Лекция 3 влияние освещения на условия деятельности человека
3.1 Основные светотехнические характеристики.
Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.
Видимый свет – это электромагнитные волны с длиной волны от 770 до 380 нм (1 нм нанометр = 10-9 м). Он входит в оптическую область электромагнитного спектра, который ограничен длинами волн от 10 до 340 000 нм. Кроме видимого света в оптическую область входит ультрафиолетовое излучение (длины волн от 10 до 380 нм) и инфракрасное (тепловое) излучение (от 770 до 340 нм).
Человеческий глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков.
Приблизительные границы длин волн (нм) и соответствующие им ощущения (цвета):
|
380 – 455 – фиолетовый 455 - 470 – синий 479 – 500 – голубой 500 -540 - зеленый |
540 – 590 – желтый 590 – 610 – оранжевый 610 – 770 - красный |
Наиболее благоприятно для зрительного восприятия излучение с длиной волны 555 нм (желто – зеленый) цвет.
Рассмотрим основные световые величины, позволяющие количественно описать видимое излучение (количественные характеристики).
Часть лучистого потока, воспринимаемая органом зрения человека как свет, называется световым потоком , обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм). С физической точки зрения световой поток – это мощность видимого излучения, т. е. световая энергия, излучаемая по всем направлениям и за единицу времени.
Пространственную плотность светового потока называют силой света (I) и измеряют в канделах (кд). Она характеризует неравномерность распространения светового потока в пространстве.
Следующая светотехническая величина – это освещенность. Освещенностью поверхности Е называется величина, которая измеряется отношением светового потока dФ, падающего на поверхность на dS, К величине поверхности dS, т. е.:
(3.1)
Освещенность измеряется в люксах (лк).
Яркость L поверхности под углом к нормали – это отношение силы света dI, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению; L = dI (d сos), измеряется в кд м2.
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности.
Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Для характеристики фона используется коэффициент отражения - .
(3.2)
где Фотр – отраженный от поверхности световой поток;
Фпад – падающий на поверхность световой поток.
В зависимости от цвета и фактуры поверхности значение коэффициента отражения находятся в пределах 0,02…0,95;
- при 0,4 фон считается светлым;
- при = 0,2…0,4 – средним;
- при 0,2 – темным.
Контраст объекта с фоном k – степень различения объекта и фона - характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, знака, трещины и т. д.) и фона:
, (3.3)
где L0 и Lф – соответственно яркость объекта и фона.
Контраст считается большим, если k 0,5, а k < 0,2 объект слабо заметен на фоне).
Коэффициент пульсации освещенности kE - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока:
, (3.4)
где Emax, Emin, Eср – максимальное, минимальное и среднее значение
освещенности за период колебаний;
для газоразрядных ламп kЕ = 25…65%, для обычных
ламп накаливания kе = 7%, для галогенных ламп kе = 1%.
Показатель ослепленности 0 – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой
, (3.5)
где V1 и V2 – видимость объекта различения соответственно при
экранировании и наличии ярких источников света в
поле зрения.
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции.
, (3.6)
где kпорог – пороговый или наименьший различимый глазом контраст,
при небольшом уменьшении которого объект становится
неразличим на этом фоне.