Показатели чистоты воздуха закрытых помещений

3.4 Освещение. Ра­циональное освещение необходимо прежде всего для оптимальной функции зрительного анализатора. Свет обладает и психофизиологическим действием. Рациональное освещение положительно сказывается на функциональном состоянии коры большого мозга, улучшает функцию других анализаторов. В целом световой комфорт, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы и повышая работоспособность глаза, приводит к повышению производительности и качества труда, отдаляет утомление, способствует уменьшению производственного травматизма. Изложенное относится как к естественному, так и к искусственному освещению. Но естественное освещение, помимо того, оказывает выраженное общебиологическое действие, является синхронизатором биологических ритмов, обладает тепловым и бактерицидным действием (см. главу III). Поэтому жилые, производственные и общественные здания должны быть обеспечены рациональным дневным освещением.

С другой стороны, с помощью искусственного освещения можно создать в любом месте помещения заданную и стабильную в течение дня освещенность. Роль искусственного освещения в настоящее время высока: вторые смены, ночной труд, подземные работы, вечерние домашние занятия, культурный досуг и др.

К основным показателям, характеризующим освещение, относятся: 1) спектральный состав света (от источника и отраженного), 2) освещенность, 3) яркость (источника света, отражающих поверхностей), 4) равномерность освещения.

Спектральный состав света. Наибольшая производительность труда и наименьшая утомляемость глаза бывает при освещении стандартным дневным светом. За стандарт дневного света в светотехнике принят спектр рассеянного света с голубого небосвода, т. е. поступающего в помещение, окна которого ориентированы на север. Наилучшее цветоразличение отмечается при дневном свете. Если размеры рассматриваемых деталей один миллиметр и более, то для зрительной работы примерно одинаково освещение источниками, генерирующими белый дневной свет и желтоватый.

Спектральный состав света важен и в психофизиологическом аспекте. Так, красный, оранжевый и желтый цвета по ассоциации с пламенем, солнцем вызывают ощущение теплоты. Красный цвет возбуждает, желтый - тонизирует, улучшает настроение и работоспособность. Голубой, синий и фио­летовый кажутся холодными. Так, окраска стен горячего цеха в синий цвет создает ощущение прохлады. Голубой цвет - успо­каивает, синий и фиолетовый - угнетают. Зеленый цвет - нейтральный - приятный по ассоциации с зеленой растительностью, он меньше других утомляет зрение. Окраска стен, машин, крышек парт в зеленые тона благоприятно сказывается на самочувствии, работоспособности и зрительной функции глаза.

Окраска стен и потолков в белый цвет издавна считается гигиенической, так как обеспечивает наилучшую освещенность помещения из-за высокого коэффициента отражения 0,8—0,85. Поверхности, окрашенные в другие цвета, имеют меньший коэффициент отражения: светло-желтый - 0,5-0,6, зеленый, серый - 0,3, темно-красный- 0,15, темно-синий - 0,1, черный -— 0,01. Но белый цвет (из-за ассоциации со снегом) вызывает ощущение холода, он как бы увеличивает размер помещения, де­лает его неуютным. Поэтому стены чаще окрашивают в светло-салатовый, светло-желтый и близкие к ним цвета.

Следующий показатель, характеризующий освещение,- освещенность. Освещенностью называют поверхностную плотность светового потока. Единицей освещенности является 1 люкс - освещенность поверх­ности 1 м², на которую падает и равномерно распределяется световой поток в один люмен. Люмен — световой поток, который испускается полным излучателем (абсолютно черным телом) при температуре затвердения платины с площади 0,53 мм². Освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния между источ­ником света и освещаемой поверхностью. Поэтому, чтобы экономно создать высокую освещенность, приближают источник к освещаемой поверхности (местное освеще­ние). Освещенность определяют люксметром.

Гигиеническое нормирование освещенности сложно, так как она влияет на функцию центральной нервной системы и на функцию глаза. Эксперименты показали, что с увеличением освещенности до 600 лк значительно улучшается функциональное состояние центральной нервной системы; дальнейшее увеличение освещенности до 1200 лк в меньшей мере, но также улучшает ее функцию, освещенность выше 1200 лк почти не оказывает влияния. Таким образом, везде, где работают люди, желательна освещенность порядка 1200 лк, минимум 600 лк.

Освещенность влияет на зрительную функцию глаза при различной величине рассматриваемых предметов. Если рассматриваемые детали имеют размер менее 0,1 мм, при освещении лампами накаливания нужна освещенность 400-1500 лк', 0,1-0,3 мм -300- 1000 лк, 0,3-1 мм -200-500 лк, 1 - 10 мм - 100-150 лк, более 10 мм – 50- 100 лк. При этих нор­мативах освещенность достаточна для функции зрения, но в ряде случаев она ме­нее 600 лк, т. е. недостаточна с психофизиологической точки зрения. Поэтому при освещении люминесцентными лампами (поскольку они экономичней) все перечисленные нормы увеличиваются в 2 раза и тогда освещенность приближается к оптимальной и в психофизиологическом отношении.

