Освещенность. Создание комфортных условий для зрительного анализатора

 

Наибольшее количество информации об окру­жающем нас мире дает зрительный анализатор. В связи с этим рациональное естественное и искус­ственное освещение в жилых помещениях и обще­ственных зданиях, на рабочих местах имеет важное значение для обеспечения нормальной жизнедея­тельности и работоспособности человека.

Свет не только обеспечивает нормальную жизне­деятельность организма человека, но и определяет жизненный тонус и ритм. Сила биологического воздействия света на организм зависит от участка спектра длин волн, интенсивности и времени воз­действия излучения. Та часть спектра электромаг­нитных излучений, которая находится в пределах длин волн от 10 до 100000 нм, называется оптиче­ской областью спектра.Средняя часть оптической области (400-760 нм) приходится на видимое из­лучение, воспринимаемое глазом как свет. Такие функции организма, как дыхание, кровообращение, работа эндокринной системы, ферментные систе­мы, отчетливо меняют интенсивность деятельности под влиянием света. Длительное световое голодание приводит к снижению иммунитета, функциональ­ным нарушениям в деятельности ЦНС. Свет являет­ся мощным эмоциональным фактором, воздейству­ет на психику человека. Неблагоприятные условия освещения ведут к снижению работоспособности и могут обусловить так называемую профессиональ­ную близорукость.

Основные характеристики для оценки освещения

Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению. Единица измерения — люмен (лм). 1 люмен равен количе­ству световой энергии в 1 Дж, проходящему через единицу площади 1м².

Сила света, пространственная плотность излу­чаемого потока, определяется отношением свето­вого патока к величине телесного угла, в котором он определен. Единицей измерения является кандела (кд).

Освещенность(Е) — определяется как световой поток, приходящийся на единицу площади освещае­мой поверхности. Единица измерения — люкс (лк). 1 лк — освещенность поверхности в 1 м², на которую падает световой паток в 1 лм.

Яркость (В) — это уровень светового ощущения, величина, которую непосредственно воспринима­ет наш глаз. Измеряется в кд/м² или в нитах (нт). 1 нит равняется силе света в 1 канделу с площади в 1 м² в направлении, перпендикулярном площадке. Так, яркость горящей свечи и голубого неба равна приблизительно 1 кд/м². Яркость солнца в полдень 150 000кд/м². При яркости больше 0,75 кд/м² про­исходит сужение зрачка.

Яркость освещаемого объекта связана с его осве­щенностью:

где а — коэффициент отражения поверхности. Например, для стен а = 60 %, для потолка а = 70 %.

Основными физиологическими функциями глаза являются контрастная чувствительность, зритель­ная адаптация, острота зрения, скорость различе­ния и устойчивость ясного видения.

Контрастная чувствительность показывает, во сколько раз яркость фона выше пороговой разно­сти яркости объекта и фона К= В_фон/В_пор. Пороговая разность яркости В_пор — это наименьшее заметное глазу отличие яркости объекта В₀ и фона В_фон.

Острота зрения — способность зрительного ана­лизатора различать мелкие детали предметов. Нор­мальной разрешающей способностью или остротой зрения человека считается такая, при которой он может различать объект с угловыми размерами 1 мин (это соответствует условиям рассмотрения черного объекта размером 1,45 мм на белом фоне с расстояния 5 м при освещенности не менее 80 лк). При меньшем угле зрения две точки объекта изобра­жаются на одном чувствительном элементе, сетчат­ки (колбочке) глаза и не различаются, потому угол зрения в 1 минуту называется физиологическим предельным углом.

Максимальная острота зрения наблюдается при яркости 500 кд/м² и более. Понижение яркости ве­дет к снижению зрительной работоспособности. Оп­тимальной яркостью является яркость в диапазоне от 50 до 1500 кд/м².

Приближая рассматриваемый предмет к глазу, мы увеличиваем угол зрения, а с ним и размеры изображения на сетчатке. Это позволяет рассмо­треть более мелкие детали. Однако при максимально возможном приближении усиливается напряжение мышцы, изменяющей форму хрусталика. Работа глаза становится утомительной. Напряжение мыш­цы при постоянной работе с мелкими объектами (мелким шрифтом, микросхемами и тому подобное) вызывает спазм аккомодации и ложную близору­кость. После прекращения работы восстанавливает­ся способность хрусталика изменять свою кривизну.

Постоянная работа при низком освещении ведет к развитию близорукости (миопии), уменьшению остроты зрения.

Четкое изображение рассматриваемого предме­та наблюдается в том случае, если лучи света от предмета после их преломления в средах глаза соби­раются в фокус глаза на сетчатке. При близорукости фокус оказывается лежащим впереди сетчатки и на нее попадают расходящиеся лучи, при этом изобра­жение получается расплывчатым.

При дальнозоркости лучи предмета сходятся по­зади сетчатки и на ней также получается нечеткое, расплывчатое изображение. Дальнозоркость воз­никает практически у всех людей после 40-45 лет в связи с ослаблением мышечного аппарата глаза.

Глаз человека обладает способностью приспосаб­ливаться к изменению освещенности в пределах от Ю^-6 лк в темноте до 10⁵ лк при солнечном свете. Процесс приспособления к тому или иному уровню яркости называется адаптацией. При повышении яркости наблюдается световая, а при понижении яркости — темновая адаптация.

Скорость различения — способность глаза раз­личать детали предметов за минимальное время на­блюдения.

Устойчивость ясного видения — способность зрительного анализатора отчетливо различать объ­ект в течение заданного времени; чем дольше длится ясное видение, тем выше производительность зри­тельного анализатора.

