Производственное освещение

5.5.1 Основные понятия и гигиенические требования к производственному освещению

Ощущение света при воздействии на глаза человека вызывают электромагнитные волны так называемого оптического диапазона. Область оптических электромагнитных излучений расположена между областью рентгеновских излучений и областью радиоизлучений. Видимая часть оптических излучений лежит в диапазоне длин волн от 380 до 760 нм; с одной стороны к ней примыкает область ультрафиолетовых, а с другой - инфракрасных излучений.

В видимой области излучения каждой длине волны соответствует определенный цвет от фиолетового (380...450 нм) до красного (620...760 нм). На практике чаще всего приходится иметь дело со светом сложного спектрального состава, состоящим из волн различной длины.

Основными понятиями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Световым потоком называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению. Единицей светового потока является люмен (лм)- световой поток, излучаемый точечным источником света силой в одну канделу, помещенным в вершину телесного угла в один стерадиан.

Пространственную плотность светового потока принято называть силой света. Единицей силы света является кандела (кд) - сила света точечного источника, испускающего световой поток в один люмен, равномерно распределенный внутри телесного угла в один стерадиан. Кандела является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону.

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока, падающего на поверхность, к ее площади: Е = Ф/S, где Ф световой поток; S - площадь.

Следует иметь в виду, что освещенность не зависит от свойств освещаемой поверхности: ее формы, цвета и т. п. Одинаковый световой поток создает равную освещенность на темных и светлых поверхностях при условии равенства площадей. Единицей освещенности является люкс (лк). Один люкс равен освещенности поверхности площадью в 1 м², по которой равномерно распределен световой поток, равный 1 лм. Освещенность в 1 лк не позволяет выполнять большинство видов работ. Оценить понятие освещенность можно, зная, что освещенность поверхности Земли в лунную ночь составляет примерно 0,2 лк, а в солнечный день доходит до 100000 лк.

Так как уровень ощущения света человеческим глазом зависит от плотности светового потока (освещенности) на сетчатке глаза, то основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок. В связи с этим введено понятие яркости. Человек различает окружающие предметы только благодаря тому, что они имеют разную яркость.

Яркостью L называется величина, равная отношению силы света, излучаемого элементом поверхности в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению:

где I - сила света, излучаемая поверхностью в заданном направлении, кд; S - площадь поверхности, м²; - угол к нормали светящейся поверхности.

Некоторое представление о яркости можно получить, если представить себе, что лист белой бумаги, освещенный настольной лампой мощностью 60 Вт, имеет яркость 30...40 кд/м².

Падающий на тело световой поток частично отражается им, частично поглощается, частично пропускается сквозь среду тела. Для характеристики этих свойств введены соответствующие коэффициенты. Коэффициент отражения представляет собой отношение отраженного телом светового потока Ф_р к падающему Ф:

Свет является естественным условием нашего существования. Он влияет на состояние высших психических функций и физиологические процессы в организме. Хорошее освещение действует тонизирующе создает хорошее настроение, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности.

В зависимости от спектрального состава свет может оказывать возбуждающее действие и усиливать чувство тепла (оранжево-красный), или, наоборот, успокаивающее (желто-зеленый), или усиливать тормозные процессы (сине-фиолетовый).

Увеличение освещенности способствует улучшению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее продуктивно, возрастает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев. По имеющимся данным, до 5 % травм можно объяснить недостаточным или нерациональным освещением, а в 20% оно способствовало возникновению травмы. Наконец, плохое освещение может привести к профессио­нальным заболеваниям, например, таким, как рабочая миопия (близорукость), спазм аккомодации.

У лиц, которые по характеру работы или в силу географических условий частично или полностью лишены естественного света, может возникнуть световое голодание.

Гигиенические требования к производственному освещению, основанные на психофизических особенностях восприятия света и его влияния на организм человека, могут быть сведены к следующим:

спектральный состав света, создаваемого искусственными источниками, должен приближаться к солнечному;

уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам, учитывающим условия зрительной работы;

должна быть обеспечена равномерность и устойчивость уровня освещенности в помещении во избежание частой переадаптации и утомления зрения. В то же время, по имеющимся данным, при длительной работе в равномерно освещенном пространстве может нарушиться восприятие формы объектов, реализующееся, в конечном счете, в зрительных галлюцинациях.

Освещение не должно создавать блесткости как самих источников света, так и других предметов в пределах рабочей зоны.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон- это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения ) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока к падающему на нее световому потоку ; = .В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при >0,4 фон считается светлым; при = 0,2...0,4-средним и при <0,2-темным.

Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (Lop-Lo)/Lop 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).

Коэффициент пульсации освещенности -это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

где -максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп = 25...65 %, для обычных ламп накаливания -7 %, для галогенных ламп накаливания - 1 %•

Показатель ослепленности - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

где 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.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V= k/knop, где kпор - пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.