Учебный материал к теме занятия

Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок спектра с длиной волны приблизительно от 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц (ТГц). Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом. Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра. Установлено, что солнечная радиация оказывает мощное биологическое действие: стимулирует физиологические процессы в организме, изменяет обмен веществ, улучшает самочувствие человека, повышает его работоспособность.

Свет является естественным условием жизни человека, необходимым для сохранения здоровья и высокой производительности труда, и основанным на работе зрительного анализатора, самого тонкого и универсального органа чувств.

Через зрительный анализатор человек получает около 80% из общего объема информации. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно, оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Кроме того, нерациональное освещение может явиться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывают полную потерю ориентировки работающих, снижают производительность труда и увеличивают брак продукции.

Видимый свет оказывает специфическое воздействие на функции органа зрения, функциональное состояние ЦНС и через нее на все органы и системы организма. Организм реагирует не только на ту или иную освещенность, но и на весь спектр солнечного света, который условно можно разделить на две группы: теплые тона (желтый, оранжевый, красный) и холодные тона (голубой, синий, фиолетовый). Оптимальные условия для зрительного аппарата создают волны зеленой и желтой зоны спектра, оказывающие успокаивающее влияние на организм, лучи оранжево-красной части спектра могут вызывать возбуждение и усиливать чувство тепла. Угнетающее действие, усиливающее тормозные процессы в ЦНС, оказывают сине-фиолетовые лучи солнечного спектра. Особое гигиеническое значение света заключается в его влиянии на функции зрения. Велика роль света и в процессах фотосинтеза растений.

Инсоляция — непосредственное солнечное облучение является необходимым благоприятным природным фактором, оказывающим оздоровляющее действие на организм человека и существенное бактерицидное воздействие на микрофлору окружающей среды, причем благоприятный эффект солнечного облучения проявляется не только на открытых территориях, но и внутри помещений. Однако это позитивное воздействие проявляется лишь при достаточной дозе прямых солнечных лучей, косвенно характеризуемой продолжительностью инсоляции.

Инсоляция помещений – это попадание прямого солнечного света через светопроемы здания в помещение. На величину инсоляции помещений оказывает влия­ние ряд факторов: климатический район, система заст­ройки кварталов, ориентация окон по странам света, их размеры, степень затенения окон и др.

Для освещения помещений используют естественное, искусственное и совмещенное освещение.

Естественное освещение помещений создается светом (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях, и меняется в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы и подразделяется на:

· боковое (осуществляется через световые проемы в наружных стенах);

· верхнее (через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания);

· комбинированное – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Искусственное освещение создается электрическими источниками света и может быть представлено в виде:

· общего освещения, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение);

· комбинированного освещения, при котором к общему освещению добавляется местное, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Совмещенное освещение – это освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Основные светотехнические показатели естественной и искусственной освещенности:

· Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая гла­зом по производимому ею световому ощущению; единица светового потока — люмен (лм).

· Сила света — пространственная плотность светового потока; еди­ница измерения — кандела (кд).

· Яркость — основная световая величина, на которую непосредс­твенно реагирует глаз человека, — пространственная плотность светового потока, зависящая от свойств той или иной поверхности, ее отражательной способности; единица измерения — кандела на квадратный метр (кд/м²).

· Освещенность — поверхностная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади данной поверхности; единица измерения — люкс (лк).

· Коэффициент отражения — отношение отраженного телом све­тового потока к падающему на это тело потоку. Выражается в долях единицы или процентах.

Гигиеническая оценка естественной освещенно­сти помещений. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение. При оценке естественной освещенности следует учи­тывать: ориентацию помещения по сторонам света; степень затенения света соседними зданиями, де­ревьями; форму окон, их число, размеры, состояние стекол, конструкцию переплетов; высоту верхнего края окна и подоконника; глубину комнаты.

В помещения, окна которых выходят на север, попадает лишь рассеянный свет. Для улучшения естественного освещения отделку стен и потолка в комнатах рекомендуется делать светлыми тонами, т. к. свет, попадая на темные поверхности, не отражается многократно, а сильно поглощается. Коэффициент отражения (показывающий, какая часть света сохраняется при отражении) составляет: для белой клеевой краски — 0,70—0,80; кремовой светлой — 0,70—0,74; светло-серой — 0,40—0,50; светло-зеленой — 0,42— 0,47; темно-зеленой —0,12, коричневой — 0,12. Естественная освещенность зависит также от потерь света при прохождении через оконные стекла. Запыленные стекла поглощают до 30% света, В дневное время при недостаточном естественном освещении рекомендуется использовать в качестве дополнительных источников света светильники с люминесцентными лампами — спектр их излучения близок солнечному. На окнах, балконах и лоджиях, выходящих на южную сторону для ослабления прямых лучей необходимо применять занавеси, жалюзи или синтетическую пленку с полупрозрачным зеркальным покрытием, отражающим значительную часть света.

