Естественное и искусственное освещение и гигиенические требования к нему

Свет — один из важнейших факторов внешней среды, оказывающий разностороннее биологическое действие на организм и играющий важную роль в сохранении здоровья и высокой работоспособности. Обычно к видимой части солнечного спектра относят излучение с длиной волны 400—760 нм. Основными понятиями для характеристики света являются световой поток, освещенность, сила света и яркость. Световой поток — лучистая энергия, вызывающая световое ощущение. Единицей измерения его является люмен (лм) — световой поток от эталонного точечного источника в 1 международную свечу, помещенного в вершине телесного угла в 1 стерадиан (рис. 7.5). Под освещенностью понимают плотность светового потока на освещаемой поверхности.

Единица освещенности — люкс (лк) равна освещенности поверхности в 1 м2, на которую падает и равномерно распределяется световой поток в 1 люмен (лм), получаемый с площади 0,5305 см2 расплавленной платины в момент ее затвердения. Пространственную плотность данного светового потока в определенном направлении называют силой света, единицей которой служит кандела (кд). Кроме того, для характеристики светового потока введено такое понятие, как яркость (кд/м2) — величина светового потока, исходящего от освещаемой или светящейся поверхности в сторону глаза. Определенные уровни яркости освещаемых предметов необходимы для зрительного восприятия. Чрезмерная яркость — так называя блескость — оказывает отрицательное влияние на орган зрения, вызывая затрудненное видение. Это является причиной утомления глаза и снижения работоспособности.

Рациональное освещение жилища, общественных и производственных помещений способствует нормальному функционированию органа зрения, повышает жизненный тонус, увеличивает работоспособность, способствует лучшему санитарному состоянию помещений.

Чем лучше освещенность, тем выше зрительная работоспособность и меньше зрительное утомление. Улучшение световых условий отражается на количественной и качественной стороне труда — выработке продукции в единицу времени (рис. 7.6), количестве ошибок, брака. Рациональное освещение играет важную роль в профилактике производственного травматизма. При плохом освещении работа становится более опасной, поскольку установлено, что ответная реакция организма на возможную опасность находится в прямой зависимости от того, насколько быстро и легко человек может ее заметить. По данным американских авторов, около 20 % несчастных случаев в промышленности и на транспорте обусловлена плохим освещением, причем это обходится стране ежегодно в 2 млрд долларов.

Недостаточная освещенность отрицательно сказывается на разнообразных физиологических и биохимических процессах в организме, приводит к снижению обмена. Многие зрительные функции: острота зрения (способность глаза различать мелкие детали), быстрота различения (наименьшее время, необходимое для возникновения зрительного впечатления о предмете), устойчивость ясного видения (время ясного видения предмета), контрастная чувствительность (способность глаза к восприятию разницы двух смежных яркостей) и др. находятся в прямой зависимости от освещенности. Так, при зрительной работе в течение 3 ч и освещенности рабочего места 30—50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37 %, а при освещенности 100—200 лк — только на 10—15 %.

Уровень освещенности рабочих мест должен устанавливаться с учетом нормального функционирования зрительного анализатора и психофизиологических особенностей восприятия света. По спектральному составу искусственное освещение должно максимально приближаться к солнечному свету, а уровень освещенности рабочих мест — соответствовать гигиеническим нормам. При этом необходимо учитывать точность работы (размер объекта), характер фона, величину контраста (между фоном и объектом), продолжительность работы.

В помещении необходимо поддерживать равномерную и устойчивую освещенность с целью предотвращения частой переадап - тации и развития зрительного утомления. Освещаемые поверхности в пределах рабочей зоны не должны создавать блескости.

Освещение помещений может осуществляться за счет как естественного, так и искусственного света.

Естественное освещение. Естественное освещение помещений обеспечивается солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. При этом уровень освещенности в помещении во многом зависит от ориентации световых проемов по сторонам света. Ориентация окон на южную сторону обеспечивает более высокие уровни освещенности и длительную инсоляцию по сравнению с северным направлением.

В средних широтах для жилых и основных производственных помещений аптек наилучшей является ориентация на юго-восток и юг. На север ориентируются помещения, в которых не требуется высокая инсоляция или необходимо предупредить действие прямых солнечных лучей. Так можно ориентировать вспомогательные помещения аптек, операционные больниц, кухни жилых зданий и т. д. Западная ориентация обусловливает перегрев помещений летом и недостаток солнечной инсоляции зимой.

На уровень освещенности влияют затемнение окон близлежащими зданиями, зелеными насаждениями, строительно-архитектурные факторы (конструкции светопроемов), темная окраска соседних зданий, стен внутри помещения и др. Большие потери света могут быть обусловлены загрязненностью стекол, формой и размерами переплетов рам. Поэтому с гигиенической точки зрения оконные переплеты целесообразно устраивать прямоугольной формы, чтобы верхний край их был на уровне 15—20 см от потолка. Это способствует большему проникновению света в помещение. Светлая окраска стен, потолка, мебели также увеличивает освещенность на 20—25 % за счет отраженного света.

