Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный горный университет»

Кафедра Безопасности производств

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ОСВЕЩЕНИЯ

РАБОЧИХ МЕСТ, ОБОРУДОВАННЫХ ПЕРСОНАЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ

Санкт-Петербург

2011

Особенности освещения рабочих мест, оснащенных компьютерами

Повсеместное распространение персональных компьютеров (ПЭВМ) привело к тому, что у их пользователей возникает целый ряд жалоб на здоровье.

Наибольшее число жалоб связано с термином «компьютерный зрительный синдром» (КЗС). Люди, проводящие большую часть времени за экраном видеомонитора предъявляют жалобы на жжение, рези и ощущение песка в глазах, покраснение глазных яблок, боли в области глазниц, лба и при движении глаз. Довольно часто отмечается затуманивание зрения, замедленная перефокусировка с ближних объектов на дальние и обратно, двоение предметов, быстрое утомление при чтении. Эти явления обычно объединяют термином «астенопия» (что буквально переводится, как «отсутствие силы зрения»).

Такие жалобы встречаются в 40 – 60 % случаев у значительной части пользователей ПЭВМ и сильно зависят  как от времени, проведенного у экрана видеомонитора, так и от характера работы на ПЭВМ.

Наибольшее утомление для глаз возникает при работе в диалоговом режиме. Наименьшая нагрузка возникает при считывании информации, наибольшая – при ее вводе.

Особую нагрузку для зрительного анализатора представляет компьютерная графика, особенно выполнение и корректировка чертежей на экране видеомонитора.

Длительная работа с компьютером не вызывает органических заболеваний глаз. Единственное изменение, происходящее в органах зрения – проявление или прогрессирование близорукости.

В результате длительного исследования зрительных функций у людей, работающих с компьютером в течение нескольких лет, выявлено уменьшение объема аккомодации (наведение на резкость хрусталика) по сравнению с возрастной нормой и увеличение процента близорукости по сравнению с людьми того же возраста, не работающими на компьютере. 

За рабочую смену у пользователя ПЭВМ происходит уменьшение объема аккомодации глаз. У некоторых пользователей развивается временная близорукость. Кроме того, наблюдается сдвиг мышечного равновесия глаз, снижение контрастной чувствительности зрения и другие зрительные нарушения.

Очевидно, возникновение расстройств зрительного анализатора связано с характером экранного изображения и организацией освещения рабочего места, оборудованного ПЭВМ.

У компьютерного изображения есть несколько отличий от изображения нанесенного на бумагу:

компьютерное изображение – самосветящееся, а не отраженное;

оно имеет значительно меньший контраст, который уменьшается еще более за счет внешнего освещения;

не является непрерывным и состоит из отдельных точек – пикселей;

является мерцающим (мелькающим), т.е. эти точки с определенной частотой зажигаются и гаснут;

не имеет таких четких границ, как изображение на бумаге, потому, что у пикселей не ступенчатый, а плавный перепад яркости с фоном.

Именно эти особенности экранного изображения видеомониторов затрудняют аккомодацию глаза. Светимость создает иллюзию удаленности, низкий контраст обуславливает снижение аккомодационного ответа, точечность изображения вызывает увеличение амплитуды нормальных колебаний аккомодации, мелькание уменьшает точность восприятия, а размытость границ заставляет непрерывно искать точку ясного видения.

В настоящее время в России действуют несколько государственных стандартов, в которых сформулированы жесткие требования к визуальным эргономическим параметрам видеомониторов, используемых в ПЭВМ; в санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.2/2.4.1340 – 03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» сформулированы гигиенические требования к видеомониторам.

При организации рабочих мест, оснащенных ПЭВМ особое внимание уделяется освещению. 

Освещение при работе с ПЭВМ имеет свои особенности. Это связано с тем, что зрительный анализатор (глаз)  при работе за компьютером, как правило, воспринимает как отраженный от клавиатуры и документов световой поток, так и  прямой световой поток с видеомонитора.

Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение, соответствующее требованиям действующей нормативной документации.

Коэффициент естественной освещенности КЕО в помещениях с использованием ПЭВМ должен быть не ниже 1,2%.

Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы видеомониторы были ориентированны боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева. Оконные проемы должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа занавесей, внешних козырьков, жалюзи и т.д.

Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, следует применять системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

При этом освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна составлять 300 – 500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окон, светильников и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м².

Яркость L — это поверхностная плотность силы света в данном направлении (рис. 1). Яркость L поверхности под углом α к нормали числен­но равна отношению силы света dI излучаемой, освещаемой или све­тящейся поверхностью в этом направлении к площади dA проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению

Рис. 1. Яркость

,

где dI — сила света, излучаемого поверхностью dA в направлении A; А — площадь участка, испускающего излучение; α — угол между пер­пендикуляром к этому участку и направлением излучения.

Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом человека. Яркость объекта восприятия зависит от освещенности и его отражательной способности. Отражательная способность окружа­ющих нас предметов неодинакова, поэтому при постоянстве солнечного освещения мы можем воспринимать множество оттенков окружающего нас мира.

Единицей измерения яркости является кандела на 1 м² (кд/м²).

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м² и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м².

Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.

Показатель ослепленности — это критерий оценки слепящего дей­ствия осветительной установки, определяемый выражением:

,

где S — коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Пороговой разностью яркости ΔL_пор называется наимень­шее заметное глазу отличие яркости объекта (L₀) и фона (L_ф).

Коэффициент ослепленности определяется по формуле:

,

где ΔL_пор – пороговая разность яркости объекта и фона при обнаруже­нии объекта на фоне равномерной яркости; ΔL_порS — то же при наличии в поле зрения блеского источника.

