сумма потока всех ламп, установленных в светильнике.
Примеры решения задач
Пример 1.1. Определить световой поток, лм, падающий на поверхность площадью S = 0,2 м 2 , расположенную на расстоянии
r = 2 м от источника, сила света которого I = 400 кд.
Примем, что источник света находится в центре сферы радиусом
2 м. Освещаемая поверхность S составляет часть площади поверхности сферы, угол падения a = 0.
Из выражений (3) и (4) найдем I/r 2 = Ф/S, откуда:
Ответ: световой поток Ф = 20 лм.
Пример 1.2. Лампа накаливания, сила света которой I = 200 кд находится в матовом сферическом светильнике диаметром D = 0,2 м.
Найти светимость лампы, пренебрегая поглощением света светильником.
Полный телесный угол w = 4p, площадь светящейся поверхности S = pD 2 . Тогда из выражений (5) и (2) светимость, лк, определяется по формуле:
Пример 1.3. Над круглым столом диаметром D = 1,6 м на высоте h = 0,6 м висит лампа, равномерно излучающая свет по всем направлениям. Световой поток, падающий на стол, составляет
Ф = 200 лм. Нормируемая освещенность на рабочем месте
Е Н = 200 лк. Определить силу света лампы, ее полный световой поток, соответствие освещенности нормам в центре и на крае стола.
Телесный угол, под которым из источника видна поверхность стола (рис. 1), равен:
,
где a – угол падения луча.
h
Рис. 1. Схема к примеру 3
Из рисунка 1 следует:
Из формулы (1) сила света I, кд, равна:
Полный световой поток, лм, испускаемый точечным источником света по формуле (2) составляет:
Освещенность центра стола Е ц, лк, определяем по формуле (4):
.
Освещенность края стола Е кр, лк, рассчитываем по формуле (4):
.
Следовательно, освещенность центра стола соответствует требованиям норм (Е Н = 200 лк). Выполнять работы данной степени точности на крае стола недопустимо.
Пример 1.4. В центре квадратной комнаты площадью 25 м 2 висит лампа. Считая ее точечным источником, найти, на какой высоте от пола должна находиться лампа, чтобы освещенность в углах комнаты была наибольшей.
Расстояние от лампы до угла комнаты r, величина а (половина диагонали квадратного пола комнаты), сторона квадратного пола b и высота лампы над полом hсвязаны равенством:
Тогда с учетом формулы (4) выражение для освещенности может быть записано так:
Для нахождения максимума Е возьмем производную dE/da и приравняем ее к нулю:
отсюда tg 2 a = 2. Тогда искомая высота h, м, будет равна:
.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1.1. Лампа накаливания силой света I = 100 кд висит над центром круглого стола диаметром 2 м. Считая лампу точечным источником света, вычислить изменение освещенности края стола при постепенном подъеме лампы на высоту h от 0,5 до 1,0 м через каждые 0,1 м. Построить график зависимости Е = f (h).
Задача 1.2. На высоте 0,4 м от поверхности круглого стола диаметром 1,2 м в светильнике местного освещения установлена лампа накаливания. Над центром стола на высоте 2 м от его поверхности висит люстра с четырьмя такими же лампами. В каком случае освещенность на краю стола будет больше и во сколько раз: при местном или общем освещении?
Задача 1.3. Найти освещенность поверхности Земли, создаваемую нормально падающими солнечными лучами. Яркость Солнца равна 1,2×10 9 кд/м 2 .
Задача 1.4. Определить светимость и яркость лампы накаливания с матовой сферической колбой диаметром 0,05 м и 0,1 м. Сила света, создаваемая лампой равна 100 кд. Потерей света в колбе пренебречь.
Задача 1.5. На лист белой бумаги размером 0,2х0,3 м нормально к поверхности падает световой поток 120 лм. Найти освещенность, светимость и яркость бумажного листа, если его коэффициент отражения r = 0,75. Какова должна быть освещенность листа, чтобы его яркость не превышала допустимого значения 2000 кд/м 2 ?
Задача 1.6. Лист бумаги размером 0,1х0,3 м освещается лампой с силой света 100 кд. КПД светильника составляет 50 %. Определить освещенность листа бумаги.
Задача 1.7. Электрическая лампа силой света 100 кд излучает во все стороны ежеминутно 122 Дж световой энергии. Найти световую отдачу, если потребляемая мощность лампы 100 Вт.
Задача 1.8. На высоте h 1 = 2 м над серединой круглого стола диаметром D = 3 м висит лампа силой света I 1 = 100 кд. Ее заменили лампой силой света I 2 = 25 кд, изменив расстояние от стола так, что освещенность середины стола не изменилось. Как изменится освещенность края стола?
