Лекционные вопросы
1. Виды и системы освещения, их гигиеническая характеристика.
2. Организация рационального освещения полей зрения.
1
В связи с особенностями жизни современного человека существенно возросло количество заболеваний органа зрения, связанных с его перенапряжением. Зрительная работа выполняется не только на производстве, но и в домашних условиях. Это просмотр телевизионных передач, чтение художественной литературы и периодической печати. Помимо этого зрительная работа при использовании видеотерминала компьютера у современного человека достаточно много времени занимает как на производстве, так и дома. В создании нормальных условий функционирования зрительного анализатора очень важна роль системы освещения. Рациональная организация данной санитарно-технической системы обеспечивает не только предупреждение нарушений рефракции, глазных болезней, сопровождающихся снижением остроты зрения, но и создание оптимального психоэмоционального состояния.
Освещение – система санитарно-технических устройств, обеспечивающая зрительное восприятие окружающего мира.
Естественный свет оказывает тонизирующее действие не только на зрительный анализатор, но и на организм в целом. Это связано с фотохимической активностью излучения солнечного спектра при попадании света на сетчатку. Образование биологически активных соединений, прежде всего, гистаминоподобных веществ, оказывает выраженное тонизирующее действие на центральную нервную систему, что субъективно проявляется ощущением бодрости, улучшением настроения и активности. При действии естественного света человек точнее воспринимает цвета и оттенки различных объектов. При этом солнечный свет подсознательно воспринимается как составная часть окружающей среды, и оказывает влияние на формирование суточного ритма физиологических функций организма человека.
Немаловажным свойством излучения солнечного спектра является его бактерицидное действие.
Свет искусственных источников также является сигнальным раздражителем для органа зрения и организма в целом. Достаточное, яркое освещение действует тонизирующе, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, оказывая влияние на функциональное состояние зрительного анализатора и зрительные функции (острота зрения, контрастная чувствительность, цветовая чувствительность, быстрота различения деталей, устойчивость ясного видения). Однако спектр освещения от искусственных источников не обеспечивает точной цветопередачи, и его оценка осуществляется в сравнении с естественным светом. Кроме того, использование искусственного освещения может быть причиной нарушений суточного ритма физиологических функций организма человека.
Избыточные величины показателей освещения, как и недостаточные, с гигиенических позиций считаются неблагоприятными.
Особенности влияния освещения в определенной мере зависят от особенностей его организации. В помещениях могут быть использованы 3 вида освещения:
- Естественное (источником его является Солнце).
- Искусственное (используются только искусственные источники света).
- Совмещенное или смешанное (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения). Совмещенное освещение применяется в том случае, когда только естественное освещение не может обеспечить необходимые условия для выполнения зрительных функций.
Естественное освещение подразделяется на:
- Боковое – через светопроемы (окна) в наружных стенах (одностороннее, двухстороннее).
- Верхнее – через световые фонари в перекрытиях.
- Комбинированное – через световые фонари и окна.
Искусственное освещение помещений классифицируется по:
Виду источника света – лампы накаливания и люминесцентными лампы.
По способу организации:
- общее – для освещения всего помещения,
- местное – для улучшения освещения только части помещения (например, рабочего места при чтении),
- комбинированное – используются светильники, и общего, и местного освещения.
В соответствии с документами санитарного законодательств, в производственных помещениях применение отдельно местного освещения не допускается, только в системе комбинированного.
Для искусственного освещения помещений используются преимущественно два вида источников света: лампы накаливания и люминесцентные (газоразрядные) лампы.
Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения, в их спектре преобладают желто-красные лучи, что искажает цветовое восприятие. Они значительно уступают газоразрядным источникам света по световой отдаче и по цветопередаче, что ограничивает их применение на производстве. Однако они являются наиболее надежным источником света в связи с элементарно простой схемой их включения, а условия внешней среды, включая температуру воздуха, не оказывают влияния на их работу. В газоразрядных лампах используется явление люминесценции («холодное свечение»), свет возникает в результате электрического разряда в газе, парах металлов или в смеси газа с парами. Люминесцентные лампы имеют значительную световую отдачу, более экономичны. Их срок непрерывной работы до 10000 часов, а ламп накаливания – до 1000 часов. Кроме того, люминесцентные лампы создают равномерное освещение в поле зрения, не вызывают тепловых излучений, спектр излучения близок к естественному. Газоразрядные лампы имеют и недостатки: стробоскопический эффект вследствие пульсации светового потока (своеобразное ощущение раздвоения или множественности контуров, движущихся или вращающихся с большой скоростью объектов), «сумеречный» эффект (при недостаточном уровне освещенности), шум дросселей (так же как и пульсация светового потока становится гораздо более выраженным когда время эксплуатации приближается к завершению), слепящее действие (для его устранения используется специальная защитная арматура). Люминесцентные лампы работают в нормальном режиме лишь при температуре воздуха 15-25 оС, при больших или меньших температурах световая отдача снижается. При обеспечении лучшего цветовосприятия некоторые виды люминесцентных ламп искажают оттенки, например, лампы дневного света – их недостатком является то, что кожа лица людей выглядит при этом свете, богатом голубыми лучами, нездоровой цианотичной, из-за чего эти лампы не применяют в больницах, школах и ряде подсобных помещений.