Благоприятные условия работы зрительного ана­лизатора обеспечиваются как уровнем освещения, так и качеством освещения. Качество освещения обеспечивается отсутствием блесткости, равномер­ным распределением яркости на рабочей поверхно­сти, отсутствием теней, стробоскопического эффек­та (ощущение двоения предметов).

Наилучшие условия для работы зрительного анализатора дает естественное освещение, затем искусственное, приближающееся к спектру есте­ственного света, и смешанное освещение. Подбо­ром соответствующего искусственного источника освещения можно создать оптимальные условия работы.

Естественная освещенность зависит от многих факторов: географической широты местности, ори­ентации здания и помещения, величины оконных проемов, окраски стен и т. д.

Проектируемая (прогнозируемая) освещенность помещения может быть оценена на основании опре­деления светотехнического показателя — КЕО (ко­эффициента естественной освещенности) и геомет­рического показателя СК (светового коэффициента). Естественная освещенность в соответствии с норма­тивными требованиями зависит от точности выпол­няемой зрительной работы и от назначения помеще­ния (табл. 4).

КЕО определяется как отношение абсолютной освещенности в люксах, измеренной на рабочем ме­сте (е), к наружной освещенности в горизонтальной плоскости, защищенной от прямых солнечных лу­чей (Е), выраженное в процентах.

Согласно СНиПП-4-79 территория страны услов­но разделена на пять поясов светового климата — от первого на Крайнем Севере до пятого, в который входит район Северного Кавказа и черноморского побережья Кавказа.

Нормированные значения КЕО для зданий в 1, 2, 5, 4 и 5 поясах определяются по формуле:

 

где ЕЕО^ш_н — нормированное значение КЕО для третьего пояса (центральные районы страны), пред­ставлено в таблице 4;

m — коэффициент светового климата;

с — коэффициент солнечного климата.

 

Таблица 4

	Характеристика зрительной работы	Наимень­ший размер объекта различения (мм)	Разряд зри­тельной работы	КЕО при боковом освещении (%)
				в зоне с устойчивым снежным по­кровом	в зоне с не­устойчивым снежным по­кровом
	наивысшая точность	менее 0,15		2,8	3,5
	очень высокая плотность	от 0,15 до 0,3		2,0	2,5
	высокая точность	свыше 0,3 До 0,5		1,6	2,0
	средняя точность	свыше 0,5 ДО 1,0		1,2	1,5
	малая точность	свыше 1,0 до 5,0		0,8	1,0
	грубая (очень малая точ­ность)	более 5	б	0,4	0,5
	работа со светящимися материалами и изд-ми в горячих цехах	более 0,5		0,8	1,0
	общее наблюдение за ходом производственно­го процесса
	постоянное		8а	0,2	0,3
	периодическое при пос­тоянном пребывани лю­дей в помещении			0,2	0,2
	периодическое при пе­риодическом пребыва­нии людей в помещении		8в	0,1	0,1

Для Ростовской области, находящейся в 4 поясе, m = 0,9, а значение с находится в пределах 0,6-0,85 в зависимости от расположения световых проемов.

Более простым, но менее точным является гео­метрический метод оценки естественного освеще­ния, при котором определяется отношение остек­ленной площади светопроемов к площади пола (СК). Так, световой коэффициент для учебных и админи­стративных помещений должен составлять 1:6—1:8.

Проектируемое искусственное освещение оцени­вается по многим показателям, характеризующим тип и количество осветительных ламп, их разме­щение и высоту подвеса, виды используемой ар­матуры. Чаще всего могут быть использованы сле­дующие виды систем освещения: общая и комби­нированная, то есть местная в сочетании с общей. При общей системе светильники располагают или в горизонтальной плоскости потолка, или сосредо­точивают локально. Условия освещенности зависят от соотношения расстояния между светильниками в горизонтальной плоскости и высотой их подвеса. На оптимум этого соотношения влияет тип светиль­ников.

В качестве источников искусственного освещения используются лампы накаливания и люминесцент­ные. Лампы накаливания дают сплошной спектр излучения, близкий к естественному, однако они неэкономичны — на световое излучение идет всего 5-18 % потребляемой энергии. Газоразрядные, лю­минесцентные лампы более экономичны, но в боль­шинстве случаев не обеспечивают правильную цве­топередачу, особенно синтетических материалов.

На практике используются следующие типы лю­минесцентных ламп: ЛД — лампы дневного света, имеющие голубоватый оттенок свечения; ПХБ — лампы холодно-белого цвета с желтоватым оттен­ком свечения; ЛТБ — лампы белого цвета с розовым оттенком свечения.

Вопросы для повторения

1. Классификация негативных факторов среды обитания человека.

2. Основные принципы нормирования опасных и вредных факторов. Перечислите их, приведите примеры.

3. Как формируются опасные химические факторы естест­венного происхождения? Что такое биогеохимическая провинция?

4. Основные источники опасных антропогенных химических факторов среды обитания.

5. Основные пути поступления опасныххимических веществ в организм человека.

6. Комбинированное действие химических веществ.

7. Основные этапы нормирования химических веществ в объектах окружающей среды.

8. Что такое ПДК, ПДУ, ПДВ, ПДС, ОБУВ? Расшифруйте и объ­ясните разницу.

9. Основные физические факторы среды обитания, естест­венные и антропогенные.

10. Вибрация. Действие на организм, формы вибрационной болезни.

11. Шум. Действие различных уровней шума на организм.

12. Инфразвук, ультразвук. Действие на организм человека.

13. Магнитные поля промышленной частоты и радиочастот, ' их действие на организм человека.

14.Электромагнитное излучение оптического диапазона, действие на организм человека.

15. Действие электрического тока на организм человека и принципы первой медицинской помощи при пораже­нии электрическим током.

16. Методы повышения безопасности технических систем и технологических процессов.