При письме и чтении (школы, библиотеки, аудитории) освещенность на рабочем месте должна быть не менее 300 (150) лк, в жилых комнатах 100 (50), кухнях 100 (30).

Для характеристики освещения большое значение имеет яркость. Яркость - сила света, излучаемого с единицы поверхности. Фактически при рассматривании предмета мы видим не освещенность, а яркость. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м²) - яркость равномерно светящей плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с каждого квадратного метра силу света, равную одной канделе. Яркость определяют яркомером.

При рациональном освещении в поле зрения человека не должно быть ярких источников света или отражающих поверхностей. Если рассматриваемая поверхность чрезмерно яркая, то это негативно отразится на работе глаза: появляется ощущение зрительного дискомфорта (с 2000 кд/м²), падает производительность зрительной работы (с 5000 кд/м²), вызывает слепимость (с 32 000 кд/м²) и даже болевое ощущение (с 160 000 кд/ м²). Оптимальная яркость рабочих поверхностей - несколько сот кд/ м². Допустимая яркость источников освещения, находящихся в поле зрения человека, желательна не более 1000-2000 кд/ м², а яркость источников, редко попадающих в поле зрения человека, не более 3000-5000 кд/ м²

Освещение должно быть равномерным и не создавать теней. Если в поле зрения человека часто меняется яркость, то наступает утомление мышц глаза, принимающих участие в адаптации (сужение и расширение зрачка) и синхронно с ней происходящей аккомодации (изменение кривизны хрусталика). Равномерной должна быть освещенность по помещению и на рабочем месте. На расстоянии 5 м пола помещения отношение наибольшей освещенности к наименьшей не должно превышать 3:1, на расстоянии 0,75 м рабочего места - не больше 2:1. Яркость двух соседних поверхностей (например, тетрадь - парта, школьная доска - стена, рана - операционное белье) не должна отличаться больше, чем 2:1-3:1.

Освещенность, создаваемая общим освещением, должна быть не менее 10% величины, нормируемой при комбинированном, но не менее 50 лк при лампах накаливания и 150 лк при люминесцентных лампах.

Естественное освещение. Солнце создает освещенность вне помещений обычно порядка де­сятков тысяч люкс. Естественное освещение помещений зависит от светового климата местности, ориентации окон зданий, наличия затеняющих объектов (здания, деревья), устройства и размеров окон, ширины межоконных простенков, отражающей способности стен, потолка, пола, чистоты стекол и др.

Для хорошего дневного освещения площадь окон должна соответствовать площади помещений. Поэтому распространенным способом оценки естественного освещения помещений является геометрический, при котором вычисляют так называемый световой коэффициент, т. е. отношение застекленной площади окон к площади пола. Чем больше величина светового коэффициента, тем лучше освещение. Для жилых помещений световой коэффициент должен быть не меньше 1/8-1/10, для классов и больничных палат 1/5- 1/6, для операционных 1/4-1/5, для подсобных помещений 1/10-1/12.

Оценка естественного освещения только по световому коэффициенту может оказаться неточной, так как на освещенность оказывает влияние наклон световых лучей к освещаемой поверхности (угол падения лучей). В том случае если из-за противостоящего здания или деревьев в комнату попадает не прямой солнечный свет, а только отраженные лучи, их спектр лишен коротковолновой, самой эффективной в биологическом отношении части – ультрафиолетовых лучей. Угол, в пределах которого в определенную точку помещения попадают прямые лучи с небосвода, носит название угла отверстия.

Угол падения образован двумя линиями, одна из которых идет от верхнего края окна к точке, где определяются условия освещения, вторая – линия на горизонтальной плоскости, соединяющая точку измерения со стеной, на которой расположено окно.

Угол отверстия образуется двумя линиями, идущими от рабочего места: одна – к верхнему краю окна, другая – к самой верхней точке противостоящего здания или какого-либо ограждения (забор, деревья и т.п.). Угол падения должен быть не менее 27º, а угол отверстия – не менее 5 º. Освещенность у внутренней стены помещения зависит также от глубины помещения, в связи с чем для оценки условий дневного освещения определяют также коэффициент заглубления - отношение расстояния от верхнего края окна до пола к глубине комнаты. Коэффициент заглубления должен быть не менее 1:2.

Ни один из геометрических показателей не отражает полноту влияния на естественное освещение всех факторов. Влияние всех факторов учитывается светоте­ническми показателем- коэффициентом естественной освещенности (КЕО). КЕО = Е _п : Е ₀ *100%, где Е _п— освещенность (в лк) точки, находящейся внутри помещения в 1 м от стены, противоположной окну, : Е ₀- освещенность (в лк) точки, расположенной вне помещения, при условии ее освещения рассеянным светом (сплошная облачность) всего небосвода. Таким образом, КЕО определяется как отношение освещенности внутри помещения к одновременной освещенности вне помещения, выраженное в процентах.

Для жилых помещений КЕО должен быть не менее 0,5%, для больничных палат- не менее 1%, для школьных классов- не менее 1,5%, для операционных - не менее 2,5%.

Искусственное освещение должно отвечать следующим требованиям: быть достаточно интенсивным, равномерным; обеспечивать правильное тенеобразование; не ослеплять и не искажать цвета: не нагревать; по спектральному составу приближаться к дневному.