В настоящее время все более широкое распространение получают светодиодные лампы. Потребление электроэнергии светодиодной лампы в 7-10 раз меньше, чем лампы накаливания. Светодиоды эффективней люминесцентных ламп, имеют высокий индекс цветопередачи и различные цветовые температуры. Светодиоды долговечны, не вредят окружающей среде и с ними удобно создавать осветительные системы любого назначения. Органические светодиоды уступают по световой отдаче и обычным светодиодам и люминесцентным лампам. Главное достоинство ровный неяркий свет высокого качества.
То есть, светодиодные лампы с позиций гигиены зрения по своим спектро-световым характеристикам сходны с люминесцентными. Это является причиной ограничений в использовании данного вида источника света.
Помимо светодиодных ламп используются еще и другие разновидности источников света. Однако, для них характерны специфические особенности. Например. Световая отдача мощных натриевых ламп такая же как у современных светильников со светодиодами. Их золотистый цвет не позволяет различать цвета, но для освещения дорог этого и не требуется. Металлогалогенные лампы излучают белый цвет высокого качества. Уступают в эффективности натриевым лампам и светодиодам.
2
Система освещения должна обеспечивать соблюдение ряда гигиенических требований, отражающих как количественные, так и качественные характеристики световой обстановки:
- Достаточность. Освещенность должна быть достаточной для обеспечения выполнения зрительных функций и зрительного восприятия. При недостаточной освещенности и напряжении зрения состояние зрительных функций находится на низком функциональном уровне, развивается зрительное утомление, может ухудшаться общее состояние.
- Равномерность. Необходимо не только равномерное распределение светового потока и яркостей в поле зрения, но и ограничение теней. Это имеет важное значение для поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости, а также освещенности, то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность зрительный анализатор вынужден переадаптироваться. Частая переадаптация способствует сокращению сроков развития зрительного утомления. Равномерность освещенности достигается рациональным размещением светильников, выбором системы освещения, запрещением применения только местного освещения.
- Ограничение блескости. Чрезмерная слепящая яркость (блескость) - свойство светящихся поверхностей с повышенной яркостью нарушать условия комфортного зрения, ухудшать контрастную чувствительность или оказывать одновременно оба эти действия. Блескость вызывает слепимость, нарушает видимость, приводит к преждевременному зрительному утомлению и снижению общей работоспособности. Различают блескость прямую (создается источниками света и осветительными приборами – светильники, окна), периферическую (от светящихся поверхностей, расположенных вдали от направления зрения), отраженную (от поверхностей, имеющих высокий коэффициент отражения, и зеркальных поверхностей). Способом защиты от прямой блескости является понижение яркости видимой части источников света с помощью отражателей и рассеивателей, то есть, специальной арматуры. В этом случае мерой защиты служат защитный угол светильника и высота его подвеса. Ослабление отраженной блескости может быть достигнуто правильным выбором направления светового потока, уменьшением яркости источников света, устройством отраженного освещения, изменением угла наклона рабочей поверхности, заменой блестящих поверхностей матовыми.
- Ограничение или устранение колебаний светового потока. Причинами колебаний светового потока могут быть изменение напряжения в сети, подвижное крепление источников света и пульсация светового потока газоразрядных ламп. Для снижения колебаний светового потока следует иметь раздельно осветительную и силовую сети, предусматривать жесткое крепление светильников, особенно местного освещения, специальные схемы включения газоразрядных ламп.
