Гигиенические требования к источникам искусственного освещения. Гигиеническая оценка естественного и искусственного освещения помещений
Достаточный уровень освещенности . Недостаточная освещенность способствует быстрому проявлению утомления и может привести к развитию близорукости вследствие необходимости рассматривать предмет, чрезмерно приблизив его к глазам.
Достаточная равномерность освещения . При переводе взгляда от одной яркости к другой даже при кратковременном раздражении глаз должен некоторое время приспосабливаться к новому осветительному режиму (адаптироваться), и пока этот процесс не закончен - чувствительность глаза относительно понижена. Кроме того, кратковременный перевод взгляда на более яркие поверхности, чем та, на которую он все время направлен, тотчас же вызывает сужение зрачка, причем последний не сразу возвращается к норме. Сужение зрачка уменьшает количество света, попадающего в глаз, ухудшает и замедляет различение детали. Поэтому применение одного местного освещения физиологически нецелесообразно, особенно в тех случаях, когда по ходу точной работы под контролем зрения требуется переключение взгляда на соседние малоосвещенные поверхности. Вынужденная частая переадаптация нередко приводит к снижению работоспособности глаза, к замедлению рабочих движений и пропуску брака.
Обеспечение защиты от слепящих источников . Перевод взгляда на большие яркости увеличивает степень напряженности нервного и мышечного аппарата и снижает его работоспособность. После взгляда на большие яркости остаются так называемые последовательные образы, которые накладываются в виде пелены на рассматриваемые объекты и ухудшают видимость. В результате ослепленности возникает неприятное ощущение, отрицательно влияющее па: состояние центральной нервной системы: при этом значительное возбуждение коры головного мозга в области зрительного анализатора, сменяется преобладанием процессов торможения, вследствие чего наступает снижение работоспособности. В осветительных установках нельзя применять открытых ламп. Необходимо соблюдать также минимально допустимые высоты подвеса светильников.
Правильный выбор источника света . В процессе работы, особенно связанной с наружным осмотром изделий из цветного металла, цветных тканей и др., различение дефектов зависит от спектрального состава источника света. Так, при необходимости различать цвета и их оттенки на ткани или коже целесообразно пользоваться лампами дневного света, а при выявлении дефектов на цветном металле наилучшая различимость создается при свете в результате совместного действия ртутных ламп и ламп накаливания.
Правильный выбор направления света . Практика промышленного освещения указывает на весьма важное значение направления света. При различении рельефных объектов (деталей) правильно выбранное направление света позволяет искусственно повысить контраст и увеличить размер объекта за счет его собственных теней и этим улучшить условия зрительной работы. Кроме того, при правильно выбранном направлении света можно ликвидировать падающие тени от оборудования и работающих и этим повысить освещенность рабочей поверхности и улучшить условия различения объектов.
Обеспечение изложенных требований к рациональному освещению способствует поддержанию высокого уровня работоспособности глаза и уменьшению утомления работающих, а следовательно, росту производительности труда и улучшению качества продукции. Указанные выше физиолого-гигиенические требования учтены в нормах и правилах рационального освещения.
Цель занятия: изучить гигиенические требования к естествен- ному и искусственному освещению, освоить методы определения и оценки показателей естественного и искусственного освещения помещений.
При подготовке к занятию студенты должны проработать следующие вопросы теории.
1. Состав солнечной радиации. Биологическое и гигиеническое значение лучей солнечного спектра. Общие гигиенические требования к освещению.
2. Естественное освещение. Факторы, влияющие на естественную освещенность помещений. Показатели оценки и нормирование уровня естественного освещения помещений различного назначения.
3. Гигиенические требования к искусственному освещению помещений. Источники света, их гигиеническая оценка. Системы освещения. Характеристика разных типов светильников и светозащитной арматуры.
4. Методы оценки и нормирование искусственного освещения производственных помещений.
После освоения темы студент должен знать:
Методику проведения гигиенического обследования производственного освещения;
Определение инсоляционного режима помещений;
Проведение инструментальных и расчетных определений естественной и искусственной освещенности аптечных поме- щений;
уметь:
Оценить состояние естественного и искусственного освещения в помещениях аптечных учреждений по результатам исследований на соответствие гигиеническим нормативам;
Оценить условия труда персонала аптек по фактору «световая среда»;
Использовать основные нормативные документы и информационные источники справочного характера для разработки гигиенических рекомендаций по улучшению освещения аптечных помещений.
Учебный материал для выполнения задания
Оптический диапазон электромагнитного излучения Солнца, достигающий границ земной атмосферы (от 100 до 60 000 нм), условно делится на три части (инфракрасную, ультрафиолетовую и видимую части солнечного спектра), так как с изменением длины электромагнитных волн изменяются свойства лучистой энергии.
УФ-излучение Солнца в диапазоне 10-200 нм полностью расходуется на образование ионосферы на высоте 50- 80 км от поверхности Земли. Коротковолновое УФ-излучение в диапазоне 200-280 нм (УФ-С), оказывающее выраженное бактерицидное действие, не достигает поверхности Земли; большая его часть расходуется в стратосфере на высоте 20- 25 км на образование озонового слоя, остальная часть поглощается кислородом тропосферы. Часть УФ- излучения, достигающая поверхности Земли и непосредственно оказывающая воздействие на природу Земли и человека, это длинноволновое, 400-320 нм (УФ-А), и средневолновое, 320-280 нм (УФ-В). В промышленных городах, особенно зимой, УФ-излучение Солнца полностью поглощается техногенными компонентами городского воздуха (например, оксидами азота) и не поступает в помещение. В помещения может поступать лишь незначительная часть УФИ с длиной волны 300-400 нм, так как УФИ короче 300 нм задерживается обычным оконным стеклом, содержащим в своем составе оксиды титана, хрома и железа. Специальные увиолевые стекла пропускают УФ-лучи с длиной волны до 254,4 нм.
УФ-лучи являются наиболее биологически активными из всего диапазона. УФ-А вызывают так называемую раннюю пигментацию за счет образования пигмента меланина из аминокислоты тирозина, что обусловливает эффект загара, а также при достаточной дозе эритему, являющуюся специфической реакцией кожи на УФ-излучение. УФ-В влияют на поддержание нормального фосфорно-кальциевого обмена за счет синтеза холекальциферола (витамина Д 3) из дегидрохолестерина. Без эндогенного синтеза витамина Д3 его дефицит наблюдается даже при условии достаточного рациона питания, особенно у детей. В районах, характеризующихся недостатком УФ- излучения, необходима организация профилактического УФ-облучения в организованных коллективах повышенного риска (детские дошкольные учреждения, некоторые рабочие коллективы - горняков, работников метро) с помощью искусственных источников. Однако УФ-лучи при передозировке могут оказывать негативное воздействие на человека в виде повреждения структуры молекулы ДНК, что может привести к гибели, мутациям или опухолевому перерождению клетки. Бластомогенным действием обладают УФизлучение с длиной волны 240-313 нм. Кроме того, под действием УФ-лучей, отраженных от освещенной солнцем поверхности снега или льда, может развиться офтальмия - кератоконъюнктивит. Количество УФ-излучения, вызывающее через 6-10 ч едва заметное покраснение кожи незагорелого человека, называется эритемной или пороговой дозой. Оптимальная доза УФ-лучей равна 1/3-1/6 эритемной дозы. Профилактика светового голодания предусматривает необходимость применения искусственного УФ-облучения.
Основное действие инфракрасного излучения Солнца (ЭМИ с длиной волны более 760 нм) - тепловое. ИК-лучи, поглощаясь тка- нями организма, вызывают повышение температуры участка кожи и образование тепловой эритемы. В условиях населенных мест и тем более жилища ИК-лучи выраженного специфического биологического действия не оказывают; однако в условиях южной зоны или неудачной ориентации здания, расположенного в центральной зоне, периодически могут наблюдаться нарушения микроклимата помещения в результате его избыточной инсоляции в летнее время года, поэтому в санитарных правилах предусмотрены солнцезащитные приспособления (СанПиН2.2.1/2,1.1.1076-01). Для поддержания благоприятного микроклимата в помещении используются искусственные источники ИК-излучения - разнообразные приборы и сис-
темы отопления, а в лечебных целях применяются ИК-ванна, лампа Соллюкс, лампа Минина.