При обследовании естественного освещения помещений определяют: инсоляционный режим, световой коэффициент (СК), коэффициент естественной освещен­ности (КЕО).

Инсоляционный режим оценивается продолжительностью инсоляции в течение суток, процентом инсолируемой площади поме­щения и количеством радиационного тепла, поступаю­щего через проемы в помещение. Различают три типа инсоляционного режима: максимальный, умеренный, минимальный (табл. 1).

При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим: по продолжительности он соот­ветствует умеренному инсоляционному режиму, по тем­пературным параметрам — максимальному.

Таблица 1. Типы инсоляционного режима.

Характеристика инсоляционного режима помещения	Время инсоляции, ч	Процент инсолируемой площади пола помещения	Количество тепла за счет солнечной радиации, кДж/м2	Ориентация окон по сторонам света
Максимальный	5 -6		Свыше 3300	Ю-В, Ю-З
Умеренный	3 - 5	40 - 50	2100 -3300	Ю, В
Минимальный	Менее 3	Менее 30	Менее 2100	С-В, С-З

Световой коэффициент (СК) представляет собой отношение застек­ленной площади окон к площади пола данного помещения. Следует отметить, что метод оценки естественного освещения по световому коэффициенту прост, но недостаточно точен, ибо не учитывает потери света в конструкциях заполнений светопроемов, за счет затенения противостоящими зданиями, так же как конфигурацию помещения, форму окон, отраженный свет и ряд других моментов, влияющих на количественную характеристику естественного освещения.

В жилых комнатах и кухне СК должен составлять 1: 5, на лестничной клетке – 1:8, в общих коридорах жилых зданий коридорного типа – 1:16.

Для операционных, родовых палат, смотровых, перевязочных, лабораторий и ассистентских в аптеках СК должен быть 1:4-1:5. В палатах (кроме родовых), кабинетах вра­чей, манипуляционных, стерилизационных, помещениях для дневного пребывания больных он составляет 1:5-1:6. СК в детских дошкольных учреждениях 1:5-1:6, в учебных помещениях 1:4-1:5.

Вычис­ляется СК путем деления величины застекленной поверхности окон на площадь пола, при этом числитель дроби приводится к единице, для чего и числитель, и знаменатель делят на величину числителя.

СК = S₁ : S₂ ,

где S₁ – остекленная площадь окон; S₂ – площадь пола.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) показывает процентное отношение го­ризонтальной освещенности внутри помещения к еди­новременной горизонтальной освещенности под откры­тым небом. Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной ос­вещенности с учетом всех факторов, влияющих на ус­ловия распределения естественного света в помещении. При верхнем или комбинированном естественном освещении помещений любого назначения нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и рабочей поверхности. Расчетная точка принимается в геометрическом центре помещения или на расстоянии 1 м от поверхности стены, противостоящей боковому светопроему. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром.

КЕО = ,

где Е _вн.– освещен­ность внутри помещения, в лк; Е _внеш.– освещенность вне здания, в лк.

Нормируемые показатели естественного, искусственного и совмещенного освещения помещений жилых зданий представлены в табл. 2.

При оценке естественного освещения необходимо учитывать размещение противостоящих зданий. Они должны быть удалены на расстояние удвоенной высоты наиболее высокого здания. Верхний край окна должен находиться на рас­стоянии не более 15-30см, от потолка нижний – 80-160 см от пола. Пло­щадь оконных переплетов должна занимать не более 25% общей поверхности окна. Ширина простенка между окнами не должна превышать полуторной ширины окна. Глубина комнат (глубина заложения) при одностороннем освещении не должна быть больше удвоенного расстояния от верхнего края окна до пола.

Коэффициент заложения (КЗ) - отношение глубины помещения (d) к расстоянию от пола до верхнего края светового отверстия (h). КЗ = d / h. Нормативная величина КЗ - не более 2,5.

 

Таблица 2. Нормируемые показатели естественного, искусственного и совмещенного освещения помещений жилых зданий.

