Недостаточное освещение влияет на функционирование зрительного аппарата, то есть определяет зрительную работоспособность, влияющую на психику человека, его эмоциональное состояние, вызывает усталость центральной нервной системы, возникающей в результате прилагаемых усилий для опознания четких или сомнительных сигналов.
Установлено, что свет, помимо обеспечения зрительного восприятия, воздействует на нервную оптико-вегетативную систему, систему формирования иммунной защиты, рост и развитие организма и влияет на многие основные процессы жизнедеятельности, регулируя обмен веществ и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Сравнительная оценка естественного и искусственного освещения по его влиянию на работоспособность показывает преимущество естественного света.
Важно отметить, что не только уровень освещенности, а все аспекты качества освещения оказывают влияние на организм человека. Можно упомянуть, что неравномерное освещение может создавать проблемы адаптации, снижая видимость. Работая при освещении плохого качества или низких уровней, люди могут ощущать усталость глаз и переутомление, что приводит к снижению работоспособности. В ряде случаев это может привести к головным болям. Причинами во многих случаях являются слишком низкие уровни освещенности, слепящее действие источников света и соотношение яркостей. Головные боли также могут быть вызваны пульсацией освещения. Таким образом, становится очевидно, что неправильное освещение представляет значительную угрозу для здоровья работников.
Для оптимизации условий труда имеет большое значение освещение рабочих мест. Задачи организации освещённости рабочих мест следующие: обеспечение различаемости рассматриваемых предметов, уменьшение напряжения и утомляемости органов зрения. Производственное освещение должно быть равномерным и устойчивым, иметь правильное направление светового потока, исключать слепящее действие света и образование резких теней.
Различают естественное, искусственное и совмещенное освещение.
Обследование условий освещения заключается в замерах, визуальной оценке или определении расчетным путем следующих показателей:
1. Искусственная освещенность.
2. коэффициент естественной освещенности;
3. коэффициент пульсации освещенности;
4. яркость освещения
Нерациональное искусственное освещение может проявляться в несоответствии нормам следующих параметров световой среды: недостаточная освещенность рабочей зоны, повышенная пульсация светового потока (более 20 %), повышенная яркость. Известно, что при длительной работе в условиях недостаточной освещенности и при нарушении других параметров световой среды зрительное восприятие снижается, развивается близорукость, болезнь глаз, появляются головные боли.
Обеспечение требований санитарных норм к факторам световой среды для рабочих мест персонала, занятого на зрительно напряженных работах, и для рабочих мест в учебных классах и аудиториях образовательных учреждений является важным фактором создания комфортных условий для органа зрения.
Искусственная освещенность.
Очень важным показателем световой среды является искусственная освещенность, определяющийся прямым измерением и измеряющийся в люксах (лк).
Искусственное освещение – освещение созданное искусственными источниками света. Может быть общим, местным (локальным) или комбинированным.
Для создания общего освещения, его еще называют «верхний свет», светильники размещаются в верхней зоне помещения (потолочное или настенное расположение) равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). Общее освещение в интерьере объединяет все пространство в единое целое и по своей интенсивности должно приближаться к естественному.
Местное освещение (или локальное) — освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на освещаемых поверхностях. К местному освещению относятся настольные лампы и пр. Использование только местного освещения без общего недопустимо.
Комбинированное освещение — освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. На практике чаще всего используется именно этот тип.
Искусственное освещение так же подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.
Рабочее освещение — освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий. Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.
Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.
Освещение безопасности — освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.
Эвакуационное освещение — освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении освещения.
Дежурное освещение — освещение в нерабочее время.
К основным источникам искусственного освещения относятся:
Лампа накаливания — это электрический источник света, который излучает световой поток в результате накала проводника из тугоплавкого металла (вольфрама). Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех чистых металлов (3693 К). Нить накала находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом (аргоном, криптоном, азотом). Инертный газ предохраняет нити накаливания, от окисления. Для ламп накаливания небольшой мощности (25 Вт) изготавливают вакуумные колбы, которые не заполняются инертным газом. Стеклянная колба препятствует негативному воздействию атмосферного воздуха на вольфрамовую нить.
Лампы накаливания делятся на разновидности:
2. Аргоновые (азот-аргоновые);
3. Криптоновые (+10 % яркости от аргоновых);
4. Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых);
5. Галогенные (состав I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, высокий срок службы);
6. Галогенные с двумя колбами (улучшенный галогенный цикл за счёт лучшего нагрева внутренней колбы);
7. Ксенон-галогенные (состав Xe + I или Br, до 3х раз ярче аргоновых);
8. Ксенон-галогенные с отражателем ИК-излучения;
9. Накаливания с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон (новинка). Достоинства:
мгновенное зажигание при включении;
небольшие габаритные размеры;
широкий диапазон мощностей.