Значение видимого излучения (ЭМИ с длиной волны от 760 до 380 нм) велико. Видимые лучи, воздействуя на зрительный ана- лизатор (фоточувствительные клетки глаза), способствуют преобразованию энергии света, в результате чего организм получает до 90% информации об окружающей среде (психофизиологическое значение света). Зрительный анализатор за счет выработки гормона мелатонина регулирует биологические ритмы, т.е. циркадную систему, которая контролирует суточные ритмы сна и бодрствования, температуру тела, гормональную срецию и другие физиологические функции, включая и познавательную деятельность. При недостатке солнечного света в осенне-зимний сезон у некоторых людей развивается так называемый синдром сезонного расстройства, характеризующийся депрессией, упадком сил, желанием замкнуться в себе, а также повышенным аппетитом и потребностью во сне. Солнечный свет необходим человеку для выполнения зрительной работы (соци- альное значение света).
Все помещения, предназначенные для длительного пребывания людей, должны иметь хорошее естественное и искусственное освещение. Плохая световая обстановка жилых, учебных и производственных помещений в сочетании с высокой зрительной нагрузкой может явиться причиной зрительного и общего утомления, способствовать развитию близорукости, нистагма и некоторых других заболеваний, а также травм.
Естественное освещение
Естественное освещение помещений обеспечивается прямыми солнечными лучами (инсоляция), рассеянным светом с небосвода и отраженным светом противостоящего здания и поверхностью покрытия. Отсутствие естественного света вызывает явление «светового голодания», т.е. состояние организма, обусловленное дефицитом ультрафиолетового облучения и проявляющееся в нарушении обмена веществ и снижении резистентности организма. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.
Естественное освещение помещений обусловлено световым климатом, т.е. условиями наружного естественного освещения, которые зависят от общих климатических условий местности, степени про-
зрачности атмосферы, а также отражающей способности окружающих предметов.
На уровень естественного освещения помещений оказывает также влияние географическая широта местности, ориентация здания по сторонам света, наличие затенения окон противостоящим зданием, которое в свою очередь зависит от расстояния между ними, высоты и цвета стен, а также близости зеленых насаждений. Большое значение имеет величина оконных проемов, их форма и расположение.
Все эти факторы определяют продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, т.е. инсоляционный режим помещений. Гигиеническая классификация продолжительности инсоляции помещений учитывает общеоздоровительный, бактерицидный и психофизиологический эффекты прямого солнечного света, а также оптимальное сочетание всех факторов при соблюдении минимальных значений каждого из них. Рассеянный и отраженный свет, поступающий в помещение, не содержит многих частей солнечного спектра как видимого, так и ультрафиолетового диапазона, поглощенных различными объектами (поверхность земли, деревья, стены зданий, облака и др.), и поэтому с физиолого-гигиенических позиций не может считаться полноценным (табл.10).
Время инсоляции | Гигиеническая оценка | Характеристика эффектов |
От 0 до 50 мин | Выраженная недостаточность инсоляции | Низкий бактерицидный эффект, негативная психофизиологическая реакция (жалобы на недостаточность инсоляции в 80% случаев) |
От 50 мин до 1,5 ч | Недостаточность инсоляции | Высокий бактерицидный эффект, негативная психофизиологическая реакция (жалобы на недостаточность инсоляции в 50% случаев) |
От 1,5 до 2,5 ч | Достаточная инсоляция (зона комфорта) | Высокий бактерицидный эффект, позитивная психофизиологическая реакция (жалоб нет) |
Более 2,5 ч | Избыточная инсоляция | Негативная психофизиологическая реакция (жалобы на перегрев более чем в 50% случаев) |
Гигиенические нормативы инсоляции дифференцированы по широте местности на определенные периоды года, для которых регла- ментировано нормативное время инсоляции (СанПиН2.2.1/2,1.1.1076- 01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»): для северной зоны (севернее 58? северной широты) с 22 апреля по 22 августа не менее 2,5 ч; для центральной зоны (58-48? северной широты) с 22 марта по 22 сентября не менее 2 ч; для южной зоны (южнее 48? северной широты) с 22 февраля по 22 октября не менее 1,5 ч.
Различают три основных типа инсоляционного режима (табл. 11), а также различные варианты их сочетаний. Например, по продолжительности инсоляции режим может быть умеренным, а по температурным параметрам - максимальным.
Таблица 11. Типы инсоляционного режима помещений умеренной
климатической зоны северного полушария
Инсоляционный режим | Ориентация по сторонам света | Время инсоляции, ч | % инсолируемой площади пола | Тепловая радиация |
|
кДж /м 3 | ккал /м 3 |
||||
Максимальный | ЮВ, ЮЗ | 3300 | |||
Умеренный | Ю, В | 40-50 | 2100-300 | 500-550 |
|
Минимальный | СВ, СЗ | 2100 | |||
Инсоляционный режим необходимо учитывать при ориентации помещений различного функционального назначения. Ориентация окон в северных широтах на южную сторону обеспечивает более высокие уровни освещенности и длительную инсоляцию по сравнению с северным направлением. В средних и южных широтах для жилых, учебных зданий и основных производственных помещений аптек (асептический блок, ассистентская, комната провизора-аналитика, расфасовочная, кабинет управляющего) наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная, восточная стороны. Она способствует в определенной мере санации воздуха, происходящей за счет проникновения и воздействия солнечных лучей, бактерицидной энергии которых достаточно для оздоровления внутренней среды помещения в обычных условиях.
На север, северо-запад, северо-восток следует ориентировать помещения, в которых не требуется высокая инсоляция или необходимо предупредить действие прямых солнечных лучей. Это вспомогательные помещения аптек (материальные помещения, моечная, дистил- ляционно-стерилизационная), помещения больниц (операционные, реанимационные, перевязочные, процедурные кабинеты, пищеблоки), кабинеты черчения, рисования, информатики и физкультурные залы детских и учебных учреждений, кухни жилых зданий. Эта ориентация обеспечивает равномерное естественное освещение помещений и исключает перегрев. Западная ориентация обусловливает перегрев помещений летом и недостаток солнечной инсоляции зимой.
Освещенность помещений зависит также от степени отражения света, которая определяется окраской потолка, стен, пола и оборудования в самом помещении. Темные цвета поглощают большое количество света, а светлая окраска увеличивает освещенность за счет отраженного света. Белый цвет и светлые тона обеспечивают отражение световых лучей на 70-90%, светло-желтый цвет - на 60%, светло-зеленый - на 46%, цвет натурального дерева - на 40%, голубой - на 25%, темно-желтый - на 20%, светло-коричневый - на 15%, темно-зеленый - на 10%, синий и фиолетовый - 6-10%.
В помещениях для отделки потолка рекомендован белый цвет, для стен - светлые тона желтого, бежевого, розового, зеленого, голубого, для мебели - цвет натурального дерева, для дверей и оконных рам - белый. Рекомендации по цветовому оформлению помещений должны учитывать влияние видимого света на организм человека. Красно-желтые цвета оказывают бодрящее действие, сине-фиолетовые - успокаивающее. В северных районах для окраски стен помещений рекомендованы оттенки желтого и оранжевого цвета, имитирующие солнечный свет, в южных районах - оттенки зеленовато-голубого, смягчающие блеск солнечного света в помещении.
На уровень естественного освещения влияют качество и чистота стекол, стен, потолка, затененность окон шторами, наличие высоких цветов на подоконниках. Так, загрязненные стены отражают свет в 2 раза меньше, чем недавно покрашенные. Закопченный потолок уменьшает освещенность комнаты на одну треть.
В зависимости от места расположения световых проемов естественное освещение подразделяется на боковое (через окна), верхнее (через световые фонари) и комбинированное (верхнее и боковое).
Естественное освещение нормируется в относительных величинах в зависимости от прихода светового потока Солнца (коэффициент естественной освещенности, световой коэффициент, угол падения и угол отверстия). Для гигиенической оценки естественного освещения используются светотехнический и геометрический (графический) методы исследования. С помощью светотехнического метода определяют коэффициент естественной освещенности (КЕО). Коэффициент естественной освещенности показывает, какую часть в процентах составляет естественная освещенность на рабочем месте внутри помещения, создаваемая светом неба (непосредственным или после отражения), к одновременному значению естественной освещенности на горизонтальной поверхности вне здания под открытым небом.