Задача 1.9. Три одинаковых точечных источника света расположены в вершинах равностороннего треугольника. В центре треугольника перпендикулярно к его плоскости и параллельно одной из сторон находится маленькая пластинка. Определить освещенность обеих сторон пластинки, если сила света каждого из источников
I = 10 кд, а длина стороны треугольника l = 1м.
Задача 1.10. На какой высоте над чертежной доской следует повесить лампу мощностью Р = 200 Вт, чтобы получить освещенность доски под лампой Е = 50 лк? Световая отдача лампы равна
y = 12 лм/Вт. Наклон доски a = 30 0 .
Задача 1.11. Световой поток лампы мощностью Р л = 200 Вт при напряжении U = 120 В равен Ф л = 3050 лм. Определить световой поток светильника, если коэффициент полезного действия его
h св = 78 %.
ЗАДАЧА 1.12. Определить световую отдачу лампы накаливания мощностью Р л = 60 Вт, напряжением U = 127 В, если ее световой поток Ф л = 6000 лм.
Качественные и количественные показатели освещения представляют собой набор параметров, которые суммарно обеспечивают высококачественное освещение в любом помещении. В нашей статье мы подробно познакомимся со всеми из них, и оценим их влияние на различные системы освещения.
Но прежде чем говорить о параметрах, давайте кратко познакомимся с видами освещения. Ведь каждый из них характеризуется своими особенностями, которые могут достаточно существенно отличаться.
|
|
Освещение подразделяется на естественное, искусственное и совмещенное. Естественное освещение - это световой поток, который мы получаем от солнца за счет световых проемов в здании. Эти световые проемы могут быть на боковых стенах или на крыше. Соответственно естественное освещение может быть боковым, верхним и совмещенным, это когда естественный свет падает и от боковых и от верхних световых проемов. |
|
|
Искусственное освещение – это тот свет, который мы получаем от искусственных источников света, будь то свеча или светодиодная лампа. Искусственный свет так же может падать на освещаемую поверхность сбоку, сверху или быть совмещенным. |
|
|
И наконец, совмещенное освещение. Оно применяется в тех случаях, когда естественного освещения недостаточно для создания необходимого уровня освещённости на рабочей поверхности. В этом случае рабочая поверхность частично освещается за счет естественного, а частично за счет искусственного света, как на видео. Такое-то освещение и называется совмещенным. |
Качественные и количественные параметры освещения
Понятие «Высокое качество освещения» формируется, опираясь на целый ряд качественных и количественных показателей. Давайте разберемся в этих показателях и оценим их влияние. При этом попытаемся сделать это максимально доступным языком.
Количественные показатели освещения
Для каждого из видов освещения есть свои количественные показатели. Давайте рассмотрим все из них, и определимся, от чего они зависят, и на что влияют.
- Первым из таких показателей обычно указывают световой поток. Это величина, которая оценивает количество световой энергии по ее восприятию глазом. Измеряется она в люменах. Проще говоря это количество света, проникающего через окно или излучаемое светильником.
- От светового потока на прямую зависит обычно задаваемая норма освещения помещения. Ведь она является ее производной. Освещенность помещения равна световому потоку, разделенному на площадь помещения.
- Следующим качественным показателем является сила света. Она характеризует плотность светового потока в заданном направлении. То есть, допустим у нас есть светильник, весь свет, излучаемый им, является его световым потоком. Но в определённую точку распространяется только часть света. Она и называется силой света. Этот показатель часто используют при расчете светящихся полос и местного освещения.
- Еще одним количественным показателем, который зависит от угла восприятия является яркость света. Этот показатель определяется как сила света, излучаемая поверхностью, расположенной перпендикулярно источнику излучения. Измеряется это величина в кд/м 2 .
- Так же к количественным показателям освещения относят коэффициент отражения поверхности. Ведь любая поверхность имеет свойство отражать свет. Эта способность определяется специальным коэффициентом, который определяется как соотношение светового потока, ниспадающего на поверхность, к отраженному световому потоку.
- Но нормы обычно опираются и на такой показатель как освещенность помещения или объекта. Он является своеобразной суммарной составляющей всех количественных показателей, но в первую очередь светового потока, силы света и коэффициента отражения поверхности. Этот параметр указывает то количество света, которое необходимо человеку для ориентации в пространстве и выполнения определенного вида работ.
Обратите внимание! В нормах приводится минимальная освещённость для объекта или помещения. Поэтому в реальных условиях она должна быть выше. С учетом коэффициента запаса, эксплуатационных коэффициентов и других переменных, этот показатель становится выше на 20-50%.
Показатели освещения качественные
Но для определения, дают качественное освещение светильники или нет, одного только количества света недостаточно. Важным аспектом является и качество такового освещения и в этом плане показателей никак не меньше если не больше. И приоритетность того или иного параметра определить достаточно сложно.