небольшой срок службы — до 1000 часов;
низкий КПД. (только десятая часть потребляемой лампой электрической энергии преобразуется в видимый световой поток) остальная энергия преобразуется в тепловую.
Люминесцентные лампы, называемые еще, лампами дневного света, представляют собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, изнутри покрытую тонким слоем люминофора. Сама лампа заполнена инертным газом — аргоном при очень низком давлении. Внутри лампы содержится небольшое количество ртути, которая, нагреваясь, превращается в ртутные пары.
Люминесцентные лампы – это те же лампы накаливания, но с небольшими усовершенствованиями. Принцип свечения в них базируется на разогреве, вольфрамового элемента, электрический разряд в смеси инертных газов и паров ртути, который содержится в стеклянной колбе, вызывает излучение в ультрафиолетовом спектре, (т.е. невидимом для человека). Это излучение поглощается специальным составом, которым колба покрыта изнутри, что и вызывает свечение, которое человеческий глаз может воспринимать. Состав, который вызывает свечение, называется люминофором, представляет собой смесь разных веществ на основе фосфора. Он имеет различные цвета, не только белый.
Именно люминофор обеспечивает мощность свечения лампы дневного света в несколько раз выше, чем у обычных ламп накаливания (имея такой же уровень потребления электроэнергии – примерно в 5 раз), поэтому их и называют энергосберегающими. Вольфрамовая нить после розжига продолжает гореть, но лишь в качестве поддержки тлеющего разряда.
В зависимости от назначения целевого использования, люминесцентные лампы условно разделены на категории по диапазонам температур свечения:
до 2700 градусов – лампы люминесцентные т.н. мягкого света;
от 2700 до 4200 градусов – дневного света;
от 4200 до 6400 градусов – холодного света.
В зависимости от условий предполагаемой эксплуатации, в лампах может быть встроен механизм запуска – со стартером, электронным либо электромагнитным балластом.
Также лампы могут существенно отличаться размерами и формой самих стеклянных колб, а так же могут иметь различные патроны. Зачастую встречаются прямые и спиралевидные лампы
хорошая светоотдача и более высокий КПД (в сравнении с лампами накаливания);
разнообразие оттенков света;
длительный срок службы (2000 -20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания), при соблюдении определенных условий.
химическая опасность (ЛЛ содержат ртуть в количестве от 10 мг до 1 г);
неравномерный, неприятный для глаз, иногда вызывающий искажения цвета, освещённых предметов (существуют лампы с люминофором спектра, близкого к сплошному, но имеющие меньшую светоотдачу);
Со временем люминофор срабатывается, что приводит к изменению спектра, уменьшению светоотдачи и как следствие понижению КПД ЛЛ;
мерцание лампы с удвоенной частотой питающей сети;
наличие дополнительного приспособления для пуска лампы — пускорегулирующего аппарата (громоздкий дроссель с ненадёжным стартером);
Ртутные лампы относятся к отходам первого класса опасности и подлежат утилизации.
Светодиодный светильник — это самостоятельное устройство. Данный светильник состоит из корпуса, светодиодного источника света и преобразователя питания.
В светодиодных лампах или светильниках (от аббревиатуры LED, Light Emitting Diode) в качестве источника света используются светодиоды, данный вид светильников применяются для промышленного, бытового и уличного освещения.
Принцип свечения светодиодов в светодиодной лампе позволяет использовать в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не содержат ртутьсодержащих веществ, в отличии от энергосберегающих ламп и люминесцентные светильников, поэтому являются одним из самых экологически чистых источников света.
Преимущество светодиодного светильника — это низкое энергопотребление, средняя мощность светодиодной лампы — от 1 до 7 Вт., светильник также отличается долгим сроком службы от 30000 до 50000 и более часов, он прост в установке, имеет более низкую температура корпуса по сравнению с лампой накаливания, имеет хорошую яркость, высокую механическую прочность, зачастую небольшие габариты, к тому же LED-лампы выпускаются под все самые распространенные патроны: Е27, Е14, GU10 и MR16.
К недостаткам можно отнести высокую стоимость ламп и светильников.
Коэффициент пульсации освещенности (Кп). Коэффициент пульсации освещенности — это критерий оценки глубины колебаний (изменений) освещенности, создаваемой осветительной установкой, во времени.
Требования к коэффициенту пульсации освещенности наиболее жесткие для рабочих мест с ПЭВМ — не более 5%. Для других видов работ требования к коэффициенту пульсации освещенности (Кп) менее жесткие, но величина Кп должна быть не более 15%. Лишь для самых грубых зрительных работ допускается большее значение (Кп), но не более 20%.
Местное освещение (если его применяют) не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана ПЭВМ более 300 лк.