Для определения освещенности применяются фотоэлектрические люксметры типа Ю-116 с селеновым фотоэлементом и системой светофильтров (рис. 11) и люксметры типа Аргус-01 с полупроводниковым кремниевым фотодиодом. Механизм действия люксметра Ю-116 основан на преобразовании энергии светового потока в электрическую. Воспринимающая часть прибора - селеновый фотоэлемент соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах. Световой поток, падающий на фотоэлемент, преобразуется в нем в электрический ток, который регистрируется гальванометром. Люксметры разных типов имеют 1, 2 или 3 шкалы для измерения освещенности в трех диапазонах: от 0 до 25 лк, от 0 до 100 лк и от 0 до 500 лк, а также и набор светофильтров, что позволяет измерять освещенность в большом диапазоне (от 0,5-1 до 30-50 тыс люкс).
Рис. 11. Люксметр Ю-116 с набором светофильтров
Величины КЕО нормируются в помещениях в зависимости от их функционального назначения. Диапазон величин КЕО для жилых помещений колеблется от 0,5 до 1%.
Таблица 12. Значение коэффициента естественной освещенности
для различных помещений аптек (СНиП 23-05-95)
Разряд зрительной работы | КЕО при боковом естественном/ совмещенном освещении | Помещения аптеки |
||
Очень высокой точности | 0,15-0,3 | 2,5/1,5 | Ассистентская, асептическая |
|
Средней точности | 0,5-1,0 | 1,5/0,9 | Торговый зал |
|
Малой точности | 1,0-5,0 | 1,0/0,6 | Моечная |
|
Грубая | Материальная |
КЕО при естественном освещении для различных помещений аптек в зависимости от их функционального назначения устанав- ливается при оптимальной ориентации помещений и минимальной продолжительности инсоляции их фасадов прямыми солнечными лучами. При этом учитывается характер зрительной работы и световой климат. Таким образом установлены минимальные величины КЕО для наиболее удаленных от окон точек помещения аптек
(табл. 12).
С помощью геометрического метода определяются световой коэффициент (СК), коэффициент заглубления (КЗ), угол падения и угол отверстия. Световой коэффициент выражает отношение площади световой (остекленной) поверхности окон, принимаемой за единицу, к площади пола помещения. Для расчета светового коэффициента измеряют площадь остекления окон и площадь пола (в м 2), а затем вычисляют их отношение. Световой коэффициент в жилых и детских дошкольных учреждениях рекомендован на уровне 1:5-1:6, в учебных помещениях 1:4-1:5. При проектировании аптек необходимо учитывать, чтобы СК был не ниже указанных величин (табл.13).
Таблица 13. Значение светового коэффициента в аптечных помещениях
Коэффициент заглубления выражает отношение расстояния от пола до верхнего края окна к глубине помещения. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается глубиной помещения до 6 м.
Оценка естественного освещения только по световому коэффициенту и коэффициенту заглубления может оказаться неточной, так как не учитывается возможность затенения окон противоположно стоящими зданиями и деревьями, поэтому для уточнения оценки дополнительно определяется угол падения световых лучей и угол отверстия.
Угол падения показывает, под каким углом световые лучи из окна падают на освещаемую горизонтальную рабочую поверхность в помещении. В том случае, если из-за противостоящего здания или деревьев в комнату попадает не прямой солнечный свет, а только отраженные лучи, их спектр лишен коротковолновой, самой эффективной в биологическом отношении части - ультрафиолетовых лучей. Угол падения света на рабочем месте должен быть не менее 27?. Угол, в пределах которого в определенную точку помещения попада- ют прямые лучи с небосвода, носит название угла отверстия. Угол отверстия должен быть не менее 5?. Определение и оценка величин углов падения света и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам. Характеристика и оценка достаточности естественного освещения помещения производятся в соответствии с гигиеническими нормативами (табл. 15).
Искусственное освещение
Искусственное освещение применяется в помещениях без естественного освещения или при выполнении точных зрительных работ с недостаточным естественным освещением в дневное время (совмещенное освещение). Основными гигиеническими требованиями
к искусственному освещению являются достаточный уровень его интенсивности, равномерность и постоянство во времени, отсутствие слепящего действия и резких теней, вызванных источником, обеспе- чение правильной цветопередачи. Создаваемый им спектр должен быть приближен к спектру естественного солнечного света.
Рациональное искусственное освещение обеспечивается правильным выбором системы освещения, источников света, светильников, их размещением, видом осветительной арматуры, направлением све- тового потока и характером света. Искусственное освещение может быть трех систем: общее (равномерное - при размещении светильников в верхней зоне помещения по всей ее площади или локализованное - при расположении светильников с учетом размещения оборудования и рабочих мест), местное и комбинированное (общее освещение дополняется местным). Равномерность освещения в помещении обеспечивает общая система освещения. Достаточная освещенность на рабочем месте может быть достигнута путем использования мес- тной системой освещения (настольные лампы). Наилучшие условия достигаются при комбинированной системе освещения (общее + местное). Использование местного освещения без общего в служебных помещениях недопустимо.
В качестве источников искусственного освещения в настоящее время применяются газоразрядные лампы и лампы накаливания. В лампах накаливания свечение возникает в результате нагрева вольфрамовой нити лампы до высоких температур. Ввиду низкой световой отдачи, небольшого срока службы (до 1500 ч), преобладания в спектре лампы желтовато-красных цветов, что искажает цветовое восприятие, применение ламп накаливания ограничено. Галогеновые лампы накаливания с вольфрамово-йодным (галогеновым) циклом более эффективны, их световая отдача и срок службы выше (до 8000 ч). Спектр галогеновых ламп накаливания близок к естественному свету, что позволяет их использовать в общественных помещениях (библиотеках, столовых и др.). В основном лампы накаливания используются для местного освещения, в помещениях с кратковременным пребыванием людей и в случаях, если применение газоразрядных ламп невозможно по технологическим причинам.
Применяемые газоразрядные лампы бывают низкого давления (люминесцентные) и высокого давления. Действующими нормами («Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» СанПиН
2.2.1/2.1.1.1278-03) люминесцентные лампы приняты в качестве основных для общественных и производственных помещений из-за того, что они обладают значительной световой отдачей, позволяющей создать высокие уровни освещенности, экономичность, имеют мягкий, рассеянный свет и сравнительно невысокую яркость, их спектр излучения близок спектру дневного света. Принцип действия люминесцентных ламп заключается в преобразовании излучения ртутного разряда в видимые лучи, что достигается возбуждением люминофоров ультрафиолетовыми лучами. Для этого внутренняя поверхность колбы покрывается специальным составом - люминофором, внутри колбы помещается капелька ртути для образования ртутных паров. При пропускании электрического тока через лампу возникает ультрафиолетовое излучение, под влиянием которого люминофоры начинают светиться.
Люминесцентные лампы выпускаются нескольких типов в зависимости от состава люминофора. Лампы дневного света (ЛД) с голубоватым цветом излучения рекомендованы к применению в помещениях с правильным цветоразличением. Лампы белого цвета (ЛБ) с преобладанием в их спектре оранжево-желтых оттенков и особенно лампы холодного белого света (ЛХБ), белого света с улучшенной цветопередачей (ЛХЕ) и дневного света, правильной цветопередачей (ЛДЦ) используются в жилых, учебных и аптечных помещениях, где требуется хорошая цветопередача человеческого лица. Лампы теплого белого света (ЛТБ) имеют преобладание в спектре желтых и розовых лучей, поэтому используются для освещения вокзалов, вестибюлей кинотеатров, помещений метро.
Светильник применяется для защиты глаз от слепящего действия источника света. Светильник состоит из двух частей - источника света (лампы) и осветительной арматуры. С точки зрения перерасп- ределения светового потока различают светильники прямого, отраженного и рассеянного света. Арматура светильников прямого света за счет внутренней отражающей поверхности направляет около 90% света лампы на освещаемое место. Светильники отраженного света, наоборот, большую часть светового потока направляют вверх, за счет чего помещение освещается мягким, равномерным рассеянным светом, но при этом теряется 50% света. Наиболее часто в жилых, учебных, а также больничных и аптечных помещениях используются светильники рассеянного света, который распределяется равномерно по всему помещению, не дает резких теней и бликов. Для получе-
ния рассеянного света в светильниках применяется молочное или матовое стекло.
