Свет является жизненно важным фактором внешней среды. Он оказывает влияние на многие физиологические процессы нашего организма, причем свет возбуждает деятельность отдельных органов и систем организма, в то время как темнота угнетает их. Как естественный, так и искусственный свет вызывает усиление газообмена, обмена веществ, дыхательной деятельности и окислительных процессов, содействует росту организма и повышению его сопротивляемости неблагоприятным условиям внешней среды.
Глаз человека способен воспринимать как свет лишь видимые излучения оптической области спектра. Все излучения, лежащие за пределами видимой области 360-760 лм, не вызывают ощущения света. Зрительные ощущения, позволяющие человеку воспринимать расположение, форму, размеры, окраску и многие другие свойства окружающих его объектов, возникают только после попадания света в глаз. Однако в одном случае объект различается резко и ясно, в другом – расплывчато; иногда видно хорошо, а иногда, наоборот, – плохо. Совсем не виден объект, если он находится в темноте и сам не светится или плохо освещен.
Поэтому важно не просто освещать помещение или отдельные рабочие места, а необходимо создать гигиенически рациональное освещение, которое соответствовало бы характеру производимой работы, назначению помещения, обеспечивало бы нормальную работоспособность и безопасность работы. Для зрительной работы существенное значение имеет не только количественная сторона освещения – величина освещенности, но и качество освещения, т. е. равномерность освещения на рабочей поверхности и в окружающем пространстве (распределение яркостей), контраст между рассматриваемым предметом и фаном (яркостный и цветовой), ограничение блескости, оказывающей слепящее действие (прямой и отраженной), а также направленность, диффузность и спектральный состав светового потока. Эти закономерности послужили обоснованием гигиенических требований к нормированию освещения.
Гигиенически рациональным является такое освещение, которое отвечает основным гигиеническим требованиям и обеспечивает:
- нормируемую освещенность – уровни освещенности, согласно действующим нормам;
- равномерность освещения – отношение минимальной освещенности к максимальной по нормам;
- ограничение прямой блескости – защиту глаз от прямых лучей, применением светильников с соответствующим защитным углом;
- ограничение отраженной блескости – защиту глаз от зеркально отраженных лучей, применением светильников с рассеивателями;
- ослабление теней на рабочих поверхностях – увеличение отраженной составляющей освещения;
- увеличение контраста между деталью и фоном – применением направленного света или освещения на просвет;
- правильное различение цветов – применением люминесцентных ламп соответствующего типа;
- обогащение светового потока ультрафиолетовым излучением – совместное применение эритемных и осветительных люминесцентных ламп;
- постоянство освещения во времени – ограничение колебаний светового потока;
- безопасность освещения – выбор напряжения в соответствии с требованиями правил – соответствующая арматура, заземление и т. д.
Рациональное освещение, отвечающее указанным выше гигиеническим требованиям, должно предохранять орган зрения, а вместе с тем и организм в целом от чрезмерного напряжения и утомления.
СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИЗМЕРЕНИЯ
Световое излучение – свет. Видимое излучение, оцениваемое по световому ощущению, которое оно производит на человеческий глаз.
Основные световые понятия установлены по отношению к видимым глазу излучениям:
1. Световой поток – мощность светового излучения; за единицу светового потока принят люмен (лм).
2. Сила света – пространственная плотность излучаемого светового потока, определяемая как отношение светового потока к величине телесного угла, в котором он распределен.
3. Освещенность – поверхностная плотность падающего на освещаемую поверхность светового потока, определяемая как отношение светового потока к величине освещаемой поверхности; единицей освещенности служит люкс (лк).
4. Яркость – отношение силы света в данном направлении к проекции светящей поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению; за единицу яркости принят нит (нт).
Основные световые величины и единицы (ГОСТ 7932-56) см. в табл. 38.
Таблица 38
Световые величины и единицы
Световые измерения
Фотометрические измерения принято разделять на объективные (при помощи приборов, измеряющих количество света без прямого участия глаза) и субъективные, или визуальные, при которых измерения производятся непосредственно глазом.
За последнее десятилетие объективные фотометры получили настолько широкое распространение, что в основном вытеснили визуальные приборы. Наибольшее распространение получили фотометры, состоящие из фотоэлемента и измерительного прибора.
Падающий на фотоэлемент свет обусловливает появление фотоэлектродвижущей силы, и в результате этого наличие электрического тока тем больше, чем более количество падающего света. Шкала соединенного с фотоэлементом электроизмерительного прибора обычно непосредственно градуируется в световых единицах, например люксах.