Помещения	Рабочая поверх-ность и плос-кость нормирования КЕО и освещенности (Г – горизон-тальная, В – вертика-льная) и высота плоско-сти над полом, м	Естественное освещение	Совмещенное освещение	Искусственное освещение
КЕО ен, %	КЕО ен, %
при верхнем или комбинированном освещении	при боко-вом осве-щении	при верхнем или комбинированном освещении	при боковом осве-щении	Освещенность рабочих поверх-ностей, лк	Показа-тель дискомфорта M, не более	Коэффи-циент пульса-ции освещенности, Кп, % не более
1. Жилые комнаты, гостиные, спальни	Г-0,0	2,0	0,5	-	-	150*	-	-
2. Жилые комнаты общежитий	Г-0,0	2,0	0,5	-	-		-	-
3. Кухни, кухни-столовые	Г-0,0	2,0	0,5	1,2	0,3	150*	-	-
4. Детские	Г-0,0	2,5	0,7	-	-	200*	-	-
5. Кабинеты, библиотеки	Г-0,0	3,0	1,0	1,8	0,6	300*	-	-
6. Внутриквар-тирные коридоры, холлы	Г-0,0	-	-	-	-	50*	-	-
7. Кладовые, подсобные	Г-0,0	-	-	-	-	30*	-	-
8. Гардеробные	Г-0,0	-	-	-	-	75*	-	-
9. Сауна, раздевалки	Г-0,0	-	-	-	-	100*	-	-
10. Бассейн	Г-0,0Г – поверх-ность воды	2,0	0,5	1,2	0,3	100*	60*	20*
11. Тренажерный зал	Г-0,0	-	-	1,2	0,3	150*	60*	20*
12. Биллиардная	Г-0,8	-	-	-	-	300*	40*	20*
13. Ванные комнаты, уборные, санузлы, душевые	Г-0,0	-	-	-	-	50*	-	-
Общедомовые помещения
14. Помещение консьержа	Г-0,0	2,0	0,5	1,2	0,3
15. Лестницы	Г-0,0	-	-	0,1	0,1		-	-
16. Поэтажные внеквартир-ные коридоры, вестибюли, лифтовые холлы	Г-0,0	-	-	-	-		-	-
17. Колясочные, велосипедные	Г-0,0	-	-	-	-		-	-
18. Тепловые пункты, насосные, электрощито-вые, машинные помещения лифтов, венткамеры	Г-0,0	-	-	-	-		-	-
19. Основные проходы технических этажей, подполий, подвалов, чердаков	Г-0,0	-	-	-	-		-	-
20. Шахты лифтов	Пол приямка	-	-	-	-	5**	-	-

 

- Прочерки в таблице означают отсутствие предъявляемых требований.

* В жилых домах и квартирах приведенные значения освещенности, показателя дискомфорта и коэффициента пульсации являются рекомендуемыми.

** Норма дана для ламп накаливания.

Гигиеническая оценка искусственной освещенно­сти помещений. При оценке искусственного освещения изучаются источники света, системы освещения, тип светильников общего и местного освещения, размещение светильников общего освещения, расстояние между ними, высота их подвеса над рабочей поверхностью, определение освещенности на рабочем месте и др.

При общем освещении можно заниматься работой, не требующей сильного напряжения зрения. Это освещение смягчает резкий переход от света к тени, вредный для глаз. Для выполнения работ более высокой точности используют светильники местного освещения. Общую освещенность в помещении можно считать достаточной, если на 1 м² площади приходится от 15 до 25 Вт мощности ламп накаливания.

Светильники-источники света, заключенные в арматуру, — предназначены для правильного распределения светового потока и защиты глаз от чрезмерной яркости источника света.

По светораспределению светильники подразделяются на све­тильники прямого, рассеянного и отраженного света. Светиль­ники прямого света более 80% светового потока направ­ляют в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эма­левой или полированной поверхности. Светильники рассе­янного света излучают световой поток в обе полусферы: одни 40—60% светового потока вниз, другие 60—80% вверх. Све­тильники отраженного света более 80% светового по­тока направляют вверх на потолок, а отражаемый от него свет вниз.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - лампы накаливанияигазоразрядные лампы. Лампы накаливания (ЛН) относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. Цветовая температура ламп накаливания составляет 2800—3600 К, при этом светящаяся нить лампы создает высокую яркость, превосходящую абсолютно слепящую, лампа становится источником нагревания окружающего воздуха, так как 70—80% потребляемой электрической энергии приходится на долю теплового излучения и только 5% превращается в свет.

