Основні світлотехнічні визначення

Серед факторів зовнішнього середовища, що впливають на організм людини в процесі праці, світло займає одне з перших місць. Адже відомо, що майже 90% всієї інформації про довкілля людина одержує через органи зору. Під час здійснення будь-якої трудової діяльності втомлюваність очей, в основному, залежить від напруженості процесів, що супроводжують зорове сприйняття. До таких процесів відносяться адаптація, акомодація та конвергенція.

Адаптація — пристосування ока до зміни умов освітлення (рівня освітленості).

Акомодація — пристосування ока до зрозумілого бачення предметів, що знаходяться від нього на неоднаковій відстані за рахунок зміни кривизни кришталика.

Конвергенція — здатність ока при розгляданні близьких предметів займати положення, при якому зорові осі обох очей перетинаються на предметі.

Світло впливає не лише на функцію органів зору, а й на діяльність організму в цілому. При поганому освітленні людина швидко втомлюється, працює менш продуктивно, зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Згідно з статистичними даними, до 5% травм можна пояснити недостатнім або нераціональним освітленням, а в 20% воно сприяло виникненню травм. Врешті, погане освітлення може призвести до професійних захворювань, наприклад, таких як робоча міопія (короткозорість), спазм акомодації.

Для створення оптимальних умов зорової роботи слід враховувати не лише кількість та якість освітлення, а й кольорове оточення. Так, при світлому пофарбуванні інтер'єру завдяки збільшенню кількості відбитого світла рівень освітленості підвищується на 20-40% (при тій же потужності джерел світла), різкість тіней зменшується, покращується рівномірність освітлення.

При надмірній яскравості джерел світла та оточуючих предметів може відбутись засліплення працівника. Нерівномірність освітлення та неоднакова яскравість оточуючих предметів призводять до частої переадаптації очей під час виконання роботи і, як наслідок цього — до швидкого стомлення органів зору. Тому поверхні, що добре освітлюються і знаходяться в полі зору, краще фарбувати в кольори середньої світлості, коефіцієнт відбивання яких знаходиться в межах 0,3—0,6, і, бажано, щоб вони мали матову або напівматову поверхню.

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними та якісними показниками. До основних кількісних показників відносяться: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість.

До основних якісних показників зорових умов роботи можна віднести: фон, контраст між об'єктом і фоном, видимість.

Світловий потік (Ф) — це потужність світлового видимого випромінювання, що оцінюється оком людини за світловим відчуттям. Одиницею світлового потоку є люмен (лм) — світловий потік від еталонного точкового джерела в одну канделу (міжнародну свічку), розташованого у вершині тілесного кута в 1 стерадіан.

Сила світла (І) — це величина, що визначається відношенням світлового потоку (Ф) до тілесного кута (w), в межах якого світловий потік рівномірно розподіляється:

I=Ф/ω

За одиницю сили світла прийнята кандела (кд) — сила світла точкового джерела, що випромінює світловий потік в 1 лм, який рівномірно розподіляється всередині тілесного кута в 1 стерадіан.

Яскравість (В) — визначається як відношення сили світла, що випромінюється елементом поверхні в даному напрямку, до площі поверхні, що світиться:

B= I/S·cosά,

де I — сила світла, що випромінюється поверхнею в заданому напрямку;

S — площа поверхні;

α — кут між нормаллю до елемента поверхні S і напрямкам, для якого визначається яскравість.

Одиницею яскравості є ніт (нт) — яскравість поверхні, що світиться й від якої в перпендикулярному напрямку випромінюється світло силою в 1 канделу з 1 м²

Освітленість (Е) — відношення світлового потоку (Ф), що падає на елемент поверхні, до площі цього елементу (S):

Е=Ф/S

За одиницю освітленості прийнято люкс (лк) — рівень освітленості поверхні площею 1 м², на яку падає рівномірно розподіляючись, світловий потік в 1 люмен.

Фон - поверхня, що безпосередньо прилягає до об'єкту розпізнавання, на якій він розглядається. Об'єкт розпізнавання(або об'єкт розрізнювання) – найменший розмір, який виділяється при виконанні якоїсь роботи. Об’єктом розпізнавання можуть бути крапка, лінія, знак та інші елементи або якийсь дефект, що потребують розпізнавання в процесі роботи. Фон характеризується коефіцієнтом відбиття поверхні (ρ), що представляє собою відношення світлового потоку, що відбивається від поверхні, до світлового потоку, що падає на неї. Фон рахується світлим при ρ >0,4, середнім — при ρ =0,2—0,4 і темним, якщо ρ <0,2.

Контраст між об'єктом і фоном характеризується співвідношенням яскравостей об'єкта, що розглядається, та фону. Контраст між об'єктом і фоном визначається за формулою:

K = B_o – B_ф / B_ф,

де В_о та В_ф— відповідно яскравості об'єкта і фону, нт. Контраст є великим при k>0,5, середнім при k=0,2—0,5 та малим при k<0,2.

Видимість (υ) — характеризує здатність ока сприймати об'єкт. Видимість залежить від освітленості, розміру об'єкта розпізнавання, його яскравості, контрасту між об'єктом і фоном, тривалості експозиції:

υ = k / k_пор,

де k — контраст між об'єктом і фоном;

k_ПОР— пороговий контраст, тобто найменший контраст, що розрізняється оком за даних умов.

Для вимірювання світлотехнічних величин застосовують люксметри, фотометри, вимірювачі видимості тощо.

У виробничих умовах для контролю освітленості робочих місць та загальної освітленості приміщень найчастіше використовують люксметри модифікації Ю-116, Ю-117 та універсальні портативні цифрові люксметри. Робота цих приладів базується на явищі фотоефекту — перетворенні світлової енергії в електричну, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який проградуйований в люксах.

Рівень освітленості вимірюється безпосередньо на робочих місцях в терміни, які залежать від характеру виробництва, але не рідше 1 разу на рік.

Для створення сприятливих умов зорової роботи, які б виключали швидку втомлюваність очей, виникнення професійних захворювань нещасних випадків і сприяли підвищенню продуктивності праці та якості продукції, виробниче освітлення повинно відповідати наступним вимогам:

- створювати на робочій поверхні освітленість, що відповідає характеру зорової роботи і не є нижчою за встановлені норми;

- не повинно чинити засліплюючої дії як від самих джерел освітлення, так і від інших предметів, що знаходяться в полі зору;

- забезпечити достатню рівномірність та постійність рівня освітленості у виробничих приміщеннях, щоб уникнути частої переадаптації органів зору;

- не створювати на робочій поверхні різких та глибоких тіней (особливо рухомих);

- повинен бути достатній для розрізнення деталей контраст поверхонь, що освітлюються;

- не створювати небезпечних та шкідливих виробничих факторів (шум, теплові випромінювання, небезпечне ураження струмом, пожежо- та вибухонебезпека світильників);

- повинно бути надійним і простим в експлуатації, економічним та естетичним.