VI. Физические факторы среды

Значительная часть неблагоприятных факторов среды формируется в физических процессах. Как и все прочие, эти факторы имеют естественное и антропогенное происхождение. Помимо рассмотренных ранее физических факторов, характеризующих состояние среды (например, параметры микроклимата) физические факторы сопутствуют энергетическим процессам:

• механическим (шум и вибрация);

• электромагнитным (излучение различного вида) и т.д.

6.1. Организация рационального освещения

Характерным и распространенным видом электромагнитного процесса является световое излучение. Знание его закономерностей и возможность оптимизации являются необходимыми условиями при организации зрительных работ, например, при работе на компьютере.

Зрение обеспечивает человеку около 80% информации об окружающей среде. По статистике из-за плохого освещения происходит примерно 5% несчастных случаев на производстве, еще в 20% оно является косвенной причиной травматизма.

Глаз человека воспринимает электромагнитные волны, переизлучаемые предметами, и преобразует это раздражение в зрительные образы. Та часть электромагнитного излучения, которая вызывает зрительное ощущение, называется светом. Это излучение с длиной волны от 380 до 760 нанометров (1нм=10^-9 м). Качество зрительного ощущения зависит от условий освещения.

1. Показатели и виды освещения

• Световой поток Ф — поток лучистой энергии, воспринимаемый человеком как свет. Измеряется в люменах (лм);

• Сила света I — пространственная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока dФ, исходящего от источника, к величине телесного угла d, в котором он излучается

I=dФ/d

Единица измерения кандела (кд);

• Освещенность Е — поверхностная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока dФ, падающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента

Е=dФ/dS

Единица измерения люкс (лк);

• Яркость L — поверхностная плотность силы света в данном направлении

L=dI/(dSCos),

где  — угол, характеризующий направление света. Единица яркости — кандела на кв.метр (кд/м²). Яркость L=30 тыс. кд/м² является слепящей (яркость 40 кд/м² имеет лист белой бумаги, освещенный лампой мощностью 60 Вт);

• Контраст К — различие в яркости или цвете предметов;

• Коэффициент отражения  — характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток

=Ф_ОТР/Ф_ПАД ,

где Ф_ОТР, Ф_ПАД — соответственно отраженный и падающий световой поток.

Производственное освещение бывает естественным, искусственным и совмещенным.

а) Естественное освещение обусловлено прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. По устройству делится на три вида:

• боковое (одностороннее и двухстороннее) через световые проемы в стенах;

• верхнее через аэрационные и световые фонари в кровле;

• комбинированное (боковое и верхнее).

б) Искусственное освещение создается искусственными источниками: лампами накаливания или газоразрядными лампами. По назначению делится на:

• рабочее освещение, в обязательном порядке устраиваемое во всех помещениях, предназначенных для работы, прохода людей, движения транспорта;

• аварийное, устраиваемое для продолжения работ при внезапном отключении рабочего освещения, составляет до 5% от рабочего, но не менее 2 лк внутри помещений;

• эвакуационное, устраиваемое на путях эвакуации при аварийном отключении рабочего освещения;

Кроме того, существуют специальные виды освещения, например, охранное и дежурное.

Искусственное освещение по устройству бывает общим и комбинированным:

• при общем освещении светильники размещены равномерно (равномерное освещение) или в местах расположения оборудования (локализованное освещение);

• при комбинированном освещении к общему добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

в) Совмещенное освещение представляет собой дополнение естественного освещения искусственным при недостаточном по нормам естественном освещении.

Требования к производственному освещению

Основное требование заключается в том, что освещенность на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими параметрами:

• объект различения — наименьший размер предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различить на расстоянии не более 0,5м;

• фон — поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различия, на которой он рассматривается. Оценка фона производится в зависимости от коэффициента отражения ;

Коэффициент отражения 	 0,4	0,20,4	 0,2
Характеристика фона	светлый	средний	темный

• контраст объекта с фоном К, который характеризуется соотношением яркостей объекта и фона

К=L_Ф-L_О/L_Ф,

где L_Ф и L_О — яркость фона и объекта

Величина контраста К	 0,5	0,20,5	 0,2
Характеристика контраста	большой	средний	малый

Восприятие визуальной информации зависит от способности глаза приспосабливаться к условиям среды. Основными в этом процессе являются способность к аккомодации и адаптации.

Аккомодация состоит в способности глаза настраиваться на резкость, меняя с помощью глазных мышц форму хрусталика и фокусное расстояние. В состоянии покоя мышц резкость обеспечивается на расстоянии 12 м. Работа с объектами на более близком расстоянии требует мышечной нагрузки, поэтому частая смена наводки из-за необходимости различать объекты на разном расстоянии ведет к усталости.

Адаптация — это способность зрения приспосабливаться к различной освещенности. Это явление хорошо ощущается при резком переходе из освещенной в темную зону. Если в поле зрения находятся объекты или зоны с разной освещенностью, то для их восприятия глаз также должен переадаптироваться. Частая переадаптация приводит к усталости глаза.

Для уменьшения утомляемости зрительного анализатора освещение должно соответствовать следующим требованиям:

• Распределение яркости в поле зрения (на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства) должно быть равномерным;

• На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени;

• В поле зрения должна отсутствовать повышенная яркость (блесткость), нарушающая функции зрения;

• Величина освещенности должна быть постоянной во времени;

• Световой поток должен иметь оптимальную направленность. Наибольшая видимость достигается при падении света на рабочую поверхность под углом 60 к ее нормали;

• Для обеспечения правильной цветопередачи необходимо чтобы спектральный состав света был близким к солнечному.