Освещенность на сетчатке глаза от любого знака, требующего различения, оказывается ниже физиологически необходимой величины, равной 6–6,5 лк. Необходимая освещенность регулируется размером зрачка от 2 мм (при очень высокой освещенности) до 8 мм (при предельно низкой освещенности для самых грубых работ). Установлено, что уровни оптимальной яркости поверхностей находятся в пределах от 50 до 500 д/м2. Оптимальная яркость экрана дисплея составляет 75–100 кд/м2. При такой яркости экрана и яркости поверхности стола в пределах 100–150 кд/м2 обеспечивается продуктивность работы зрительного аппарата на уровне 80–90 %, сохраняется постоянство размера зрачка на допустимом уровне 3–4 мм.
Увеличение коэффициента пульсации освещенности Кп снижает зрительную работоспособность человека, повышает утомляемость. Особенно это проявляется у учащихся, в первую очередь у школьников до 13–14 лет, когда зрительная система еще формируется.
Установлено, что реально повышенная пульсация освещенности оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему, причем в большей степени — непосредственно на нервные элементы коры головного мозга и фоторецепторные элементы сетчатки глаз. У человека снижается работоспособность: появляется напряжение в глазах, повышается усталость, труднее сосредотачиваться на сложной работе, ухудшается память, чаще возникает головная боль. Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины.
Коэффициент естественной освещенности
Освещённость поверхности представляет отношение падающего светового потока к площади освещённой поверхности.
В строительной светотехнике в качестве источника естественного света для помещений здания рассматривается небосвод. Поскольку яркость отдельных точек небосвода изменяется в значительных пределах и зависит от положения солнца, степени и характера облачности, степени прозрачности атмосферы и других причин, установить значение естественной освещённости в помещении в абсолютных единицах (лк) невозможно.
Поэтому для оценки естественного светового режима помещений используется относительная величина, позволяющая учесть неравномерную яркость неба, – так называемый коэффициент естественной освещенности (КЕО)
Коэффициент естественной освещённости em в какой-либо точке помещения М представляет отношение освещённости в этой точке Евm к одновременной наружной освещённости горизонтальной плоскости Ен, находящейся на открытом месте и освещаемой диффузным светом всего небосвода. КЕО измеряется в относительных единицах и показывает, какую долю в процентах в данной точке помещения составляет освещённость от одновременной горизонтальной освещённости под открытым небом, т.е.:
Коэффициент естественной освещённости является величиной, нормируемой санитарно-гигиеническими требованиями к естественному освещению помещений.
Яркость — это сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении. Единица измерения яркости — кандела на метр квадратный (кд/м2).
Поверхность сама по себе может излучать свет, как поверхность лампы, или отражать свет, который поступает из другого источника, например поверхность дороги.
Поверхности с разными свойствами отражения при одинаковой освещенности будут иметь разную степень яркости.
Яркость, излучаемая поверхностью dA под углом Ф к проекции этой поверхности, равняется отношению силы света, излучаемого в данном направлении, к проекции излучающей поверхности.
Как сила света, так и проекция излучающей поверхности, не зависят от расстояния. Следовательно, яркость также не зависит от расстояния.
Как конструктивно подразделяют естественное и искусственное освещение?
По своим конструктивным особенностям Естественное освещение подразделяется:
- На боковое, которое может быть односторонним или двухсторонним. Такое освещение осуществляется через оконные проемы в наружных стенах.
- На верхнее освещение, это через проемы на кровле (перекрытиях), а так же через фонари ( зенитные, аэрационные).
- На комбинированное, это когда сочетают боковое и верхнее освещение.
Искусственное освещение подразделяется на два вида:
- На общее, когда освещение распределяется равномерно на всей площади помещения.
- На комбинированное, это использование дополнительно, помимо общего освещения еще и местное, которым дополнительно освещаются отдельные рабочие места.
Отдельно одно местное освещение не допускается, оно должно использоваться только в совокупе с общим.
Искусственное освещение
Искусственное освещение устраивают в помещениях производственных, бытовых и вспомогательных зданий промышленных предприятий, а также в местах работы на открытых пространствах (территории промышленных предприятий, верхних и нижних складов, станций). Его применяют в тех случаях, когда естественного света в помещении недостаточно, или он отсутствует, или противопоказан по техническим соображениям.
В соответствии со СНиП II-4—79 могут быть две системы искусственного освещения: общее и комбинированное (к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих поверхностях).
Общее освещение подразделяется на равномерное (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и локализованное (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест). Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается, так как при нем остаются не освещенными проходы, проезды и вспомогательные площади. При комбинированном освещении требуемая минимальная освещенность на рабочей поверхности обеспечивается светильниками местного освещения. Освещенность рабочей поверхности (лк), создаваемая светильниками общего комбинированного освещения, должна составлять 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения, при этом наибольшее и наименьшее значения освещенности принимаются в зависимости от ламп:
| наибольшая | наименьшая | |
| газоразрядные. | 500 | 150 |
| накаливания. | 100 | 50 |
В помещениях с естественным светом и без естественного света освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного принимается в зависимости от разряда зрительной работы согласно СНиП П-4—79. Для общего освещения в системе комбинированного следует предусматривать, как правило, газоразрядные лампы независимо от типа источника света местного освещения.