Количество светильников и мощность ламп рассчитываются по уровню освещенности на рабочих местах, которое должно соответствовать установленным гигиеническим нормативам. Измерение уровня искусственного освещения непосредственно на горизонтальной поверхности рабочего места производится с помощью люксметра (объективный метод). Контрольные точки для измерения минимальной освещенности размещают в центре помещения, под светильниками, между светильниками и их рядами, у стен на расстоянии не менее 1 м. Измерение уровня искусственного освещения проводится в темное время суток.
На практике при проектировании осветительных установок и экспертизе проектов производственных помещений часто применяются расчетные методы определения освещенности. Наиболее широко используется метод удельной мощности. Количество светильников и мощность ламп рассчитываются по уровню освещенности на рабочих местах, которое должно соответствовать установленным гигиеническим нормативам.
Метод удельной мощности (метод ватт) рекомендуется для ориентировочного определения искусственной освещенности. Он основан на подсчете суммарной мощности всех источников света (W) в помещении и определении удельной мощности ламп (P) путем деления W на площадь помещения (S) (P=W/S, Вт/м 2). Искусственная освещенность рассчитывается при умножении удельной мощности ламп на коэффициент е, показывающий, какую освещенность (в лк) дает удельная мощность, равная 1 Вт/м 2 . Значение е для помещений с площадью не более 50 м 2 при напряжении в сети 220 В для ламп накаливания мощностью менее 100 Вт равно 2,0; для ламп 100 Вт и более - 2,5; для люминесцентных ламп - 12,5.
Пример. Площадь материальной комнаты 25 м 2 . Она освещается двумя лампами накаливания по 100 Вт, напряжение в сети 220 В.
Удельная мощность ламп = (100 Вт * 2 лампы) : 25 м 2 = 8 Вт/м 2 .
Искусственная освещенность = 8 Вт/м 2 * 2,5 = 20 лк.
Необходимая величина освещенности на рабочих местах устанавливается в зависимости от размера объектов различения, так как рассматривание мелких деталей при недостаточной освещенности приводит к значительному снижению зрительной работоспособности и
производительности труда. Нормы искусственной освещенности при выполнении зрительных работ разной точности (от I до VI разряда) в аптечных помещениях приведены в табл. 14-15.
Таблица 14. Нормы искусственной освещенности аптечных помещений
(СНиП 23-05-95)
Характеристика зрительной работы | Размер объектов различения, мм | Разряд зрительной работы | Освещенность на рабочем месте, лк | Помещения аптеки |
Очень высокой точности | 0,15-0,3 | 500-400 | Ассистентская, асептическая |
|
Средней точности | 0,5-1,0 | (200)150 | Торговый зал |
|
Малой точности | 1,0-5,0 | (200)100 | Моечная |
|
Грубая | 50-75 | Материальная |
Таблица 15. Нормы естественного, совмещенного и искусственного освещения жилых, учебных, аптечных и лечебных помещений (извлечения из СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03)
Освещение
Наименование помещения | Естественное/ совмещенное (КЕО), % | Искусственное (люминесцентные лампы), лк |
Жилые комнаты | 0,5/- | |
Помещения аптек |
||
Площадь для посетителей в торговом зале | -/0,4 | |
Рецептурный отдел, отделы ручной продажи, оптики, готовых лекарственных средств | -/0,6 | |
Ассистентская, асептическая, анали- тическая, фасовочная, заготовочная концентратов и полуфабрикатов, кон- трольно-маркировочная | -/0,9 | |
Окончание табл. 15
Стерилизационная, моечная | 1,0/0,6 | |
Помещения хранения лекарственных и перевязочных средств, посуды | ||
Помещения хранения кислот, дезин- фекционных средств, горючих и легковоспламеняющихся жидкостей | ||
Кладовая тары | ||
Учебные помещения школ и вузов |
||
Аудитории, классные комнаты школ | 1,5/1,3 | |
Аудитории, учебные кабинеты, лаборатории вузов | 1,2/0,7 | |
Кабинеты информатики | 1,2/0,7 | |
Кабинеты черчения и рисования | 1,5/0,7 | |
Помещения лечебно-профилактических учреждений |
||
Операционная | ||
Родовая, перевязочные, реанимационные | 1,5/0,9 | |
Предоперационная | 1,0/0,6 | |
Кабинеты врачей | 1,5/0,9 | |
Палаты для новорожденных, послео- перационные, интенсивной терапии | 1,0/- | |
Палаты | 0,5/- | |
Лабораторная работа «Определение и оценка естественного и искусственного освещения помещения»
Задания студенту
1. Определить тип инсоляционного режима учебного помещения.
2. Определить показатели естественного освещения в учебном помещении (световой коэффициент, коэффициент заглубления) и на рабочем месте (КЕО, углы падения света и отверстия). Оценить условия естественного освещения помещения в целом и своего рабочего места.
3. Определить освещенность помещения искусственным светом объективным и расчетным методами. Дать оценку освещенности и характеристику системы освещения, источников света, вида арматуры и характера света в применяемых светильниках.
4. Написать санитарно-гигиеническое заключение на основании сопоставления результатов определения показателей освещенности с их гигиеническими нормативами (СанПиН2.2.1/2.1.1.1278-03).
Методика работы
1. Определение типа инсоляционного режима учебного помещения проводится с учетом ориентации здания по сторонам света, затенения окон соседними домами, величиной светопроемов.
2. Определение и оценка показателей естественного освещения помещений
Определение коэффициента естественной освещенности Измерить с помощью люксметра естественную освещенность на
рабочем месте в помещении (Е 1) и освещенность горизонтальной плоскости вне здания (Е0). Расчет коэффициента естественной освещенности производится по формуле:
КЕО = Е 1 100 / Е 0 , %,
где: Е1 - освещенность на горизонтальной поверхности внутри помещения;
Е0 - освещенность горизонтальной плоскости вне здания.
Определение светового коэффициента
Для расчета светового коэффициента измерить площадь остекления окон и площадь пола (в м 2), затем вычислить их отношение. СК выражается дробью, числитель которой - единица, а знаменатель - частное от деления площади помещения на площадь поверхности стекол. Пример. Остекленная поверхность окон помещения равна в сумме 4,25 м 2 , площадь пола - 28,4 м 2 . СК = 1:4,25/28,4 = 1:6.
Определение коэффициента заглубления
Для расчета коэффициента заглубления измерить расстояние от пола до верхнего края окна, а также расстояние от светонесущей до противоположной стены, затем вычислить их отношение. КЗ выражается дробью, при этом числитель дроби приводится к 1, для чего числитель и знаменатель делят на величину числителя.
Определение углов падения света и отверстия (рис. 12)
Угол падения (а) образован двумя линиями, одна (СА) идет от верхнего края окна к точке, где определяются условия освещения, вторая (АВ) - линия на горизонтальной плоскости, соединяющая точку измерений со стеной, на которой расположено окно.
Рис. 12. Угол падения света (α) и угол отверстия (β)
Угол отверстия (β) образуется двумя линиями, идущими от точки измерения на рабочем месте: одна (СА) - к верхнему краю окна, другая (АД) - к самой верхней точке противостоящего здания или какого-либо ограждения (забор, деревья и т. п.).