В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) не нагревают окружающий воздух, имеют очень важное преимущество перед ЛН: возможность создавать свет различного спектрального состава — теплый, естественный, белый, дневной, что может существенно обогатить цветовую палитру освещаемого пространства. ЛЛ более экономичны по расходу энергии и сроку службы (от 3 000 до 12 000 ч), имеют в 2 раза большую светоотдачу (75—85 лм/Вт) по сравнению с ЛН при одинаковой мощности. К недостаткам ЛЛ относится зависимость их световых характеристик от температуры окружающего воздуха — они работают в диапазоне температур от 5 до 50 °С; пульсация светового потока при работе на переменном токе — снижение напряжения в сети более чем на 10% приводит к отказу в зажигании; монотонный шум, который сопровождает работу ЛЛ; наличие стробоскопического эффекта — искажения зрительного восприятия движущихся предметов или меняющихся изображений.

Методика инструментального измерения освещенности. Оценку освещенности проводят люксметрами («Кварц-21», «Аргус-01», Ю-117, «Эколайт», рис. 1). При измерении освещенности прибор устанавливают в месте, где необходимо оценить уровень освещенности, соблюдая следующие правила:

· фотоэлемент должен размещаться на поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);

· фотоэлемент не должен затеняться случайными предметами;

· прибор не должен располагаться вблизи источников сильных магнитных полей.

Рис. 1. Люксметр, яркомер, пульсметр «Эколайт-01»

Прибор предназначен для измерения освещенности в видимой области спектра, яркости накладным методом самосветящихся протяженных объектов, коэффициента пульсации источников светового излучения в диапазоне 380÷760 нм.

Принцип работы прибора заключается в регистрации фотоприемным устройством оптического излучения, преобразовании электрического сигнала в цифровое значение освещенности, яркости или коэффициента пульсации, и индикации этих значений на дисплее прибора. Измеренные значения, при необходимости, можно занести в собственную память прибора.

Конструктивно прибор состоит из двух отдельных блоков: фотометрической головки (ФГ) и блока отображения информации (БОИ), связанных между собой гибким электрическим кабелем. В ФГ расположен фоточувствительный элемент с корригирующими фильтрами и рассеивателем, электронный блок, осуществляющий аналоговую обработку сигнала и его аналого-цифровое преобразование, а также собственный микропроцессор ФГ, осуществляющий связь в цифровой форме с БОИ. Микропроцессор позволяет, при необходимости, управлять работой ФГ в автономном режиме без подключения ее к БОИ. Автономный режим работы ФГ используется для измерения коэффициента естественной освещенности (КЕО). Измеренные значения освещенности, коэффициента пульсации, яркости и КЕО записываются и сохраняются в собственной памяти прибора. БОИ имеет в своем составе собственный микропроцессор, органы управления, настройки и дисплей. БОИ осуществляет выбор режимов работы прибора, настройку его параметров, вывод измеренных значений на дисплей, сохранение измеренных значений в собственной памяти прибора.

Подготовка прибора к использованию.

После извлечения прибораиз транспортной тары необходимо осмотреть его на предмет отсутствия внешних повреждений.

До начала работы с приборомследует изучить руководство по эксплуатации, ознакомиться с назначением прибора, его техническим данными и характеристиками, устройством, принципом действия и органами управления, а также с методикой проведения измерений.

Работа прибора должна проводиться в условиях, соответствующих его условиям эксплуатации.

Перед началом работы необходимосоединить ФГ прибора с блоком отображения информации с помощью гибкого соединительного кабеля К6-ХГ-ХВ, входящего в комплект поставки прибора.

Включение приборапроизводится нажатием кнопки Вкл./выкл.

Проконтролироватьработоспособность элементов питания по расположенному в верхней части дисплея индикатору уровня заряда батареи.

Если при включении прибораиндикатор состояния батареи, индицирует глубокий разряд батареи (пиктограмма индикатора заряда на дисплее «пустая» и окрашена в красный цвет), необходимо выключить прибор и осуществить замену батарей питания. При замене батареи данные в БОИ-01 не стираются, поскольку хранятся в энергонезависимой памяти в течение 10 лет.