- Начнем наш разговор с такого параметра как коэффициент пульсации светильников. Как вы, наверняка, знаете, многие типы ламп, такие как диодные, люминесцентные, натриевые и некоторые другие, дают не ровный свет, как лампы накаливания, а пульсируют. Иногда эту пульсацию можно увидеть даже не вооружённым глазом. Но в большинстве случаев глаз ее не воспринимает на сознательном уровне.
- В связи с этим инструкция по освещению строго нормирует этот показатель и даже ввела так называемый коэффициент пульсации. Он представляет собой отношение разницы максимального и минимального светового потока светильника к его среднему значению.
- Следующим важным параметром является показатель ослепленности света. Этот показатель зависит от многих параметров. Но в первую очередь это яркость светильника и угол падение света на радужную оболочку глаза человека.
- Этот показатель важен в контексте того, что экономически более выгодно поставить один светильник с большим световым потоком для освещения всего помещения . Но с точки зрения комфорта, это не очень удобно. Поэтому СНиП 23-05-95 вводит такую норму, как показатель ослепенности, которые нормирует этот показатель и фиксирует защитные углы падения света.
- Еще одним качественным показателем является показатель дискомфорта. Он является соотношением яркости освещения объектов в поле зрения. Проще говоря, освещение объектов в поле зрения не должны иметь значительных перепадов по освещенности, иначе это вызывает утомление глаза.
Обратите внимание! Показатель дискомфорта применим только для жилых, общественных и административных зданий. Для промышленных объектов данный показатель не нормируется.
- Иногда количественные и качественные факторы пересекаются. Это касается так называемого фактора цилиндрической освещенности — это освещённость боковой стенки вертикального цилиндра, который имеет размеры, стремящиеся к нулю.
- Говоря более простым языком это объемность света. Ведь одним из основных факторов данного показателя является отражаемость света от стен и пола. Этот фактор очень важен для выставочных залов, торговых залов и других подобных помещений.
- Еще одним важным фактором является цветопередача. Не секрет что разные типы светильников излучают свет, цветовая гамма которого далека от солнечного. В результате различимы далеко не все цвета, либо неправильно передается их яркость. Поэтому для помещений, где важна цветопередача, следует учитывать этот фактор, хотя цена освещения от этого может возрасти.
- Следующим качественным показателем света является его температура. Она измеряется в «К» и обычно варьирует в пределах от 2000 до 7000К. Показатель в 2000К считается теплым светом, а показатели выше 5000К считаются холодным белым светом.
- Еще одним фактором является равномерность освещения. Этот фактор очень похож на показатель дискомфорта, только он учитывает не яркость объектов в поле зрения, а перепад освещенности.
- Равномерность освещения нормируется практически для всех помещений, и даже уличное — имеет свои нормы по перепаду. Для достижения максимальной равномерности, нормативные документы даже разработали специальные схемы расположения светильников для различных помещений. При этом важно отметить, что нормируется не отношение максимальной освещенности к минимальной, а средней к минимальной.
- Еще одним показателем, который мы кстати подбираем своими руками является контрастность объекта различения и фона. Она характеризуется как отношение яркости объекта и фона. Большим контрастом считается показатель в 0,5 и выше, а значение в 0,2 и меньше считаются малоконтрастными. Данный фактор особенно важен для выставочных залов, общественных и жилых зданий, уличного освещения фасадов и некоторых других объектов.
- Закончим же мы наш разговор одним из важнейших параметров для естественного освещения – КЕО. Расшифровывается он как коэффициент естественного освещения и характеризуется, как отношение естественной освещенности внутри здания к освещённости на открытом участке вне здания. Причем это отношение рассчитывается в строго определенной точке помещения. Например, при боковом освещении в метре от стены противолежащей окну.
- СНиП 23-05-95 строго нормирует этот показатель и, отталкиваясь от него, делается вывод о необходимости расширения световых проемов или, в зависимости от технико-экономических обоснований, монтаж совмещенного освещения.
Вывод
Нормы освещения помещений и уличного освещения достаточно строги. Они содержат массу показателей, которые должны сделать освещение не только достаточным, но и комфортным.
При этом в нашей статье мы раскрыли лишь основные из них, а существуют еще производные и другие показатели, от которых освещение зависит, но которые не характеризуют его. Поэтому если вы задались целью создать действительно качественное освещение, то советуем просмотреть другие статьи на нашем сайте, которые более детально раскрывают каждый из этих показателей.
Большое количество информации, получаемой человеком из внешнего мира, поступает через зрительный канал.
Качество получаемой информации, получаемой посредством зрения, во многом зависит от освещения.
