Зрительная работоспособность

Любой производственный процесс с участием человека и большинство функциональных процессов связаны, как правило, с зрительной работой. Она включает в себя процессы зрительного обнаружения и опознания деталей производственного или функционального процесса – объектов наблюдения, а также выполнения с ними (или над ними) определенных операций.

Х. Вестон предложил принять за критерий выбора нормированных значений яркости (освещенности, КЕО) зрительную работоспособность (производительность зрительной работы), определяемую продолжительным исследованием одной из функций зрения. В качестве исследуемой функции зрения Вестон выбрал скорость различения..

Количественная характеристика зрительной работоспособности по Вестону определяется по формуле:

 = ,

где  - зрительная работоспособность;

t – время различения каждого тест-объекта,

p – вероятность правильного опознавания.

За тест-объект Вестоном были приняты кольца Ландольта (кольца, у каждого их которых в определенном месте имеется разрыв, который нужно различить). Эти кольца располагались на листе плотной матовой белой бумаги.

Зрительная работоспособность в общем случае может определяться по формуле:

, (35)

где N – общее количество элементов тест-объекта, просмотренных наблюдателем, шт;

Т – полное время определения зрительной работоспособности, с;

n - количество бракованных элементов в тест-объекте, шт;

- количество правильно опознанных элементов, шт.

Для повышения чувствительности зависимости зрительной работоспособности от исследуемого фактора часто используется относительная зрительная работоспособность _отн:

, %,

где _max – максимальное значение зрительной работоспособности, определяемое оптимальным

значением яркости (освещенности, КЕО) для заданного тест-объекта.

Таким образом, в зависимости от вида зрительной работы определяется соответствующая зрительная функция, по которой определяется оптимальное значение яркости (освещенности, КЕО) и затем эти значения вносятся в нормы.

Нормирование естественного освещения помещений

Необходимое количество и качество природного света в помещениях определяется, как уже отмечалось, их функциональным или технологическим назначением, точнее, характером зрительной работы. На основе многолетнего опыта и проведенных многочисленных исследований были установлены параметры естественного освещения, при которых обеспечиваются благоприятные условия для зрения. Эти характеристики получили отражение в нормах, имеющих у нас силу закона.

Нормированными называются такие значения параметров, при которых в максимальной степени обеспечиваются биологические и психологические потребности человека, а также материально-технические и экономические возможности государства на данный период времени.

При оценке систем естественного освещения помещений нормируемыми параметрами являются КЕО и неравномерность естественного освещения.

Нормированные значения КЕО в помещении выбираются в зависимости от двух факторов:

1. От сложности зрительной работы. В производственных помещениях она классифицируется по величине объекта различения на 8 разрядов – от работы наивысшей точности с деталями различения менее 0,15 мм, до грубой - с объектами более 5 мм. В гражданских зданиях помещения имеют типологическую классификацию.

2. От вида системы естественного освещения.

Все эти параметры определены для ІІІ светоклиматического пояса. Для других поясов необходим пересчет нормированного значения КЕО с учетом его светоклиматических особенностей по формуле:

е_н = , (36)

где е_н – нормативное значение КЕО для данного района строительства, %;

- нормативное значение КЕО для ІІІ светоклиматического пояса. Принимается по табл. 1

для производственных зданий и по табл. 2 для остальных видов зданий [11], %;

m – коэффициент светового климата, определяемый по табл. 4 [11];

С – коэффициент солнечности климата, определяемый по табл. 5 [11].

Коэффициент солнечности вводится в формулу (36) из следующих соображений. При расчетах согласно существующим нормам [11] принимается пасмурный небосвод. Однако каждый регион имеет свое соотношение пасмурных и ясных дней в году. Ясные дни имеют более высокий средний уровень наружной освещенности за счет наличия интенсивной прямой составляющей. Этот фактор как раз и учитывает коэффициент С. Чем южнее расположен город, тем больше солнечных дней в году, тем более высокий уровень наружной освещенности, тем меньше может быть значение С. Коэффициент солнечности, помимо широты расположения населенного пункта, зависит также от вида системы естественного освещения и ориентации здания по сторонам горизонта.

Неравномерность естественного освещения определяется отношением среднего значения КЕО по расчетным точкам характерного разреза к наименьшему значению КЕО.

Неравномерность естественного освещения помещений производственных и общественных зданий с верхним или с верхним и боковым естественным освещением и основных помещений для детей и подростков при боковом освещении не должна превышать 3 : 1. расчетные значения КЕО е_р при верхнем или при верхнем и боковом освещении в любой точке на линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного вертикального разреза помещения должно быть не менее нормированного значения КЕО при боковом освещении для работ соответствующих разрядов.

Неравномерность естественного освещения не нормируется для помещений с боковым освещением; производственных помещений, в которых выполняются работы VII и VIII разрядов при верхнем или при верхнем и боковом освещении; вспомогательных помещений и помещений общественных зданий, в которых производится обзор окружающего пространства при очень кратковременном, эпизодическом различении объектов, а также в которых происходит общая ориентировка в пространстве.

В новые нормы необходимо также ввести регламентацию размеров окон по психологическому фактору. Немецкий ученый Ж. Реслер в 1980 г. опубликовал результаты исследований по влиянию различных факторов на функции окна как средства связи с наружным пространством. При наличии постоянного дополнительного искусственного освещения эта функция становится определяющей при проектировании светопроемов зданий.

Исследования проводились методом субъективной оценки на макете комнаты, воспроизводящем характерное административное помещение глубиной 9 – 12 м, шириной 6 м, высотой 3 м с двумя окнами высотой 2 м. В ходе эксперимента варьировались: уровень освещенности от установки постоянного дополнительного освещения Е_д = 0 - 2000 лк; ширина окна – в пределах от 0 до 2,4 м; характер внешнего вида за окном – панорама города, улица, фасад здания; глубина помещения; направление линии зрения – на фронтальную и боковую стены. В исследованиях принимали участие 20 наблюдателей, которые дали 10080 ответов (да, нет) на три следующих вопроса:

1. Ощущается ли внутри помещения неудобство из-за замкнутости, изолированности пространства?

2. Создает ли интерьер чувство достаточной уединенности?

3. Отвлекает ли от работы внешний вид за окном?

Относительное число положительных ответов характеризовало с количественной стороны исследуемое свойство психологической функции окна (т.е. степень замкнутости, уединенности или отвлечения).

Результаты исследования позволили прийти к следующим основным выводам.

• Наибольшее влияние на оценку исследуемых свойств окна оказывает ширина окна, уровень дополнительного освещения Е_д и характер внешнего вида за окном.

• Степень замкнутости пространства резко уменьшается при ширине окна от 1,5 и более; степень уединенности мало зависит от размеров окна; при размерах здания, кратных модулю 6 м, оптимальной является длина бокового остекления 3 – 4 м (при высоте 2 м).

• Чрезмерную степень замкнутости пространства при недостаточной площади остекления можно компенсировать повышением уровня Е_д; с точки зрения улучшения исследованных свойств окна предпочтительны уровни Е_д от 400 до 1000 лк.

• Характер внешнего вида за окном в наибольшей мере влияет на степень уединенности: при ориентировании окна на панораму города эта степень увеличивается примерно в 1,5 раза.

Полученные результаты предполагается использовать при пересмотре норм ФРГ по естественному освещению зданий.