Необходимо обратить особое внимание на то обстоятельство, что несоблюдение гигиенических требований к освещению может быть причиной ухудшения функционального состояния не только зрительного анализатора и ЦНС, но и ряда других систем. Результаты многочисленных наблюдений свидетельствуют, что ухудшается психоэмоциональное состояние. Это проявляется такими симптомами, как раздражительность, ухудшение настроения, иногда агрессивность или, наоборот, подавленность, апатия, тревожность. Возможно появление необъяснимых ощущений дискомфорта. Нерациональное освещение производственных помещений может быть причиной увеличения травматизма.
При неравномерности освещения полей зрения зарегистрировано неравномерное распределение мышечного тонуса. Это объясняется тем, что человек инстинктивно пытается приблизиться к тому участку, который освещен лучше. Данное обстоятельство может иметь место при выполнении зрительной работы в любых условиях и в любых положениях: стоя (например, в цехах промышленных предприятий), сидя (за письменным столом), лежа (просмотр телепередач, чтение художественной литературы и другие виды зрительной работы в бытовых условиях).
3
Гигиеническое нормирование освещения уточняет и конкретизирует требования к количественным и качественным его характеристикам.
Нормативные уровни показателей естественного и искусственного освещения в люксах для производственных помещений неодинаковы и зависят от разряда зрительной работы. Разряд зрительной работы определяется с учетом наименьшего размера объекта различения (объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, который требуется воспринимать глазом в процессе работы), величины контраста объекта с фоном и особенностей фона. Для работ высших разрядов (от I до V) уровни освещенности устанавливаются в зависимости от системы общего или комбинированного освещения. Для остальных разрядов (Vв – VIIIв) работ малой точности или грубых нормируется освещенность только системы общего освещения. Местное освещение при таких работах нецелесообразно.
Аналогично, как для низших разрядов, нормируется освещение в жилых помещениях.
Нормативные величины показателей естественного и искусственного освещения установлены также с учетом предназначения помещения. Нормативные величины уровней освещенности при искусственном освещении помимо этого также зависят от вида источника света и системы освещения.
Характеристики, использованные для нормирования освещения, учитываются и при оценке данной санитарно-технической системы.
4
Применение искусственного освещения обеспечивает оптимальные светотехнические характеристики в помещениях. Общее освещение позволяет равномерно распределять световой поток по помещению. При этом необходимый уровень освещенности может обеспечиваться не во всех частях помещения. В таких случаях предусмотрено использование светильников, создающих увеличение уровня освещенности отдельных частей помещения или отдельных поверхностей.
При таком виде зрительной работы, как просмотр телевизионных передач, равномерное распределение светового потока в помещении возможно при использовании настенных светильников (бра) или переносных напольных светильников (торшеров). Однако, перед тем как их устанавливать, необходимо помнить, во-первых, что уровень освещенности в той части помещения, где расположен телевизор, должен быть высоким (то есть не должно быть выраженных перепадов яркости экрана и поля зрения, расположенных вблизи него), во-вторых, светильник не должен быть источником блескости.
Неисправность одного или нескольких светильников существенно затрудняет обеспечение достаточности и равномерности освещения.
Использование только местного освещения позволяет создать высокий уровень освещенности только в центральной части поля зрения. Периферическая часть освещена недостаточно или вообще не освещена. Условия функционирования зрительного анализатора в этом случае нельзя признать благоприятными, поскольку имеет место напряжение бокового зрения. Даже при подсознательном восприятии низкого уровня освещенности на периферии поля зрения, сроки развития зрительного утомления существенно укорачиваются, и, естественно, возрастает риск формирования нарушений рефракции. Поэтому, санитарным законодательством предусмотрено использование местного освещения только в системе комбинированного, что заключается в одновременном использовании общего и местного освещения.
Для организации рационального освещения полей зрения используются различные виды светильников.
Светильники – источники света, заключенные в арматуру, - предназначены для правильного распределения светового потока и защиты глаз от чрезмерной яркости источника света.
Специальное конструктивное исполнение осветительной арматуры позволяет распределять световой поток. По светораспределительным характеристикам арматуры или по светораспределению светильники подразделяются на светильники прямого, рассеянного и отраженного света.
Светильники прямого света более 80 % светового потока направляют в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности.
Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полусферы: одни 40-60 % светового потока вниз, другие 60-80 % вверх.
Светильники отраженного света более 80 % светового потока направляют вверх на потолок, а отражаемый от него свет распределяется вниз в помещение. Несмотря на их гигиенические преимущества (равномерность, отсутствие блескости и др.), применение их требует, обеспечения высокого коэффициента отражения потолка.