Неудовлетворительное освещение может исказить информацию; кроме того, оно утомляет не только зрение, но вызывает утомление организма в целом. Неправильное освещение может также являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие лампы и блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации работающих.
Кроме того, при неудовлетворительном освещении снижается производительность труда и увеличивается брак в работе.
Освещение помещений определяется
1. Основные характеристики освещения
К видимому излучению оптического спектра относят излучение с длиной волны 380 - 780 нм. В этом диапазоне волны определенной длины (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение.
Освещение характеризуют следующие величины.
Световой поток Ф - видимая часть оптического излучения, которая воспринимается зрением человека как свет.
Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Один люмен - это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср) .
Сила света I - пространственная плотность светового потока в направлении оси телесного угла dω
Единицей измерения силы света является кандела (кд). Одна кандела это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении с площади 1/600000 м 2 черного тела при температуре затвердевания платины Т = 2045 К и давлении 101325 Па.
Телесный угол ω- часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса к квадрату последнего.
Единицей измерения телесного угла является стерадиан (ср).Если S= r 2 , то ω = 1 ср.
Освещенность E - поток, падающий на бесконечно малую поверхность площадью dS или поверхностная плотность светового потока. Единица освещенности - люкс (лк). Один лк - это освещенность 1 м 2 поверхности при падении на нее светового потока в 1 лм.
Яркость L - поверхностная плотность силы света светящейся поверхности в данном направлении или поток, проходящий через бесконечно малую площадку в пределах бесконечно малого телесного угла dwв направлении оси этого телесного угла.
где a- угол между направлениями силы света и вертикалью.
Для диффузно отражающих поверхностей
где r- коэффициент отражения, определяется отношением отраженного от плоскости светового потока к падающему световому потоку на эту плоскость
Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м 2). Одна кд/м 2 - это яркость равномерно светящейся плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с площади S = 1 м 2 силу света в 1 кд . Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом.При постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность, т.е. светлота.
Показатель ослепленности Р - критерий слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением:
где S - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности К п , % -критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой
где Е макс и Е мин - соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Е ср - среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Показатель дискомфорта М - критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, выражающийся формулой
где L с - яркость блесткого источника, кд/м 2 , ω - угловой размер блесткого источника, ср, φ θ - индекс позиции блесткого источника относительно линии зрения, L ад - яркость адаптации, кд/м 2 .
Измерение параметров освещения. Основным параметром, используемым при оценке освещения, является освещенность е , измеряемая в лк.
Для измерения освещенности используются люксметры различных типов.
Примером аналогового люксметра может служить прибор Ю - 116 , принцип работы которого основан на явлении фотоэлектрического эффекта.
Под влиянием светового потока, падающего на селеновый фотоэлемент, в замкнутой цепи возникает ток, величина которого пропорциональна световому потоку. Прибор проградуирован в люксах. Существенным преимуществом селенового фотоэлемента по сравнению с другими типами фотоэлементов является то, что его кривая спектральной чувствительности наиболее близко совпадает с кривой относительной видности человеческого глаза. При измерении освещенности фотоэлемент устанавливается в рабочей плоскости (горизонтальной или вертикальной) на некотором расстоянии от оператора, проводящего измерения, чтобы тень не падала на фотоэлемент.
В настоящее время нашли широкое применение аналого - цифровые приборы, позволяющие измерять не только освещенность, но и другие параметры, характеризующие освещение, например, коэффициент пульсации или яркость.
Примером аналого - цифрового прибора может служить пульсметр-люксметр «Аргус-07», который применяется для измерения освещенности и коэффициента пульсации. Принцип прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется аналог - цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока. В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения - полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видности. Показания коэффициента пульсации индицируются в процентах, при этом прибор определяет максимальное, минимальное и среднее значение освещенности пульсирующего излучения и рассчитывает значение коэффициента пульсации по приведенной выше формуле.
2. Действие освещения на человека
Высокая зрительная работоспособность и производительность труда тесно связаны с рациональным производственным освещением.
Для зрительного анализатора (ЗА) многообразие окружающего мира представлено различием предметов, объектов, характеризующихся размером, светлотой, контрастом с фоном и удаленностью от глаз.
Чем меньше размер объекта (до определенного предела) и контраст его с фоном и чем ближе его необходимо рассматривать, тем он труднее воспринимается глазом. Также трудно воспринимать объект большого размера и находящийся далеко, но плохо освещенный.
Следовательно, для нормальной работы ЗА ему необходимо предъявлять объекты не менее определенного размера и контраста с фоном и при достаточной освещенности.
Для зрительного анализатора как функциональной системы конечным результатом действия является восприятие окружающего мира, которое возможно только при наличии света (рис. 4.1.).