Для измерения фотоэлектрических величин применяются различные приборы. Измерение светового потока производится специальным фотометром, измерение яркости – яркомером, измерение освещенности – люксметром.
В санитарно-гигиенической практике чаще всего приходится измерять освещенность.
Объективный люксметр – простой портативный и удобный для работы прибор. Фотоэлектрический люксметр состоит из гальванометра и селенового фотоэлемента. Под влиянием падающего на фотоэлемент света в цепи возникает фототок, сила которого в определенных пределах пропорциональна освещенности.
В настоящее время завод «Вибратор» выпускает объективный люксметр Ю-16 (1956). Он является переносным портативным прибором, обеспечивающим непосредственный отсчет освещенностей по шкалам измерителя. Весь диапазон измеряемых освещенностей перекрывается шестью пределами измерений: 25–100–500–2500–10 000–50 000 лк. Люксметр состоит из светоприемника в виде селенового фотоэлемента в оправе прямоугольной формы с активной площадью 25 см2, измерительного прибора магнитоэлектрического типа, насадки, поглотителя и футляра. Прибор имеет три шкалы соответственно трем основным пределам измерений: 25, 100 и 500 лк. Поглотитель предназначен для расширения пределов измерений. Люксметр Ю-16 не имеет корригирующего фильтра, поэтому при измерении освещенности от люминесцентных ламп, чтобы получить истинное значение освещенности, нужно пользоваться следующими поправочными коэффициентами: для ламп ДС – 0,9; для ламп БС – 1,1. При измерении естественной освещенности поправочный коэффициент приближенно равен 0,8.
Таблица 39
Наименьшая освещенность на рабочих поверхностях в рабочих помещениях
Таблица 40
Нормы освещенности мест работы под открытым небом
НОРМЫ И ПРАВИЛА ОСВЕЩЕНИЯ
В табл. 39 приводятся величины наименьших освещенностей на рабочих поверхностях в производственных помещениях, а в табл. 40 под открытым небом. Что касается норм освещения жилых, общественных и вспомогательных помещений, то они приведены в табл. 41.
Таблица 41
Нормы освещения жилых, общественных
и вспомогательных помещений
Искусственное освещение может применяться двух систем:
а) общее освещение;
б) комбинированное освещение, когда, помимо общего, добавляется местное освещение.
Для всех основных помещений жилых и общественных зданий требуется дополнительно местное освещение (штепсельные розетки).
При устройстве комбинированного освещения освещенность на рабочей поверхности от светильника общего освещения должна составлять не менее 10% от нормы комбинированного освещения, но не менее 100 лк при люминесцентных лампах и 30 лк при лампах накаливания. Освещенность от светильников общего освещения свыше 200 лк при люминесцентных лампах и свыше 100 лк при лампах накаливания необязательна. Аварийное освещение нужно устраивать в тех случаях, когда оно необходимо для продолжения работы или для эвакуации людей при внезапном отключении рабочего освещения.
Важным гигиеническим требованием к освещению является ограничение ослепленности. С этой целью регламентируется наименьшая высота подвеса светильников общего освещения, соблюдение которой предохраняет от ослепленности (табл. 42).
Таблица 42
Наименьшая высота подвеса над полом светильников общего освещения
с лампами накаливания в помещениях
Наименьшая высота подвеса над полом или рабочей площадкой светильников общего освещения с люминесцентными лампами в помещениях приводится в табл. 43.
Таблица 43
Наименьшая высота подвеса над полом или рабочей площадкой
светильников общего освещения с люминесцентными лампами
В основных помещениях жилых и общественных зданий яркость светящихся поверхностей светильников общего освещения (любыми лампами) не должна превышать 5000 нт.
В классах и учебных кабинетах, палатах больниц, а также в спальнях детских учреждений яркость не должна превышать 2000 нт; в остальных помещениях больниц, школ и детских учреждений– 3000 нт.
Открытые (незащищенные) люминесцентные лампы для общего освещения не допускаются.
В табл. 44 и 45 приводятся нормы освещения открытых территорий: в табл. 44 – улиц и площадей; в табл. 45 – территорий промышленных предприятий и железнодорожных станционных путей.
Таблица 44
Нормы освещенности проездов и площадей улиц
в полосе движения транспорта
Таблица 45
Нормы освещенности территорий промышленных предприятий
и железнодорожных станционных путей
ИСТОЧНИКИ СВЕТА И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
В настоящее время наиболее распространенными являются электрические источники света.