Показатель дискомфорта в административно-общественных помещениях не более 40, в дошкольных и учебных помещениях не более 15.

Показатель дискомфорта М — критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м², защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающийся отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 – 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

В качестве источников света при искусственном освещении следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп. В светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенных.

Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пуско-регулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование многоламповых светильников с электромагнитными пуско-регулирующими аппаратами (ЭПРА), состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей.

Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается.

При отсутствии светильников с ЭПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.

Коэффициент запаса  для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1,4. (Коэффициент запаса (К_з) – расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения.)

Коэффициент пульсации не должен превышать 5 %.

Коэффициент пульсации освещенности (К_п, %) — критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате измене­ния во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

Общее освещение при использовании люминесцентных светильников следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении видеомониторов. При  расположении ПЭВМ по периметру помещения линии светильников должны располагаться локализовано над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

Допустимые визуальные параметры устройств отображения информации

№	Параметры	Допустимые значения
1	Яркость белого поля	Не менее 35 кд/м^2
2	Неравномерность яркости рабочего поля	Не более ± 20%
3	Контрастность (для монохромного режима)	3:1
4	Временная нестабильность изображения (непреднамеренное изменение во времени яркости изображения экрана дисплея)	Не должна фиксироваться
5	Пространственная нестабильность изображения (непреднамеренное изменение положения фрагментов изображения экрана)	Не более 2*10L^-4L, где L - расстояние наблюдения

Приборная база и оборудование для проведения измерений

Прибор комбинированный «ТКА-ПКМ» (модель 02) Люксметр + Яркомер (ТУ 4215-003-16796024-04);

Видеомониторы в компьютерном классе (2209).

Прибор комбинированный «ТКА-ПКМ» (модель 02) Люксметр + Яркомер (ТУ 4215-003-16796024-04)

Назначение и область применения

Прибор предназначен для измерения освещенности в видимой области спектра (380 – 760 нм), создаваемой источниками, расположенными произвольно относительно приемника и яркости накладным методом ТВ-кинескопов, дисплейных экранов и протяженных самосветящихся объектов в видимой области спектра (380 – 760 нм).

Область применения прибора: санитарный и технический надзор в производственных, жилых помещениях; аттестация рабочих мест и другие сферы деятельности.

Основные технические характеристики

1.	Измерение освещенности в видимой области спектра:
	Диапазон измерения, лк	10 – 200 000
	Предел допускаемой основной относительной погрешности, %	± 8,0
2.	Измерение яркости
	Диапазон измерения, кд/м^2	10 – 200 000
	Предел допускаемой основной относительной погрешности, %	± 10,0
3.	Пределы измерений (переключение пределов осуществляется вручную), лк, кд/м^2	1. 2 000 2. 20 000 3. 200 000
4.	Время непрерывной работы прибора, ч, не менее	8,0
5.	Источник питания-батарея (типоразмер «Крона»)	9 В
6.	Ток, потребляемый прибором от источника питания, мА, не более	3,4
7.	Наработка на отказ прибора при доверительной вероятности р=0,8, ч, не менее	2000
8.	Масса прибора, кг	0,4
9.	Габаритные размеры прибора, мм (не более): - блок обработки сигналов - фотометрическая головка	130х70х30 150х50х50
10.	Рабочие условия эксплуатации прибора: - температура окружающего воздуха, ^0С: нормальные рабочие условия рабочий диапазон температур - относительная влажность воздуха при температуре окружающего воздуха 25^0С, %, не более - атмосферное давление, кПа	20 ± 5 0 – 40 95 80 - 110

Устройство и принцип работы

Конструктивно прибор состоит из двух функциональных блоков: фотометрической головки и блока обработки сигнала, связанных между собой гибким многожильным кабелем (рис. 2).

На лицевой стороне блока обработки сигнала расположен переключатель каналов измерений и жидкокристаллический индикатор.

В фотометрической головке расположены фотоприемные устройства для регистрации излучения. На задней стенке фотометрической головки расположена крышка батарейного отсека. Корпуса блоков изготовлены из ударопрочного полистирола.

Принцип работы прибора заключается в преобразовании фотоприемными устройствами оптического излучения в электрический сигнал с последующей цифровой индикацией числовых значений освещенности (лк) и яркости (кд/м²).

Для измерения освещенности излучения достаточно положить фотометрическую головку прибора в плоскости измеряемого объекта. Для измерения яркости экрана расположить фотометрическую головку прибора параллельно плоскости экрана на расстоянии 1 – 4 мм.

Рис. 2. Внешний вид прибора «ТКА-ПКМ» (модель 02) Люксметр + Яркомер

1 – Блок обработки сигналов; 2 – Фотометрическая головка

Порядок работы с прибором «ТКА-ПКМ» (модель 02) Люксметр + Яркомер

1. До начала работы с прибором необходимо внимательно ознакомиться с назначением прибора, его техническими данными и характеристиками, устройством и принципом действия, а также с методикой проведения измерений.

2. Эксплуатация прибора допускается только в рабочих условиях.

3. Перед началом измерений убедитесь в работоспособности элемента питания. Если во время работы прибора появится символ разряда батареи, замените батарею на новую.

4. Появление на ЖКИ символа «1….» информирует о превышении значением измеряемого параметра установленного энергетического диапазона и о необходимости перехода на последующие пределы измерения.

5. При измерении яркости более 2 000 кд/м² или освещенности более 2 000 лк необходимо перевести переключатель в положение <<х 10>>.

6. При измерении яркости более 20 000 кд/м² или освещенности более 20 000 лк необходимо перевести переключатель в положение <<х 100>>.