Неудовлетворительное освещение может исказить информацию; кроме того, оно утомляет не только зрение, но и вызывает утомление организма в целом.
Периферический отдел ЗА (глаза) состоит из трех основных функциональных частей:
- светочувствительная и различительная (сетчатка),
- оптическая (зрачок, роговица, хрусталик, стекловидное тело),
- мышечная (мышца зрачка, хрусталика и глазного яблока).
Сетчатка содержит светочувствительные элементы, которые распределены неравномерно: в центре преобладают колбочки, а по мере удаления к периферии - палочки.
Палочки обладают высокой степенью чувствительности к видимому излучению, действуют обычно при низкой освещенности (осуществляют сумеречное зрение) и не реагируют на цвета. Колбочки менее чувствительны к свету, действуют в дневное время и способны воспринимать цвета (осуществляют дневное зрение).
Следует подчеркнуть, что ЗА человека реагирует на яркость, т.е. на световой поток, отразившийся от предмета по направлению к глазу. Отражательная способность или светлота окружающих нас предметов неодинакова. Вот почему при постоянстве освещения мы можем воспринимать многообразие оттенков окружающего нас мира.
При воздействии меняющегося светового потока на сетчатку в ней происходят процессы зрительной адаптации, то есть процессы приспособления ЗА к работе в изменившихся условиях световой среды.
Различают два вида адаптации - темновую и световую .
При темновой адаптации (при переходе от света к темноте) зрачок расширен и в сетчатке происходят сложные процессы. При этом повышается чувствительность сетчатки к свету и создаются условия для выполнения зрительной работы в условиях недостаточной яркости (темноты). Указанные выше процессы длительны по времени и являются причиной быстрого зрительного утомления.
При световой адаптации (при переходе от темноты к свету) происходят обратные процессы, а при высоких уровнях яркости в адаптацию включается и зрачковый рефлекс, который незначителен по времени и не способствует выраженному зрительному утомлению.
Основной интегральной зрительной функцией является восприятие освещенного объекта. Эту функцию характеризует острота зрения , т.е. способность глаза видеть форму освещенного объекта, различать его очертания.
В основе интегральной функции ЗА лежит световая и контрастная чувствительность .
Световая чувствительность - способность сетчатой оболочки глаза реагировать на видимое излучение. Световая чувствительность глаза тем выше, чем меньше световая энергия, которая способна вызвать в ЗА ощущение света. Световая чувствительность может изменяться в весьма широких пределах воспринимаемых яркостей. Эта способность ЗА называется зрительной адаптацией.
Контрастная чувствительность характеризует различительную функцию глаза. Условием, позволяющим увидеть объект, является наличие яркостного контраста между ним и фоном. Способность глаза различать едва заметные разности яркостей обозначается термином контрастная чувствительность. Она характеризуется тем минимальным различием в уровнях яркости детали и фона, при котором глаз в состоянии воспринимать объект данного размера при заданной яркости фона.
При зрительной работе важна и скорость различения объекта.
В производственных условиях необходимо, чтобы детали и мелкие предметы, которые обрабатываются, различались в возможно более короткий промежуток времени, то есть особую роль играет скорость или быстрота зрительного восприятия. Проявление интегральной функции зрительного аппарата - остроты восприятия - во времени характеризует зрительную работоспособность.
Выполнение зрительной работы при недостаточной освещенности может привести к развитию некоторых дефектов глаза.
Дефекты глаза делят на два основных вида:
а) близорукость ложная и истинная;
Причиной развития близорукости кроме наследственных факторов может являться большая зрительная нагрузка, выполняемая при недостаточной освещенности.
б) дальнозоркость истинная и старческая.
У молодых людей ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии 7 - 10 см, по мере старения хрусталик теряет свою эластичность и ближайшая точка ясного видения отодвигается все дальше и дальше - развивается старческая дальнозоркость. Если молодой работник при недостаточной освещенности может рассматривать мелкие предметы на расстоянии 30 - 40 см от глаза, то работник со старческой дальнозоркостью должен использовать либо очки, либо увеличивать освещенность до оптимальных величин, при которых усиление оптической силы глаза происходит за счет зрачкового рефлекса. Раннее развитие старческой дальнозоркости иногда рассматривается как профессиональная патология.
3. Виды производственного освещения
Существуют следующие виды производственного освещения:
- естественное,
- искусственное,
- совмещенное.
Естественное освещение - освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.
Естественное освещение подразделяется на:
- боковое - естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах ;
- верхнее - естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания;
- комбинированное (верхнее и боковое)- сочетание верхнего и бокового естественного освещения .
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.
Без естественного освещения допускается проектировать помещения, которые определены соответствующими главами Строительных Норм и Правил.