Существует две системы искусственного освещения: общее и комбинированное, когда общее дополняют местным, концентрирующим свет непосредственно на рабочих местах..

Основными источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и люминесцентные. Лампа накаливания-— удобный и без­отказный источник света. Одними из ее недостатков являются небольшая светоотдача, преобладание в спектре желтых и красных лучей и меньшее содержание синего и фиолетового. Хотя в психофизиологическом отношении такой спектральный состав делает излучение приятным, теплым. В отношении зрительной работы свет лампы накаливания уступает дневному лишь при необходимости рассматривания очень мелких деталей. Он непригоден в тех случаях, когда требуется хорошее цветоразличение. Поскольку поверхность нити накала ничтожно мала, я­кость ламп накаливания значительно превышает ту, которая слепит. Для борьбы с яркостью применяют защищающую от ослепляющего действия прямых лучей света осветительную арматуру и подвешивают светильники вне поля зрения людей.

Различают осветительную арматуру прямого света, отраженного, полуотраженного и рассеянного. Арматура прямого света направляет свыше 90% света лампы на освещаемое место, обеспечивая его высокую освещенность. В то же время создается значительный контраст между освещенными и неосвещенными участками помещения. Образуются резкие тени, и не исключено ослепляющее действие. Эта арматура применяется для освещения вспомогательных помещений и санитарных узлов. Арматура отраженного света характеризуется тем, что лучи от лампы направляются на потолок и на верхнюю часть стен. Отсюда они отражаются и равномерно, без образования теней, распределяются по помещению, освещая его мягким рассеянным светом. Этот вид арматуры создает наиболее приемлемое с ги­гиенической точки зрения освещение, но оно не экономично, так как при этом теряется свыше 50% света. Поэтому для освещения жилищ, классов, палат часто применяют более экономную арматуру полуотраженного и рассеянного света. При этом часть лучей освещает помещение, пройдя через молочное или матовое стекло, а часть — после отражения от потолка и стен. Подобная арматура создает удовлетворительные условия освещения, она не слепит глаза и при ней не образуется резких теней.

Люминесцентные лампы отвечают большинству требований, приведенных выше. Люминесцентная лампа представляет собой трубку из обычного стекла, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Трубка заполнена парами ртути, с обеих концов ее впаяны электроды. При включении лампы в электрическую сеть между электродами возникает электрический ток («газовый разряд»), генерирующий ультрафиолетовое излучение. Под воздействием ультрафиолетовых лучей начинает светиться люминофор. Путем подбора люминофоров изготавливают люминесцентные лампы с различным спектром видимого излучения. Наиболее часто применяют лампы дневного света (ЛД), лампы белого света (ЛБ) и тепло-белого света (ЛТБ). Спектр излучения лампы ЛД приближается к спектру естественного освещения помещений северной ориентации. При нем глаза утомляются наименьше даже при рассматривании деталей небольшого размера. Лампа ЛД незаменима в помещениях, где требуется правильное цветоразличение. Недостатком лампы является то, что кожа лица людей выглядит при этом свете, богатом голубыми лучами, нездоровой, цианотичной, из-за чего эти светильники не применяют в больницах, школьных классах и ряде подобных помещений. По сравнению с лампами ЛД спектр ламп ЛБ богаче желтыми лучами. При освеще­нии этими лампами сохраняется высокая работоспособность глаза и лучше выглядит цвет кожи лица. Поэтому лампы ЛБ применяют в школах, аудиториях, жилищах, палатах больниц и т. п. Спектр ламп ЛТБ богаче желтыми и розовыми лучами, что несколько снижает работоспособность глаза, но значительно оживляет цвет кожи лица. Эти лампы применяют для освещения вокзалов, вестибюлей ки­нотеатров, помещений метро и т. п.

Разнообразие спектра является одним из гигиенических преимуществ этих ламп. Светоотдача люминесцентных ламп в 3-4 раза больше ламп накаливания (с 1 Вт 30-80 лм), поэтому они экономичней. Яркость люминесцентных ламп 4000- 8000 кд/м², т. е. выше допустимой. Поэтому и их применяют с защитной арматурой. При многочисленных сравнительных испытаниях с лампами накаливания на производстве, в школах, аудиториях объективные показатели, характеризующие состояние нервной системы, утомление глаза, работоспособность, почти всегда свидетельствовали о гигиеническом преимуществе люминесцентных ламп. Однако для этого требуется квалифицированное применение их. Необходим правильный выбор ламп по спектру в зависимости от назначения помещения. Так как чувствительность зрения к свету люминесцентных ламп, так же, как и к дневному свету, ниже, чем к свету ламп накаливания, нормы освещенности для них устанавливают в 2-3 раза выше, чем для ламп накаливания (табл. 7.6.).

Если при люминесцентных лампах освещенность ниже 75-150 лк, то наблюдается «сумеречный эффект», т.е. освещенность воспринимается как недостаточная даже при рассматривании крупных деталей. Поэтому при люминесцентных лампах освещенность должна быть не ниже 75-150 лк.

Таблица 7.6.