Измерение углов падения и отверстия может производиться: визуально - при помощи линейки и транспортира, графическим методом - путем построения в определенном масштабе прямоугольного треугольника, а также оптическим угломером. Для определения углов падения и отверстия графическим методом нужно замерить рулеткой расстояние по горизонтали от точки на рабочей поверхности до светонесущей стены (рис. 12 - АВ). Затем от точки пересечения этой горизонтали со стеной измерить расстояние по вертикали до верхнего края окна (рис. 12 - ВС). Оба отрезка в определенном масштабе нанести на чертеж. Соединив на чертеже точку, соответствующую верхнему краю окна (С), с точкой на рабочей поверхности (А), получить прямоугольный треугольник, острый угол при основании которого (α) и есть угол падения света. Он может быть измерен транспортиром или с помощью таблицы тангенсов: tgα = СВ/АВ. Для измерения угла отверстия необходимо отметить на поверхности окна горизонтальную точку, совпадающую со зрительной линией, направленной из точки измерения к верхнему краю противостоящего здания или предмета. Нанести эту отметку в прежнем масштабе на чертеж (рис. 12 - точка Д) и, соединив ее с точкой измерений на рабочей поверхности (рис. 12 - АД), получить угол отверстия (β), который также можно измерить транспортиром или определить с помощью таблицы тангенсов (табл. 16) как разность между углами
Тангенс | Угол, град | Тангенс | Угол, град | Тангенс | Угол, град |
0,176 | 0,404 | 0,675 | |||
0,194 | 0,424 | 0,700 | |||
0,213 | 0,445 | 0,727 | |||
0,231 | 0,466 | 0,754 | |||
0,249 | 0,488 | 0,781 | |||
0,268 | 0,510 | 0,810 | |||
0,287 | 0,532 | 0,839 | |||
0,306 | 0,554 | 0,869 | |||
0,325 | 0,577 | 0,900 | |||
0,344 | 0,601 | 0,933 | |||
0,364 | 0,625 | 0,966 | |||
0,384 | 0,649 | 1,000 |
Характеристика и оценка достаточности естественного освещения помещения производится в соответствии с нормативами, приведенными в таблицах.
3. Определение и оценка искусственного освещения
Характеристика (описание) системы искусственного освещения (общее равномерное, общее локализованное, местное, комбинированное, совмещенное), типа источника света (лампы накаливания, люминесцентные и т.д.), их мощности, вида арматуры и в связи с этим направления светового потока и характера света (прямой, рассеянный, отраженный), наличия или отсутствия резких теней и блесткости.
Определение искусственной освещенности
Измерить освещенность непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра;
Определить освещенность ориентировочно расчетным методом.
Образец протокола для выполнения лабораторного задания «Гигиеническая оценка естественного и искусственного освещения»
1. Определение и гигиеническая оценка типа инсоляционного режима исследуемого помещения: ориентация здания по сторонам света... расстояние до противостоящего здания... его высота.. , цвет стен... расстояние до зеленых насаждений... величин оконных проемов...
2. Определение вида работ по степени точности (в зависимости от размера объекта различения).
3. Гигиеническая оценка естественного освещения:
Общая характеристика: в лаборатории... окон, цвет окраски: стен... потолка... пола... периодичность очистки оконных стекол.
Определение КЕО с помощью люксметра Ю-116. Горизонтальная освещенность вне здания... лк, Освещенность на рабочем месте... лк,
КЕО = ... %.
Определение СК.
Площадь остекления окон... м 2 , площадь пола... м 2 ,
СК = ...
Определение КЗ.
Расстояние от пола до верхнего края окна... м, Расстояние от светонесущей до противоположной стены... м,
КЗ = ...
Определение угла падения света (чертеж и расчеты).
Определение угла отверстия (чертеж и расчеты).
4. Гигиеническая оценка искусственного освещения:
Характеристика искусственного освещения: в лаборатории... система освещения, количество светильников... источник освещения... тип ламп... количество ламп. мощность одной лампы... вид осветительной арматуры... , светильники... света, содержание осветительных установок и периодичность очистки светильников.
Определение искусственной освещенности.
Объективным методом (с помощью люксметра). Освещенность на рабочем месте... лк.
Расчетным методом: в лаборатории площадь пола... число светильников... тип ламп... количество ламп... их мощность... удельная мощность... освещенность... лк.
Заключение (образец)
1. Помещение лаборатории (аптеки) с учетом характера зрительной работы и светового климата имеет хорошее (не совсем удовлетворительное) освещение. Все показатели естественного освещения соответствуют гигиеническим нормативам [отдельные показатели (перечислить, какие) не соответствуют гигиеническим нормативам]:
КЕО = ... (указать соответствие нормативу);
Световой коэффициент = ... (указать соответствие нормативу);
Угол падения света = ... (указать соответствие нормативу);
Угол отверстия = ... (указать соответствие нормативу).
Подбор цветовой отделки поверхностей производственных помещений и оборудования, их чистота соответствует (не соответствует) гигиеническим требованиям, основанным на учете характера выполняемой работы.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО
ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
ББК я73
Утверждено Научно-методическим советом университета
А в т о р: канд. биол. наук, ст. преподаватель
Р е ц е н з е н т ы: зав. отделом комплексных проблем физических факторов среды обитания человека ГУ «Республиканский научно-практический центр гигиены», канд. мед. наук; доцент кафедры гигиены труда, канд. мед. наук
Гигиеническая оценка естественного и искусственного освещения помещений: Метод. рекомендации / – Мн.: БГМУ, 2005. – с.
Рассматриваются вопросы гигиенических требований к естественному и искусственному освещению, показателям оценки и нормирования освещения.
Предназначается для студентов 3-го курса всех факультетов.
ББК я73
© Белорусский государственный
медицинский университет, 2005
Тема занятия: ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО И
ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Общее время занятий: 3 учебных часа.
Мотивационная характеристика темы: Видимое излучение представляет собой узкий диапазон в спектре электромагнитного излучения Солнца (от 400 до 760 нм), но по физиологическому и гигиеническому значению оно занимает ведущее место среди факторов внешней среды. Дневной свет оказывает благоприятное влияние на организм, стимулирует его жизнедеятельность, улучшает психо-эмоциональное состояние человека (особенно больного). Под его воздействием усиливается обмен веществ в организме, активизируются процессы кроветворения, улучшается работа эндокринных желез и т. д. Режим освещенности играет существенную роль в регуляции биологических ритмов.
Интенсивность освещенности рабочего места имеет большое значение для профилактики нарушений зрения, особенно, при работах, требующих зрительного напряжения. Нерациональное освещение приводит к зрительному утомлению, снижению работоспособности, способствует развитию близорукости . Гигиеническое нормирование уровней освещенности устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительных функций людей и отражено в определенных санитарных правилах и нормах. Поэтому врачи любой специализации должны знать суть и роль в жизни человека видимого излучения, обязаны уметь давать соответствующие рекомендации по рациональному использованию освещения для сохранения здоровья.
Цель занятия: Ознакомить студентов с гигиеническими требованиями к естественному и искусственному освещению помещений, показателями для их оценки и нормированием.
Задачи занятия:
1. Овладеть методиками гигиенической оценки инсоляционного режима, естественной и искусственной освещенности учебного помещения.
2. Овладеть практическими навыками работы с люксметром и оценке результатов измерений освещенности.
3. Закрепить знания по нормированию естественной и искусственной освещенности для помещений различного назначения решением ситуационных задач по теме.
Требования к исходному уровню знаний: Для полного усвоения темы необходимо повторить из:
· физики – глаз как оптическая система, система световых измерений, единицы световых измерений;
· биологии – биологическое действие солнечной радиации видимого спектра;
· из физиологии – физиологические функции зрения.
Контрольные вопросы из смежных дисциплин:
1. Дать определение основных показателей, характеризующих освещение (спектральный состав света, световой поток, сила света, освещенность, яркость, коэффициент отражения, равномерность освещения).
2. В чем суть биологического действия видимого излучения на организм человека?
3. Дать определение основных функций зрительного анализатора (острота зрения, контрастная чувствительность, скорость зрительного восприятия, цветовосприятие, адаптация, аккомодация).
Контрольные вопросы по теме занятий:
1. Гигиеническое значение естественного освещения.
2. Факторы, влияющие на естественное освещение помещений. Дать определение понятиям – световой климат, инсоляционный режим.
3. Основные типы инсоляционного режима помещений. Требования к ориентации помещений больницы.
4. Устройство, принцип действия и методика определения освещенности с помощью люксметра.
5. Методика оценки показателей освещения методом. Определение коэффициента естественной освещенности (КЕО).
6. Методика оценки показателей освещения помещений геометрическим методом (световой коэффициент, угол падения, угол отверстия, коэффициент глубины заложения).
7. Нормативные требования, предъявляемые к показателям естественного освещения.