В качестве штатного источника питанияБОИ-01 используется наборная кассета из 4-х алкалиновых батарей типоразмера AA (LR6) (входят в базовый комплект поставки) или аккумуляторов типоразмера АА напряжением 1,2 ÷ 1,5 В, емкостью не менее 2 А·ч. Дополнительно БОИ-01 может быть укомплектован штатной аккумуляторной сборкой СФАТ.412125.003. В этом случае становится возможна автоматическая зарядка штатной аккумуляторной сборки от внешнего источника питания при помощи встроенного в БОИ-01 автоматического зарядного устройства (ЗУ), обеспечивающего полный уровень заряда аккумуляторов сборки менее, чем за 4,5 часа. Процесс зарядки сопровождается заполнением сегментов (анимацией) на индикаторе батареи. При остановленном ЗУ БОИ-01 и работе от внешнего источника питания на индикаторе батареи отображается символ сетевой вилки. Зарядка штатной аккумуляторной сборки прибора встроенным ЗУ происходит независимо от того, включен прибор или нет. Встроенное в БОИ-01 ЗУ заряжает только штатную аккумуляторную сборку СФАТ.412125.003, зарядка других аккумуляторов автоматически блокируется.

При включении приборапроисходит автоматическое самотестирование БОИ-01 и проверка элементов питания.

Включение БОИ-01с работоспособными элементами питания или при питании от внешнего источника, сопровождается появлением на дисплее заставки с наименованием предприятия-изготовителя и указанием названия блока отображения информации БОИ-01, заводского номера и версии внутреннего программного обеспечения (ПО).

Указанные надписи и изображения сохраняются на дисплее в течение примерно 2 секунд, после чего прибор автоматически переходит в режим измерения освещенности и коэффициента пульсаций.

Примечание I. Если, при включении прибора фотоголовка не подсоединена к блоку отображения информации, то на дисплее отображается индикатор отсутствия связи с фотоголовкой. При этом на дисплее активна строчка меню «Результаты», выбор которой позволяет осуществить просмотр записанных ранее в память БОИ-01 данных.

В этом случае измерения не возможны. При подключении к БОИ-01 фотоголовки, появляется индикатор подключённой фотоголовки и прибор автоматически переходит в режим измерения освещенности.

Примечание II. Если в процессе работы или при включении прибора выводится сообщение «Нет связи с ИГ. Устраните ошибку или переподключите ИГ », то это означает, что БОИ-01 определил, что к нему подключена измерительная головка (ФГ-01, Экотерма и пр.), но он, по какой-то причине (например, неработоспособности измерительной головки или канала связи с измерительной головкой) установить с ней связь. В этом случае, необходимо проверить правильность соединения ФГ-01 с БОИ-01, целостность кабеля К6-ХГ-ХВ.

Отрицательный результат самотестирования при включении прибора сопровождается сообщением об ошибке со звуковой сигнализацией и автоматическим выключением прибора.

Объективный люксметр «Аргус-01», предназначенный для измерения освещенности создаваемой источниками естественного и искусственного света (рис. 2). Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений РФ. Шкала прибора, градуирована в люксах. При работе с люксметром необходимо соблюдать следующие тре­бования: приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной); на фотоэлемент не должны падать случайные тени от оборудо­вания.

Принцип работы прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого естественным и искусственным светом, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный световой освещенности, который преобразуется аналого-цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока.

В датчике (воспринимающей части) прибора установлен первичный преобразователь излучения - полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность. На передней панели индикаторного блока прибора размещен переключатель пределов измерений и гнезда для приема аналогового сигнала с выхода датчика.

Рис. 2. Люксметр «Аргус-01»

Для ограничения слепящего действия светильников общего осве­щения нормируется показатель ослепленности Р — критерий оценки слепящего действия осветительной установки, выражающийся фор­мулой:

Р = (S - 1) ∙ 1000,

где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

Пульсацию освещенности измеряют люксметром-пульсметром типа «ТКА-ПКМ 08». Коэффициент пульсации освещенности K_n, %, – это критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой:

(Е_макс – Е_мин)

K_n = -------------------- ∙ 100%

2∙Е_ср

 

Заключение гигиенического исследования освещения помещений должно отражать следующие положения:

I.Оценка естественного освещения: вид освещения (боковое, верхнее, комбинированное); окраска стен, потолка, пола, оборудования; определение и оценка КЕО; периодичность очистки оконных стекол.

II.Оценка искусственного освещения: источники света; система освещения; тип светильников общего и местного освещения; размещение светильников общего освещения, расстояние между ними, высота подвеса над рабочей поверхностью; определение и оценка освещенности, коэффициента пульсации (К_п), показателя ослепленности; содержание осветительных установок, периодичность очистки светильников.

III.Характеристика выполняемой зрительной работы: минимальные размеры объекта различения; контраст фона с объектом различения и коэффициент отраже­ния фона.

IV.Профилактические мероприятия.