Неэлектрические источники (свечи, фитильные лампы) используют лишь в еще не электрофицированных местностях, а также как запасное освещение.
Электрические источники света гигиеничны и надежны в эксплуатации, а также безопасны и экономичны.
Различают источники света, основанные на температурном излучении (лампы накаливания) и люминесцирующие источники света (газоразрядные, люминесцентные лампы).
Лампы накаливания
Современная лампа накаливания представляет собой колбу, заполненную инертным газом. Телом накала служит спиральная вольфрамовая нить.
Основными характеристиками электрической лампы считаются напряжение (вольтаж), мощность (излучаемый поток).
В настоящее время выпускаются так называемые зеркальные лампы, в которых на внутреннюю поверхность колб нанесен зеркальный слой. Эти лампы могут применяться без осветительной арматуры, так как зеркальный слой предназначен для перераспределения светового потока.
Осветительные лампы накаливания изготовляются на напряжение 110, 127 и 220 в, мощностью от 10 до 1000 вт.
Изготовляются также лампы на низкое напряжение 36 и 12 в. Эти лампы применяются для местного и переносного освещения.
Газоразрядные лампы
Свечение газоразрядных ламп основано на изучении газов или паров металла, возникающем под действием пропускаемого через них электрического тока. Среди газоразрядных ламп широкое распространение получили осветительные люминесцентные лампы, дающие свет, близкий к дневному.
Люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, покрытой изнутри люминофором и содержащей пары ртути, находящиеся под давлением в несколько миллиметров ртутного столба, и инертный газ (аргон).
Применяя различные люминофоры или их смеси, выпускают люминесцентные лампы различного спектрального состава.
Стандартные осветительные люминесцентные лампы выпускаются следующей цветности: лампы дневного света (ДС), лампы холодно-белого света (ХБС), лампы белого света (БС), лампы тепло-белого света (ТБС). Световая отдача люминесцентной лампы дневного света в 2-37г раза выше, чем у ламп накаливания.
Наряду с высокой экономичностью и хорошими цветовыми качествами люминесцентные лампы не лишены некоторых недостатков. Так, например, при наличии в поле зрения движущихся предметов создается впечатление их двоения (стробоскопический эффект). Чтобы исключить вредное влияние этого эффекта, лампы включают по специальной схеме. Недостатком люминесцентных ламп является и то, что при температуре воздуха выше 35 и ниже 10° затрудняется процесс включения ламп. Многократное включение и выключение ламп резко сокращает срок их службы.
Несмотря на указанные недостатки, люминесцентные лампы более перспективны, чем лампы накаливания. Область применения люминесцентного освещения показана в табл. 46.
Таблица 46
Рекомендуемая область применения люминесцентного освещения
Примечания.
1. В настоящее время для одной и той же установленной мощности люминесцентное освещение как по первоначальной стоимости, так и по эксплуатационным расходам дороже освещения лампами накаливания и должно применяться в случаях, где это оправдывается его производственной или гигиенической эффективностью.
2. Для основных цехов в текстильной и швейной промышленности применение люминесцентного освещения обязательно.
3. Применение в одном и том же помещении ламп накаливания и люминесцентных ламп разрешается, но рекомендуется ограничивать возможности образования разно окрашенных теней на рабочих поверхностях.
Ряд усовершенствований (замена обычного стекла увиолевым, подбор специального люминофора и др.) привел к созданию ультрафиолетовых люминесцентных ламп. Эти лампы имеют специальное назначение.
В настоящее время выпускаются эритемные (ЭУВ) и загарные (ЗУБ) лампы. Лампы эти рекомендуется применять в сочетании с осветительными люминесцентными лампами.
Кроме указанных выше источников, в настоящее время получили распространение также смешанные источники, совмещающие оба вида излучения. К ним относятся дуговые лампы, лампы солнечного света, ртутно-вольфрамовые эритемные лампы (РВЭ) и ртутно-вольфрамовые люминесцентные лампы (РВЛ).
Все эти источники содержат видимые и ультрафиолетовые лучи.
Лампы эти заслуживают большого внимания и рекомендуются для компенсации ультрафиолетовой недостаточности в зимнее время и в первую очередь на севере.
СВЕТИЛЬНИКИ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Светильниками называют осветительные приборы, состоящие из источника света и осветительной арматуры.
Для устройства рационального освещения необходимо применять соответствующие светильники. Светильники призваны перераспределять световой поток в нужном направлении, а также обеспечить защиту глаз от блеского действия источника света. Кроме того, светильники должны предохранять лампу от механических повреждений.