8. Гигиенические требования, предъявляемые к источникам искусственного света и осветительной арматуре.
9. Дать сравнительную характеристику ламп накаливания и люминесцентных ламп.
10. Гигиеническое значение показателей яркости и равномерности освещения. Методика их определения.
11. Принцип определения уровня искусственной освещенности расчетным методом «Ватт».
У Ч Е Б Н Ы Й М А Т Е Р И А Л
ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отраженным). Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).
▼Естественное освещение помещений зависит от:
1. Светового климата – совокупность условий естественного освещения в той или иной местности, которые складываются из общих климатических условий, степени прозрачности атмосферы, а также отражающих способностей окружающей среды (альбедо подстилающей поверхности).
2. Инсоляционного режима – продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, зависящая от географической широты места, ориентации зданий по сторонам света, затенения окон деревьями или домами, величины светопроемов и т. д.
Инсоляция является важным оздоравливающим, психо-физиологическим фактором и должна быть использована во всех жилых и общественных зданиях с постоянным пребыванием людей, за исключением отдельных помещений общественных зданий, где инсоляция не допускается по технологическим и медицинским требованиям. К таким помещениям согласно СанПиН № РБ относятся:
§ операционные;
§ реанимационные залы больниц;
§ выставочные залы музеев;
§ химические лаборатории ВУЗов и НИИ;
§ книгохранилища;
§ архивы.
Инсоляционный режим оценивается продолжительностью инсоляции в течение суток, процентом инсолируемой площади помещения и количеством радиационного тепла, поступающего через проемы в помещение. Оптимальная эффективность инсоляции достигается ежедневным непрерывным облучением прямыми солнечными лучами помещений в течение 2,5 – 3-х часов.
▼В зависимости от ориентации окон зданий по сторонам света различают три типа инсоляционного режима: максимальный, умеренный, минимальный. (Приложение, табл. 1).
При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха – максимальному инсоляционному режиму. Поэтому, согласно СНиП 2.08.02-89, ориентация на запад окон палат интенсивной терапии, детских палат (до 3-х лет), комнат для игр в детских отделениях не допускается.
В средних широтах (территория РБ) для больничных палат, комнат дневного пребывания больных, классов, групповых комнат детских учреждений наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная (допустимая – ЮЗ, В).
На север, северо-запад, северо-восток ориентируются окна операционных, реанимационных, перевязочных, процедурных кабинеты, родовых залов, кабинетов терапевтической и хирургической стоматологии , что обеспечивает равномерное естественное освещение этих помещений рассеянным светом, исключает перегрев помещений и слепящее действие солнечных лучей, а также возникновение блескости от медицинского инструмента.
Нормирование и оценка естественного освещения помещений
Нормирование и гигиеническая оценка естественного освещения существующих и проектируемых зданий и помещений выполняется согласно СНиП II-4-79 светотехническими (инструментальными) и геометрическими (расчетными) методами.
Основным светотехническим показателем естественного освещения помещений является коэффициент естественной освещенности (КЕО) –отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (исключая прямой солнечный свет), выраженное в процентах:
КЕО = Е1/Е2 · 100%,
где Е1 – освещенность внутри помещения, лк;
Е2 – освещенность вне помещения, лк.
Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной освещенности с учетом всех факторов, влияющих на условия распределения естественного света в помещении. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром (Ю116, Ю117), принцип действия которого основан на преобразовании энергии светового потока в электрический ток. Воспринимающая часть – селеновый фотоэлемент, имеющий светопоглощающие фильтры с коэффициентами 10, 100 и 1000. Фотоэлемент прибора соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах.
▼При работе с люксметром необходимо соблюдать следующие требования (МУ РБ 11.11.12-2002):
· приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);
· на фотоэлемент не должны падать случайные тени или тени от человека и оборудования; если рабочее место затеняется в процессе работы самим работающим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях;
· измерительный прибор не должен располагаться вблизи источников сильных магнитных полей; не допускается установка измерителя на металлические поверхности.
Коэффициент естественной освещенности (согласно СНБ 2.04.05-98) нормируется для различных помещений с учетом их назначения, характера и точности выполняемой зрительной работы. Всего предусматривается 8 разрядов точности зрительной работы (в зависимости от наименьшего размера объекта различения, мм) и четыре подразряда в каждом разряде (в зависимости от контраста объекта наблюдения с фоном и характеристикой самого фона - светлый, средний, темный). (Приложение, табл. 2).
При боковом одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке условной рабочей поверхности (на уровне рабочего места) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема. (Приложение, табл. 3).
▼Геометрический метод оценки естественного освещения:
1) Световой коэффициент (СК) – отношение остекленной площади окон к площади пола данного помещения (числитель и знаменатель дроби делят на величину числителя). Недостатком этого показателя является то, что он не учитывает конфигурацию и размещение окон, глубину помещения.
2) Коэффициент глубины заложения (заглубления) (КЗ) – отношение расстояния от светонесущей до противоположной стены к расстоянию от пола до верхнего края окна. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается шириной притолоки (20-30 см) и глубиной помещения (6 м). Однако, не СК, не КЗ не учитывают затемнение окон противостоящими зданиями, поэтому дополнительно определяют угол падения света и угол отверстия.
3) Угол падения показывает, под каким углом лучи света падают на горизонтальную рабочую поверхность. Угол падения образуется исходящими из точки оценки условий освещения (рабочее место) двумя линиями, одна из которых направлена к окну вдоль горизонтальной рабочей поверхности, другая – к верхнему краю окна. Он должен быть равен не менее 270.
4) Угол отверстия дает представление о величине видимой части небосвода, освещающего рабочее место. Угол отверстия образуется исходящими из точки измерения двумя линиями, одна из которых направлена к верхнему краю окна, другая – к верхнему краю противостоящего здания. Он должен быть равен не менее 50.
Оценка углов падения и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам. (Приложение, рис. 1).
ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Недостаток естественного освещения должен быть восполнен искусственным, являющимся важнейшим условием и средством расширения активной деятельности человека.
▼Требования, предъявляемые к искусственному освещению:
· достаточная интенсивность и равномерность создаваемого освещения;
· не должно оказывать слепящего действия;
· не должно создавать резких теней;
· должно обеспечивать правильную цветопередачу;
· создаваемый источниками искусственного света спектр должен быть приближен к естественному солнечному спектру;
· свечение источников света должно быть постоянным во времени; они не должны изменять физико-химические свойства воздуха помещений;
· источники света должны быть взрыво - и пожаробезопасны.
Искусственное освещение осуществляется светильниками (осветительными установками) общего и местного освещения. Светильник состоит из источника искусственного освещения (лампы) и осветительной арматуры. В качестве источников искусственного электрического освещения помещений в настоящее время применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы.
▼По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ:
1) создают рассеянный свет, не дающий резких теней;
2) характеризуются малой яркостью;
3) не обладают слепящим действием.
Вместе с тем люминесцентные лампы обладают рядом недостатков:
1) нарушение цветопередачи;
2) создание ощущения сумеречности при низкой освещенности;
3) появление монотонного шума во время работы;
4) периодичность светового потока (пульсация) и появление стробоскопического эффекта – искажение зрительного восприятия направления и скорости движения вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов.
Для перераспределения светового потока в нужных целях используется осветительная арматура. Она обеспечивает также защиту глаз от блескости источника света, а источник света от механических повреждений, влаги, взрывоопасных газов и т. д. Кроме того, арматура выполняет эстетическую роль.
Для характеристики искусственного освещения отмечают вид источника света (лампы накаливания, люминесцентные лампы и т. д.), их мощность, систему освещения (общее равномерное, общее локализованное, местное, комбинированное), вид арматуры и в связи с этим направление светового потока и характер света (прямой, рассеянный, отраженный), наличие или отсутствие резких теней и блескости.
Отраженная блескость – характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия снижающего контраст между объектом и фоном. Требования, предъявляемые к осветительным установкам, отражены в Приложении (табл. 4).
В основу гигиенического нормирования искусственного освещения положены такие условия, как назначение помещения, характер и условия работы или другой деятельности людей в данном помещении, наименьшие размеры рассматриваемых деталей, расстояние их от глаза, контраст между объектом и фоном, требуемая скорость различия деталей, условия адаптации глаза, движущие механизмы и другие опасные в отношении травматизма объекты и т. д. (Приложение, табл. 5).