Процесс проектирования естественного освещения производственных помещений осложняется рядом обстоятельств, присущих естественному источнику света. К ним относится, прежде всего, непостоянство естественного света. На естественное освещение производственных помещений оказывают влияние эксплуатационные условия, характер застекления светопроемов, загрязнение стекол и др.
Искусственное освещение - освещение помещения только источниками искусственного света.
Искусственное освещение подразделяется на следующие виды:
- рабочее - освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий;
- аварийное - разделяется на освещение безопасности и эвакуационнное освещение;
- охранное - освещение в нерабочее время;
- дежурное - освещение в нерабочее время.
Искусственное освещение может быть двух систем:
- общее освещение - освещение, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение ) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение );
- комбинированное освещение - освещение, при котором к общему освещению добавляется местное; местное освещение - освещение, дополнительное к общему, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения производственных рабочих мест не допускается.
Искусственное рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации зданий и территорий. Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.
Совмещенное освещение - освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
Совмещенное освещение производственных зданий следует предусматривать:
- для производственных помещений, в которых выполняются работы I- IIIразрядов;
- для производственных и других помещений в случаях, когда по условиям технологии, организации производства или климата в месте строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормированное значение КЕО (многоэтажные здания большой ширины, одноэтажные многопролетные здания с пролетами большой ширины и т.п., а также в случаях, когда технико-экономическая целесообразность совмещенного освещения по сравнению с естественным подтверждена соответствующими расчетами.
4. Нормирование различных видов освещения
При нормировании освещенности производственных помещений регламентируется ее минимальный допустимый уровень в зависимости от характеристик и вида выполняемой зрительной работы.
Выбор значений нормируемых параметров осуществляется в соответствии со
СНиП 23 - 05 - 95 «Естественное и искусственное освещение».
Все зрительные работы (ЗР) можно разделить на три основных вида.
К первому виду следует отнести все ЗР, при выполнении которых не требуется использование оптических приборов (рис. 4.2). При этом объект различения может находиться как близко, так и далеко от глаз.
Ко второму виду ЗР (рис. 4.3) относятся такие работы, при выполнении которых требуется использовать оптические приборы (лупы, микроскопы и т.д.), так как размер рассматриваемого объекта не может быть воспринят глазом даже при высоких уровнях яркости.
К третьему виду ЗР (рис. 4.4) относятся работы, связанные с восприятием информации с экрана, при которых имеются особые требования к организации производственного освещения.
.jpg)
Характеристиками зрительной работы являются:
- размер объекта различения (при условии его удаления от глаза не более чем на 0,5 м) - наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельной его части или дефекта, которые требуется различить в процессе работы;
- контраст объекта различения с фоном (К) - определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона
Контраст объекта различения с фоном считается: большим - значеник К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); средним - значение К находится в промежутке от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым - значение К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости);
- светлота фона - светлота поверхности, прилегающей непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при r> 0,4 (r- коэффициент отражения поверхности); средним - при rот 0,2 до 0,4, темным - при r< 0,2.
Чем меньше размер объекта различения (до определенного предела) и контраст его с фоном и чем ближе его необходимо рассматривать, тем он труднее воспринимается глазом. Также трудно воспринимать объект большого размера и находящийся далеко, но плохо освещенный. Следовательно, для нормальной работы зрительного анализатора ему необходимо предъявлять объекты не менее определенного размера и контраста с фоном и при достаточной освещенности.
В соответствии со СНиП 23 - 05 - 95 «Естественное и искусственное освещение» все зрительные работы, выполняемые без использования оптических приборов характеризуются:
- разрядом зрительной работы , который определяется в зависимости от размера объекта различения, то есть в зависимости от точности выполняемой зрительной работы;
- подразрядом зрительной работы, который определяется сочетанием контраста объекта различения с фоном и светлоты фона; для большинства разрядов зрительной работы существуют по четыре подразряда: а, б, в, г; например, подразряд «а» означает, что контраст объекта различения с фоном - малый, а характеристика фона - темный.
Для различных видов освещения нормируемые показатели различны.
При искусственном освещении в соответствии со СНиП 23 - 05 - 95 для каждого разряда и подразряда зрительной работы нормируются :
- освещенность в лк,
- показатель ослепленности Р,
- коэффициент пульсации К п, %.
Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать в соответствии со СНиП 23 - 05 - 95по шкале: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.
Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности:
- на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;
- то же при системе общего освещения для разрядов I - V, VI;
- на две ступени при системе общего освещения для разрядов VIи VIII.
Нормы освещенности по СНиП 23 - 05 - 95 следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:
- при работах I - IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;
- при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на дисковых пилах и т.п.);
- при специальных повышенных санитарных требованиях на предприятиях пищевой и химико-фармацефтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения - 500 лк и менее;
- при отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения - 750 лк и менее;
- при постоянном поиске объектов различения на поверхности размером 0,1 м 2 и более;
- в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.