Минимальная освещенность устанавливается по точности работ — размеру объекта, фону, контрасту, направленности зрения, длительности наблюдения, наличию опасности и по расстоянию объекта от глаз работающего согласно СНиП П-4—79 и по ВСН (Ведомственные строительные нормы), утвержденным Минлеспромом СССР 1 .XII 1978 г.
По характеру зрительной работы (наименьший объект различения в миллиметрах) определяется разряд зрительной работы, а по контрастности объекта различения с фоном и характеристике фона — подразряд зрительной работы.
В СНиП П-4—79 нормированы 8 разрядов работы: I — наивысшей точности (объект различения менее 0,15 мм); II —очень высокой точности (объект различения от 0,15 до 0,3 мм); III — высокой точности (объект различения от 0,3 до 0,5 мм); IV — средней точности (объект различения от 0,5 до 1 мм); V — малой точности (объект различения от 1 до 5 мм); VI — грубая (очень малой точности) (объект различения более 5 мм); VII — работы со светящимися материалами и изделиями (в горячих цехах) (объект различения более 0.5 мм); VIII —общее наблюдение заходом производственного процесса: постоянное, периодическое при постоянном пребывании людей в помещении, периодическом пребывании людей в помещении.
По разряду и подразряду зрительной работы устанавливается нормированная освещенность с последующей ее корректировкой, указанной ниже. Нормы, приведенные в СНиП П-4—79 (табл. 1), необходимо повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях: а) при работах I—IV разрядов, если напряженная зрительная работа выполняется в течение всего рабочего дня (например, визуальный контроль изделий); б) при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения 150 лк и менее (например, работа на дисковых пилах, гильотинных ножницах и т. п.);
в) при работе или производственном обучении подростков, если освещенность от системы общего освещения 300 лк и менее;
г) при отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения 100 лк и менее. При наличии одновременно нескольких признаков освещенность следует повышать не более чем на одну ступень.
В помещениях, где выполняются работы V и VI разрядов, при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания, нормы освещенности следует снижать на одну ступень.
В помещениях, где выполняются работы I—IV разрядов, следует применять, как правило, систему комбинированного освещения. Предусматривать систему общего освещения допускается при технической невозможности или нецелесообразности устройства местного освещения.
При проектировании общего освещения (независимо от системы освещения) на основании технико-экономических расчетов с учетом экономии электроэнергии следует принимать минимальную неравномерность освещенности в зоне размещения рабочих мест, при этом отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ I—III разрядов при люминесцентных лампах 1,5, при других источниках света 2; для работ IV—VII разрядов соответственно 1,8 и 3.
При выполнении в помещениях работ I—V разрядов освещенность проходов и участков, где работы не производятся, должна составлять не менее 25 % освещенности, создаваемой светильниками общего освещения на рабочих местах, но не менее 75 лк при газоразрядных лампах и не менее 30 лк при лампах накаливания. В цехах с полностью автоматизированным технологическим процессом следует предусматривать освещение для наблюдения за работой оборудования, а также дополнительно включаемые светильники общего и местного освещения для обеспечения необходимой освещенности при ремонтно-наладочных работах.
IX. Требования охраны труда, предъявляемые к осветительному и к технологическому электрооборудованию
97. Нормализация освещения рабочих зон ОЗП обеспечивается применением естественного освещения и источников света, осветительных приборов, светофильтров, светозащитных устройств и оптимального формирования (в том числе дополнительных на время работ в ОЗП) световых проемов.
98. В ОЗП с возможным содержанием остаточных возгораемых частиц допускается использование дополнительного переносного осветительного оборудования с напряжением не более 12 В.
99. При работах в ОЗП с взрывопожаробезопасной средой, которое никогда не допускало возможности существования в нем возгораемых остаточных частиц или возгораемой среды, может использоваться обычное низковольтное промышленное осветительное оборудование.
100. Светильники аварийного и эвакуационного освещения должны быть присоединены к сети (источникам питания) независимо от сети (источников питания) рабочего освещения.
101. Аварийное освещение должно быть включено на все время действия рабочего освещения или должно автоматически включаться при внезапном выключении рабочего освещения.
102. Трансформаторы для обеспечения дополнительного низковольтного портативного освещения должны всегда устанавливаться вне ОЗП.
103. Электрокабели, проходящие через места входа в ОЗП, должны быть защищены или должны быть использованы другие отверстия ОЗП.