Равномерность освещения в помещении обеспечивает общая система освещения. Достаточная освещенность на рабочем месте может быть достигнута путем использования местной системы освещения (настольные лампы). Наилучшие условия освещения достигаются при комбинированной системе освещения (общее + местное). Использование одного местного освещения без общего в служебных помещениях недопустимо.
Оценка искусственного освещения
Искусственная освещенность может быть измерена непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра или определена ориентировочно расчетным методом.
▼Согласно МУ РБ 11.11.12-2002 измерение искусственного освещения с помощью люксметра от светильников (установок) искусственного освещения, в том числе, при работе в режиме совмещенного освещения (естественное + искусственное) должно проводиться на рабочих местах в темное время суток, когда отношение естественной освещенности к искусственной составляет не более 0,1. При комбинированном освещении (общее + местное) рабочих мест вначале измеряют суммарную освещенность от светильников общего освещения, затем включают светильники местного освещения и измеряют освещенность от светильников общего и местного освещения.
Для приблизительной оценки искусственной освещенности в дневное время суток, вначале определяют освещенность, создаваемую совмещенным освещением (естественным и искусственным), а затем – при выключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными составит приближенную величину освещенности, создаваемую искусственным освещением.
▼Расчетный метод «Ватт» определения искусственной освещенности основан на подсчете суммарной мощности всех ламп в помещении и определении удельной мощности ламп (Р; Вт/м2). Эту величину умножают на коэффициент Ет, показывающий какую освещенность (в лк) дает удельная мощность, равная 10 Вт/м2.
Для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:
Е = (Р Ет)/(10 К),
где Е – рассчитываемая освещенность, лк;
Р – удельная мощность, Вт/м2;
Ет – освещенность при удельной мощности 10 Вт/м, - зависит от мощности ламп накаливания и характера светового потока (находят по табл. 9 Приложения);
К – коэффициент запаса для жилых и общественных зданий равен 1,3.
Формула пригодна для ламп одинаковой мощности. Для ламп разной мощности, расчет освещенности производится отдельно для каждой группы ламп. Результаты суммируются.
При использовании люминесцентных ламп – удельной мощности 10 Вт/м2 соответствует 150 лк освещенности (независимо от их мощности и характера светового потока).
▼Расчет необходимого количества светильников для создания заданного уровня искусственной освещенности в помещении можно произвести расчетным путем, пользуясь таблицами удельной мощности (Приложение, табл. 6). Эти таблицы составлены для соответствующих светильников и соответствующих коэффициентов отражения потолка, пола и стен (Рпот, Рпол, Рст).
Величина удельной мощности зависит от высоты подвеса светильника, площади помещения и уровня освещенности, который необходимо создать в данном помещении.
Для определения необходимого количества светильников найденную величину удельной мощности (на пересечении необходимого уровня освещенности и площади помещения с учетом высоты подвеса) нужно умножить на площадь помещения и разделить на мощность всех ламп, входящих в светильник. В светильник ШОД входят две люминесцентные лампы мощностью 40 или 80 Вт.
▼Расчет яркости освещаемой поверхности выполняется по формуле:
L = (Е К)/π,
где L – яркость – сила света, исходящая с единицы площади поверхности в определенном направлении (кандела/м2; кд/м2);
Е – освещенность, лк;
К – коэффициент отражения поверхности (отношение отраженного светового потока к падающему);
Значения коэффициента отражения поверхности: белая –0,8; светло-бежевая – 0,5; светло-желтая – 0,6; зеленая – 0,46; светло-голубая – 0,3; темно-желтая – 0,2; темно-зеленая – 0,1; коричневая – 0,15; черная – 0,1; операционное поле – 0,2; свежевыпавший снег – 0,9; незагоревшая кожа – 0,35.
Уровнем яркости светящейся поверхности определяется ее блескость.
Оптимальная яркость рабочих поверхностей – несколько сот кд/м2. Допустимая яркость источников освещения, постоянно находящихся в поле зрения человека не более 2000 кд/м2, а яркость источников редко попадающих в поле зрения – не более 5000 кд/м2. Яркость, превышающая 5000 кд/м2, вызывает чувство слепимости.
▼Расчет коэффициента равномерности освещенности (отношение минимальной освещенности к максимальной) производится по формуле:
q = (Е · 100%)/Еmax,
где q – коэффициент равномерности освещенности, %;
Е – освещенность исследуемой рабочей поверхности, лк;
Еmax - максимальная освещенность в данном помещении, лк.
При полной равномерности освещения – q равен 100%. Чем меньше значение q, тем не равномернее освещенность помещения. Освещенность самого темного места помещения не должна быть слабее освещенности самого светлого места более чем в 3 раза.
З А Д А Н И Е Д Л Я С А М О С Т О Я Т Е Л Ь Н О Й Р А Б О Т Ы
1. Ознакомиться с гигиеническим требованиями к естественному и искусственному освещению, показателями для их оценки и нормирования (Раздел «Учебный материал»).
2. Записать в тетради общие данные, характеризующие помещение:
· наименование и назначение помещения;
· ориентация окон помещения по отношению к сторонам света (тип инсоляционного режима);
· наличие затеняющих объектов; одностороннее или двухстороннее естественное освещение;
· количество окон;
· форма оконных проемов;
· высота от пола до подоконника; от верхнего края окон до потолка;
· наличие предметов, задерживающих свет;
· окраска потолка и стен.
3. Оценить естественное освещение помещения светотехническим методом:
· определить освещение с помощью люксметра у внутренней стены – 1 м от стены на уровне рабочего места (Е1);
· вычислить КЕО по формуле.
4. Оценить естественное освещение помещения геометрическим методом (косвенная оценка):
· определить световой коэффициент (СК):
o измерить площадь пола;
o измерить площадь остекленения;
o вычислить СК (отношение площади стекла к площади пола);
· определить угол падения (α):
o измерить расстояние от рабочего места до окна (l);
o измерить высоту окна (Н);
· определить угол отверстия (γ):
o измерить высоту окна до точки проекции затемняющего объекта на стекле (h);
o определить величину угла отверстия (γ) по разности углов падения (α) и затенения (β);
· определить коэффициент глубины заложения (КГЗ):
o измерить расстояние от окна до противоположной стены (В);
o измерить расстояние от пола до верхнего края окна (Н1);
o вычислить КГЗ (В/Н1).
5. Дать общую гигиеническую оценку полученным результатам и условиям естественного освещения помещения (Приложение, табл. 3).
6. Описать систему искусственного освещения помещения.
7. Измерить уровень искусственной освещенности на рабочих местах с помощью люксметра.
8. Определить уровень минимальной освещенности расчетным методом «Ватт» (Приложение, табл. 9).
9. Определить уровень яркости поверхности рабочего стола.
10. Произвести расчет коэффициента равномерности освещенности помещения.
11. Дать общую гигиеническую оценку условиям искусственного освещения помещения (Приложение, табл. 10)
С А М О К О Н Т Р О Л Ь У С В О Е Н И Я Т Е М Ы
Решите ситуационные задачи:
1. Комната в общежитии площадью 16 м2 освещается 2 лампами накаливания по 100 Вт каждая. Светильники полуотраженного света, напряжение в сети 220 В.
2. Глубина комнаты 5,5 м, длина 6 м, высота 3,4 м. В комнате два окна, застекленная площадь каждого окна 2,7 м2, ориентация – на запад. Высота окон над полом 2,85 м. Окраска стен – светло-серая, потолка – белая.
Дать комплексную гигиеническую оценку естественному освещению комнаты (учебной): тип инсоляционного режима, световой коэффициент, коэффициент глубины заложения.
3. Центр рабочего стола студента находится на расстоянии 2 м от окна. Высота верхнего края остекленения окна от горизонтальной плоскости рабочего места – 1,91 м. В 15-ти метрах от окна расположено соседнее здание, которое возвышается на 8 м от вышеуказанной горизонтальной плоскости.
4. В жилой комнате одно окно. Ширина – 1 м, высота – 1,8 м. Площадь оконных переплетов составляет 20% общей площади окна. Площадь комнаты 17 м2.