При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности следует повышать не более чем на одну ступень.
При естественном и совмещенном освещении в соответствии со СНиП 23 - 05 - 95 для каждого разряда зрительной работы в зависимости от характеристики освещения (верхнее, боковое или комбинированное) нормируется коэффициент естественной освещенности КЕО.
КЕО - это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременно измеренному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах:
В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении - в точке посередине помещения.
При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
Нормируемые значения освещенности, регламентируемые СНиП 23-05-95 , приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, кроме специально оговоренных случаев; для наружного освещения - для любых источников света.
Для освещения помещений следует использовать, как правило, наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп.
Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе и галогенные. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.
В табл.4.1 представлены нормируемые значения для различных видов и систем освещения в соответствии со СНиП 23-05-95 .
| Характе- ристика зрительной работы | Наименьший или эквив. размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта с фоном | Характе- ристика фона | Искусственное освещение | Естественное освещение | Совмещенное освещение | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Освещенность, лк | Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации | КЕО, ен, % | ||||||||||||
| при системе комбини- рованного освещения | при системе общего освещения | при верхнем или комбини- рованном освещении | при боковом освещении | при верхнем или комбини- рованном освещении | при боковом освещении | |||||||||
| всего | в том числе от общего | P | Кп, % | |||||||||||
| Наивысшей точности | Менее 0,15 | I | а | Малый | Темный | 5000 4500 | 500 500 | - - | 20 10 | 10 10 | - | - | 6,0 | 2,0 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 4000 3500 | 400 400 | 1250 1000 | 20 10 | 10 10 |
|||||||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2500 2000 | 300 200 | 750 600 | 20 10 | 10 10 |
|||||||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 1500 1250 | 200 200 | 400 300 | 20 10 | 10 10 |
|||||||
| Очень высокой точности | От 0,15 до 0,30 | II | а | Малый | Темный | 4000 3500 | 400 400 | - - | 20 10 | 10 10 | - | - | 4,2 | 1,5 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 3000 2500 | 300 300 | 750 600 | 20 10 | 10 10 |
|||||||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2000 1500 | 200 200 | 500 400 | 20 10 | 10 10 |
|||||||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 1000 750 | 200 200 | 300 200 | 20 10 | 10 10 |
|||||||
| Высокой точности | От 0,30 до 0,50 | III | а | Малый | Темный | 2000 1500 | 200 200 | 500 400 | 40 20 | 15 15 | - | - | 3,0 | 1,2 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 1000 750 | 200 200 | 300 200 | 40 20 | 15 15 |
|||||||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 750 600 | 200 200 | 300 200 | 40 20 | 15 15 |
|||||||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 400 | 200 | 200 | 40 | 15 | |||||||
| Средней точности | От 0,50 до 1,00 | IV | а | Малый | Темный | 750 | 200 | 300 | 40 | 20 | 4 | 1,5 | 2,4 | 0,9 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 500 | 200 | 200 | 40 | 20 | |||||||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 400 | 200 | 200 | 40 | 20 | |||||||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | - | - | 200 | 40 | 20 | |||||||
| Малой точности | От 1,00 до 5,00 | V | а | Малый | Темный | 400 | 200 | 300 | 40 | 20 | 3 | 1 | 1,8 | 0,6 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | - | - | 200 | 40 | 20 | |||||||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | - | - | 200 | 40 | 20 | |||||||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | - | - | 200 | 40 | 20 | |||||||
| Грубая (очень малой точности) | Более 5 | VI | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | - | - | 200 | 40 | 20 | 3 | 1 | 1,8 | 0,6 | ||
| Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах | Более 0,5 | VII | То же | - | - | 200 | 40 | 20 | 3 | 1 | 1,8 | 0,6 | ||
| Общее наблюдение за ходом производ- ственного процесса: | Постоянное | VIII | а | То же | - | - | 200 | 40 | 20 | 3 | 1 | 1,8 | 0,6 | |
| периоди- ческое при постоян- ном пребы- вании людей в помещении | б | То же | - | - | 75 | - | - | 1 | 0,3 | 0,7 | 0,2 | |||
| периоди- ческое при периоди- ческом пребывании людей в помещении | в | То же | - | - | 50 | - | - | 0,7 | 0,2 | 0,5 | 0,2 | |||
| Общее наблюдение за инженер- ными коммуни- кациями | г | То же | - | - | 20 | - | - | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | |||
5. Особенности освещения рабочих мест, оснащенных компьютерами
Повсеместное распространение персональных компьютеров (ПЭВМ) привело к тому, что у их пользователей возникает целый ряд жалоб на здоровье.