Для гигиенической оценки уровня естественной освещенности в помещении обычно используют такие показатели, как коэффициент естественной освещенности (КЕО), угол отверстия, угол падения, световой коэффициент (СК) (табл. 7.1).

В основу установления характера работ по степени точности положен линейный размер объекта различения (например, деления шкалы весов, величина частиц в растворах и др.).

Достаточно объективно характеризует уровень естественного освещения такой показатель, как угол отверстия. Он определяет величину участка небосвода, непосредственно освещающего исследуемое место. Величина угла отверстия определяется пересечением линии, проведенной из точки наблюдения к верхнему краю окна, с линией, проведенной из этой точки к самой высокой части противостоящего здания (дерева). Освещенность увеличивается с возрастанием величины угла.

Ориентировочное представление о состоянии естественной освещенности дают такие показатели, как световой коэффициент и угол падения. Первый характеризуется отношением площади остекления окна к площади пола, второй определяется углом, образованным горизонтальной поверхностью стола и линией, проведенной с места наблюдения этой поверхности к верхнему краю окна. Чем больше величина светового коэффициента и угол падения, тем лучше освещение. На эту зависимость оказывают влияние световой климат местности, глубина комнаты, величина видимой через окна части небосвода, расположение и ориентация окон.

Искусственное освещение. Большое значение в жизни человека имеет искусственное освещение. Его роль особенно возрастает в связи с производственной деятельностью в вечернее время, а также с культурным отдыхом.

Системы искусственного освещения по устройству могут быть разделены на общую, комбинированную и местную. Система общего освещения обеспечивается светильниками различного типа, равномерно распределенными по помещению, чтобы создать достаточную освещенность в производственной зоне и в проходах.

Для обеспечения более высоких уровней освещенности на рабочих местах, где выполняется требующая большого зрительного напряжения работа, устанавливаются светильники местного освещения. Комбинированное освещение представляет собой сочетание общего и местного освещения. Оборудование только местного освещения не допускается. Система комбинированного освещения более экономична и широко используется в помещениях различного назначения.

Существует несколько типов светильников. Арматура светильников прямого света за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности позволяет направлять около 90 % света лампы на освещаемое место. Светильники отраженного света, наоборот, большую часть светового потока направляют вверх. В результате происходит равномерное распределение его по помещению и освещение мягким рассеянным светом. Данная арматура позволяет создавать освещение в помещении, наиболее отвечающее гигиеническим требованиям. Однако она малоэкономична, так как теряется свыше 50 % света. В связи с этим наиболее широкое применение в жилых помещениях, школах, больницах, аптеках находят более экономичные арматуры полуотраженного и рассеянного света (рис. 7.7, а—е), которые не дают резких теней и не обладают слепящим свойством.

Для оценки равномерности освещения поверхности рабочего места используют коэффициент неравномерности, составляющий отношение наименьшей освещенности к наибольшей в одной плоскости. Коэффициент неравномерности должен быть не менее 1:3 в плоскости на протяжении 5 м и не менее 1:2 в плоскости 0,75 м.

Равномерность освещения, отсутствие теней и блескости создают оптимальные условия для работы органа зрения. Наличие неравномерной освещенности требует длительного (40 мин) приспособления к меньшей яркости, чем к большей (10 мин). Отмечено, что рассматривание мелких деталей при недостаточном освещении приводит к перенапряжению зрительного анализатора. Это обусловливает утомление светочувствительных элементов глаза, следствием чего является значительное снижение зрительной работоспособности и производительности труда. Длительная работа в условиях нерационального освещения может привести к развитию профессиональной близорукости.

Для предохранения глаз от блескости светящейся поверхности лампы (при местной системе освещения) большое значение имеет защитный угол (а) осветительной арматуры. Он образуется горизонтальной линией, проходящей через нить накала лампы, и линией, идущей от нити накаливания к нижнему краю арматуры светильника (рис. 7.8). В его пределах источник света полностью закрыт от глаза работающего. Для предохранения глаз от блескости люминесцентных ламп, помимо обеспечения защитного угла, используются экранирующие решетки и различные рассеиватели.

Для местного освещения должны применяться светильники прямого света, имеющие арматуру с защитным углом не менее 30°. Этому требованию соответствуют светильники типа "Альфа" и "Бета". При устройстве комбинированного освещения с целью создания наиболее благоприятных условий для работы необходимо, чтобы светильники общего освещения обеспечивали на уровне 1 м от пола не менее 10 % освещенности рабочей поверхности. Она должна быть не менее 150 лк в случае применения люминесцентных ламп и 50 лк при использовании ламп накаливания. В зависимости от размера объекта различения, контраста его с фоном, характеристики фона (светлый, средний, темный), характера выполняемой работы санитарными правилами установлены различные нормы освещенности. Так, для зрительной работы наивысшей точности (объект различения меньше 0,15 мм), при малом контрасте и темном фоне уровень освещенности рабочей поверхности при комбинированном освещении должен быть не менее 5000 лк, при системе общего освещения — 1500 лк, при работе средней точности (объект различения 0,5—1 мм) — 750 и 300 лк, малой точности (объект 1—5 мм) — 300 и 200 лк.

Освещенность на рабочих местах определяется с помощью люксметра и расчетным методом.