5. При боковом одностороннем естественном освещении учебной комнаты горизонтальная освещенность рабочего места на расстоянии 1 м от стены наиболее удаленной от светового проема составляет 60 лк. Наружная горизонтальная освещенность от рассеянного света атмосферы составляет 7500 лк.
6. Читальный зал площадью 100 м2 освещается 40 люминесцентными лампами по 40 Вт каждая. Напряжение в сети 220 В.
7. В светильник ШОД входят две люминесцентные лампы мощностью 40 Вт каждая.
Рассчитать необходимое количество светильников для рекреационного зала площадью 70 м2. Высота подъема светильников 3,5 м. Нормируемая освещенность должна составлять 150 лк.
ЛИТЕРАТУРА
1. , Познанский Г. Х. Гигиена. Киев: Вища школа, 1984. С. 129 – 133.
2. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и экологии человека /Под ред. . 2-е изд. Москва: ВУНМЦ МЗ РФ, 1999. С. 17 – 27.
3. Общая гигиена: пропедевтика гигиены. Учебник для иностранных студ. /, и др. Киев: Вища школа, 1999. С. 242 – 254.
4. , Горлова по общей гигиене: Учебное пособие. – М.: Изд-во УДН, 1991. С. 31 – 38.
5. Естественное и искусственное освещение. СНБ 2.04.05 – 98.
6. Измерения и гигиеническая оценка освещения рабочих мест. Методические указания МУ РБ 11.11.12 – 2002.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Типы инсоляционного режима помещений
Инсоляционный режим | Ориентация по сторонам света | Время инсоляции, | % инсолируемой площади пола помещений | Количество тепла за счет солнечной радиации, кДж/м2 (ккал/м2) |
Максимальный | ||||
Умеренный | ||||
Минимальный |
Таблица 2
Нормы КЕО (в %) при верхнем и боковом расположении окон
в производственных помещениях
Характеристика зрительной работы | Разряд работы | Размер объектов различения, мм | При естественном освещении | При совмещенном естественном и искусственном освещении |
верхнее | боковое |
Естественное освещение.
Все учебные помещения должны иметь естественное освещение в соответствии с гигиеническими требованиями к естественному, искусственному, совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
Без естественного освещения допускается проектировать: снарядные, умывальные, душевые, туалеты при гимнастическом зале; душевые и туалеты персонала; кладовые и складские помещения, радиоузлы; кинофотолаборатории; книгохранилища; бойлерные, насосные водопровода и канализации; камеры вентиляционные и кондиционирования воздуха; узлы управления и другие помещения для установки и управления инженерным и технологическим оборудованием зданий; помещения для хранения дезинфекционных средств.
В учебных помещениях следует проектировать боковое естественное левостороннее освещение. При глубине учебных помещений более 6 м обязательно устройство правостороннего подсвета, высота которого должна быть не менее 2,2 м от пола.
Не допускается направление основного светового потока спереди и сзади от обучающихся.
В мастерских для трудового обучения, актовых и спортивных залах может применяться двустороннее боковое естественное освещение.
В помещениях общеобразовательных учреждений обеспечиваются нормированные значения коэффициента естественной освещенности (КЕО) в соответствии с гигиеническими требованиями к естественному, искусственному, совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
В учебных помещениях при одностороннем боковом естественном освещении КЕО на рабочей поверхности парт в наиболее удаленной от окон точке помещения должен быть не менее 1,5%. При двустороннем боковом естественном освещении показатель КЕО вычисляется на средних рядах и должен составлять 1,5%.
Световой коэффициент (СК - отношение площади остекленной поверхности к площади пола) должен составлять не менее 1:6.
Окна учебных помещений должны быть ориентированы на южные, юго-восточные и восточные стороны горизонта. На северные стороны горизонта могут быть ориентированы окна кабинетов черчения, рисования, а также помещение кухни. Ориентация кабинетов информатики - на север, северо-восток.
Светопроемы учебных помещений в зависимости от климатической зоны оборудуют регулируемыми солнцезащитными устройствами (подъемно-поворотные жалюзи, тканевые шторы) с длиной не ниже уровня подоконника.
Рекомендуется использование штор из тканей светлых тонов, обладающих достаточной степенью светопропускания, хорошими светорассеивающими свойствами, которые не должны снижать уровень естественного освещения. Использование штор (занавесок), в том числе штор с ламбрекенами, из поливинилхлоридной пленки и других штор или устройств, ограничивающих естественную освещенность, не допускается.
В нерабочем состоянии шторы необходимо размещать в простенках между окнами.
Для рационального использования дневного света и равномерного освещения учебных помещений следует:
Не закрашивать оконные стекла;
Не расставлять на подоконниках цветы, их размещают в переносных цветочницах высотой 65 - 70 см от пола или подвесных кашпо в простенках между окнами;
Очистку и мытье стекол проводить по мере загрязнения, но не реже 2 раз в год (осенью и весной).
Продолжительность инсоляции в учебных помещениях и кабинетах должна быть непрерывной, по продолжительности не менее:
2,5 ч. в северной зоне (севернее 58 градусов с.ш.);
2,0 ч. в центральной зоне (58 - 48 градусов с.ш.);
1,5 ч. в южной зоне (южнее 48 градусов с.ш.).
Допускается отсутствие инсоляции в учебных кабинетах информатики, физики, химии, рисования и черчения, спортивно-тренажерных залах, помещениях пищеблока, актового зала, административно-хозяйственных помещениях.
Искусственное освещение
Во всех помещениях общеобразовательного учреждения обеспечиваются уровни искусственной освещенности в соответствии с гигиеническими требованиями к естественному, искусственному, совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
В учебных помещениях система общего освещения обеспечивается потолочными светильниками. Предусматривается люминесцентное освещение с использованием ламп по спектру цветоизлучения: белый, тепло-белый, естественно-белый.
Светильники, используемые для искусственного освещения учебных помещений, должны обеспечивать благоприятное распределение яркости в поле зрения, что лимитируется показателем дискомфорта (Мт). Показатель дискомфорта осветительной установки общего освещения для любого рабочего места в классе не должен превышать 40 единиц.
Не следует использовать в одном помещении люминесцентные лампы и лампы накаливания для общего освещения.
В учебных кабинетах, аудиториях, лабораториях уровни освещенности должны соответствовать следующим нормам: на рабочих столах - 300 - 500 лк, в кабинетах технического черчения и рисования - 500 лк, в кабинетах информатики на столах - 300 - 500 лк, на классной доске - 300 - 500 лк, в актовых и спортивных залах (на полу) - 200 лк, в рекреациях (на полу) - 150 лк.
При использовании компьютерной техники и необходимости сочетать восприятие информации с экрана и ведение записи в тетради освещенность на столах обучающихся должна быть не ниже 300 лк.
В учебных помещениях следует применять систему общего освещения. Светильники с люминесцентными лампами располагаются параллельно светонесущей стене на расстоянии 1,2 м от наружной стены и 1,5 м от внутренней.
Классная доска, не обладающая собственным свечением, оборудуется местным освещением - софитами, предназначенными для освещения классных досок.
При проектировании системы искусственного освещения для учебных помещений необходимо предусмотреть раздельное включение линий светильников.
Для рационального использования искусственного света и равномерного освещения учебных помещений необходимо использовать отделочные материалы и краски, создающие матовую поверхность с коэффициентами отражения: для потолка - 0,7 - 0,9; для стен - 0,5 - 0,7; для пола - 0,4 - 0,5; для мебели и парт - 0,45; для классных досок - 0,1 - 0,2.
Рекомендуется использовать следующие цвета красок: для потолков - белый, для стен учебных помещений - светлые тона желтого, бежевого, розового, зеленого, голубого; для мебели (шкафы, парты) - цвет натурального дерева или светло-зеленый; для классных досок - темно-зеленый, темно-коричневый; для дверей, оконных рам - белый.
Необходимо проводить чистку осветительной арматуры светильников по мере загрязнения, но не реже 2 раз в год и своевременно заменять перегоревшие лампы.
Неисправные, перегоревшие люминесцентные лампы собираются в контейнер в специально выделенном помещении и направляют на утилизацию в соответствии с действующими нормативными документами.