Наибольшее число жалоб связано с термином «компьютерный зрительный синдром » (КЗС). Люди, проводящие большую часть времени за экраном видеомонитора предъявляют жалобы на жжение, рези и ощущение песка в глазах, покраснение глазных яблок, боли в области глазниц, лба и при движении глаз. Довольно часто отмечается затуманивание зрения, замедленная перефокусировка с ближних объектов на дальние и обратно, двоение предметов, быстрое утомление при чтении. Эти явления обычно объединяют термином «астенопия » (что буквально переводится, как «отсутствие силы зрения »).
Такие жалобы встречаются в 40 - 60 % случаев у значительной части пользователей ПЭВМ и сильно зависят как от времени, проведенного у экрана видеомонитора, так и от характера работы на ПЭВМ.
Наибольшее утомление для глаз возникает при работе в диалоговом режиме. Наименьшая нагрузка возникает при считывании информации, наибольшая - при ее вводе.
Особую нагрузку для зрительного анализатора представляет компьютерная графика, особенно выполнение и корректировка чертежей на экране видеомонитора.
Длительная работа с компьютером не вызывает органических заболеваний глаз. Единственное изменение, происходящее в органах зрения - проявление или прогрессирование близорукости.
В результате длительного исследования зрительных функций у людей, работающих с компьютером в течение нескольких лет , выявлено уменьшение объема аккомодации (наведение на резкость хрусталика) по сравнению с возрастной нормой и увеличение процента близорукости по сравнению с людьми того же возраста, не работающими на компьютере.
За рабочую смену у пользователя ПЭВМ происходит уменьшение объема аккомодации глаз. У некоторых пользователей развивается временная близорукость. Кроме того, наблюдается сдвиг мышечного равновесия глаз, снижение контрастной чувствительности зрения и другие зрительные нарушения.
Очевидно, возникновение расстройств зрительного анализатора связано с характером экранного изображения и организацией освещения рабочего места, оборудованного ПЭВМ.
У компьютерного изображения есть несколько отличий от изображения нанесенного на бумагу:
- компьютерное изображение - самосветящееся, а не отраженное;
- оно имеет значительно меньший контраст, который уменьшается еще более за счет внешнего освещения;
- не является непрерывным и состоит из отдельных точек - пикселей;
- является мерцающим (мелькающим), т.е. эти точки с определенной частотой зажигаются и гаснут;
- не имеет таких четких границ, как изображение на бумаге, потому, что у пикселей не ступенчатый, а плавный перепад яркости с фоном.
Именно эти особенности экранного изображения видеомониторов затрудняют аккомодацию глаза. Светимость создает иллюзию удаленности, низкий контраст обуславливает снижение аккомодационного ответа, точечность изображения вызывает увеличение амплитуды нормальных колебаний аккомодации, мелькание уменьшает точность восприятия, а размытость границ заставляет непрерывно искать точку ясного видения.
В настоящее время в России действуют несколько государственных стандартов, в которых сформулированы жесткие требования к визуальным эргономическим параметрам видеомониторов, используемых в ПЭВМ; в санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.2/2.4.1340 - 03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» сформулированы гигиенические требования к видеомониторам.
При организации рабочих мест, оснащенных ПЭВМ особое внимание уделяется освещению.
Освещение при работе с ПЭВМ имеет свои особенности. Это связано с тем, что зрительный анализатор (глаз) при работе за компьютером, как правило, воспринимает как отраженный от клавиатуры и документов световой поток, так и прямой световой поток с видеомонитора.
Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение , соответствующее требованиям действующей нормативной документации.
Коэффициент естественной освещенности КЕО в помещениях с использованием ПЭВМ должен быть не ниже 1,2%.
Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы видеомониторы были ориентированны боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.Оконные проемы должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа занавесей, внешних козырьков, жалюзи и т.д.
Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, следует применять системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).
При этом освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна составлять 300 - 500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.
Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окон, светильников и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м 2 .
Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м 2 и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м 2 .
Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.
Показатель дискомфорта в административно-общественных помещениях не более 40, в дошкольных и учебных помещениях не более 15.
Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м 2 , защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.
Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающийся отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.
Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.
В качестве источников света при искусственном освещении следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп. В светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенных.
Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пуско-регулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование многоламповых светильников с электромагнитными пуско-регулирующими аппаратами (ЭПРА), состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей.
Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается.
При отсутствии светильников с ЭПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.
Коэффициент запаса для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1,4. (Коэффициент запаса (К з)- расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения.)
Коэффициент пульсации не должен превышать 5%.
Общее освещение при использовании люминесцентных светильников следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении видеомониторов. При расположении ПЭВМ по периметру помещения линии светильников должны располагаться локализовано над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.
Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.
Статьи по теме
