Тема 2. Производственное освещение

2.1. Освещение как производственный фактор

Освещение играет важную роль в создании комфортных условий и поддержании высокой работоспособности человека.

Неправильно организованное освещение рабочих мест ухудшает видение, утомляет зрительный аппарат, вызывает снижение остроты зрения, отрицательно влияет на нервную систему, может быть причиной травматизма.

Производственное освещение обеспечивает зрительное восприятие объектов окружающего человека пространства. Большое гигиеническое значение имеет естественное освещение, образуемое в результате взаимодействия прямого и отражённого света.

Диффузионное освещение помещений, создаёт благоприятное распределение яркости, что оказывает положительное действие на зрение. Естественное освещение обладает сильным тонизирующем действием на организм человека. Действие это вызывается не только ультрафиолетовыми излучениями (большая часть их через обычное стекло в помещении не проходит), но и излучениями видимого спектра.

Увеличение освещённости способствует улучшению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия.

Общие принципы освещенности производственных помещений:

• достаточная и постоянная во времени освещенность поверхностей;

• необходимое распределение яркостей в окружающем пространстве;

• отсутствие слепящего действия источника света;

• благоприятный спектральный состав;

• правильное направление светового потока;

• экономичность.

При недостаточном освещении могут проявляться следующие неблагоприятные эффекты: быстрое утомление, низкая продуктивность, потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев, возникновение профессиональным заболеваниям (например, близорукости, спазм аккомодации и др.).

Под производственным освещением понимают систему устройств и мер, обеспечивающих благоприятную работу зрения человека и исключающую вредное и опасное влияние на него в процессе труда.

Основными количественными показателями света являются: световой поток, сила света, освещенность, яркость и коэффициент отражения.

2.2. Характеристика основных светотехнических параметров

Световой поток Ф – поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению. Единицей светового потока является люмен (лм) – световой поток, излучаемый точечным источником света силой в одну канделу, помещенным в вершину телесного угла в один стерадиан.

Сила света I – световой поток, отнесенный к телесному углу, в котором он излучается, кд:

I = Ф / ,

где – телесный угол (в стерадианах) или часть пространства, заключенного внутри конической поверхности.

Единицей силы света является кандела (кд) – сила света точечного источника, испускающего световой поток в один люмен, равномерно распределенный внутри телесного угла в один стерадиан.

Падая на поверхность, световой поток создает освещенность.

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока Ф, падающего на поверхность, к ее площади S, лк:

Е = Ф/ S.

Единицей освещенности является люкс (лк). Один люкс равен освещенности поверхности площадью в 1 м², по которой равномерно распределен световой поток, равный одному люмену (1 лк = 1 лм/м²).

Основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок, поэтому введено понятие яркости.

Яркостью L называется величина, равная отношению силы света, излучаемого элементом поверхности в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению, кд/м²:

L = I / S cos ,

где – угол к нормали светящейся поверхности.

Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд/м²).

Коэффициент отражения характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад.

Объект различения – наименьший рассматриваемый предмет, который необходимо различить в процессе работы.

Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Светлость фона характеризуется коэффициентом отражения , равным отношению светового потока, отраженного от поверхности , к световому потоку, падающему на поверхность F:

= /F.

Фон может быть:

• светлым (при > 0,4);

• средним (при 0,4 > > 0,2);

• темным (при < 0,2).

Контраст объекта с фоном оценивается коэффициентом контрастности (К), который определяется различием между их яркостями или коэффициентами отражения:

K = (L₀ – ) / ; K = ( – )/ ,

где L₀ и – соответственно яркости объекта и фона; и – соответственно коэффициенты отражения объекта и фона.

Контраст объекта различения с фоном считается большим при К> 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при 0,5 К > 0,2 (объект и фон заметно отличаются по яркости), малым при К < 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Видимость V – универсальная характеристика качества освещения, которая характеризует способность глаза воспринимать объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции.

Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

V = К/К_пор ,

где К – контраст объекта с фоном; К_пор – пороговый контраст, т.е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.

Блесткость – повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов. Ослепленность приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности.

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяется выражением

P = (V₁/V₂ – 1)1000,

где V₁ и V₂ – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Для измерения и контроля освещенности применяют люксметр, принцип действия которого основан на фотоэлектрическом эффекте.

При освещении селенового фотоэлемента в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототок, обусловливающий отклонение стрелки микроамперметра, шкалу которого градуируют в люксах.

Для измерения силы света и яркости применяют фотометры типа ФПИ и ФПЧ. Измерение освещенности проводят по ГОСТ 24940-96.