По светораспределению светильники разделяются на три основных класса: прямого, отраженного и рассеянного света. Светотехническая классификация светильников приведена в табл. 47.
Таблица 47
Светотехническая классификации светильников
По назначению светильники различают для внутреннего и наружного освещения. Светильники внутреннего освещения могут быть предназначены как для общего, так и для местного освещения.
Светильники прямого света посылают весь световой поток непосредственно вниз, на рабочую поверхность. Потолок и верхняя часть стен при этом остаются затемненными или в лучшем случае слабо освещенными.
Применяются светильники прямого света для освещения высоких цехов, подсобных помещений и санитарных узлов.
Светильники отраженного света посылают весь световой поток вверх, на потолок, отражаясь от которого поток равномерно распространяется по помещению.
В гигиеническом отношении освещение отраженным светом, создающее наибольшую равномерность, отсутствие теней и слепящих бликов, является самым благоприятным. В промышленных предприятиях освещение отраженным светом применяется очень редко. Рекомендуется оно для школ, парадных комнат, актовых залов, конференцзалов и т.п.
Светильники рассеянного света посылают часть потока непосредственно вниз, на рабочие поверхности, а остальную часть потока направляют на потолок. В зависимости от соотношения световых потоков, направленных вниз и вверх, эти светильники делятся на светильники преимущественно прямого света, равномерно-рассеянного и преимущественно отраженного света. Светильники рассеянного света могут быть рекомендованы для освещения общественных зданий. Светильники для люминесцентных ламп отражают форму ламп и являются многоламповыми. Часто они соединяются между собой в непрерывные ряды.
Защита глаз от блескости (ограничение ослепленности) достигается созданием достаточного защитного угла светильника, увеличением высоты его подвеса, экранированием светящихся частей светильника, а также применением ламп с колбами из матового стекла.
Характерным для люминесцентных светильников является применение решетки, обеспечивающей необходимый защитный угол. Защитным углом светильника (ץ) называется угол между горизонтом и линией, выше которой тело накала полностью закрыто арматурой (рис. 5).
Рис. 5. Защитный угол светильника:
а – с лампой накаливания; б– с люминесцентными лампами.
Запыление и загрязнение оптической части светильника может резко снизить его коэффициент полезного действия, поэтому необходимо постоянно следить за чистотой светильников.
Требования, предъявляемые к системе освещения, зависят от назначения помещений и характера зрительной работы в них (табл. 48).
Таблица 48
Выбор системы освещения
На рис. 6 и 7 приводится основной ассортимент светильников, выпускаемых и рекомендуемых для промышленных, жилых и общественных зданий (школы, больницы и т. п.).
Рис. 6. Светильник с лампами накаливания:
а – универсаль; б – глубокоизлучатель; в – полугерметический; г – сельскохозяйственный; д – альфа; е – СЗЛ;
ж – CI13-500; з – СПО-2-ЗОО; и – шар; к – люцетта; л – плафон; м – ПМ-1; к – С-178; о – КСО-2; п – СК-300.
Рис. 7. Светильник с люминесцентными лампами:
а – промышленного типа серии ОД; б– то же. серии ОДО; в – то же, серии ТН; г – для административных помещений, серии АОД;
д, е – плафоны на 4 и 8 ламп; ж, з – люстра и деталь устройства ее стакана; и – для наружного освешения СПЛ-3-80.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Каждая осветительная установка должна быть выполнена в полном соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» и эксплуатироваться в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок».
При приемке в эксплуатацию вновь выполненной осветительной установки должно быть:
а) проверено соответствие проекту всех элементов электроосветительного оборудования – мощность ламп, тип светильников, их размещение;
б) проверена освещенность от установок общего освещения во всех помещениях и выборочно от светильников местного освещения;
в) выборочно проверена надежность работы аппаратуры; рубильников, автоматов, выключателей и т. д.;
г) проверено наличие и надежность защитного заземления отдельных элементов установок.
Основными факторами, снижающими в процессе эксплуатации запроектированный уровень освещенности, а также качество освещения, являются:
а) запыление, загрязнение и старение осветительной арматуры и ламп;
б) снижение напряжения на лампах по сравнению с номинальным;
в) загрязнение стен и потолков помещения.
Влияние первого из указанных факторов наиболее значительно и приводит к снижению освещенности до 25% в течение одного месяца эксплуатации без чистки светильников.
Аналогичное уменьшение освещенности дает загрязнение стен и потолка помещения, при этом наибольшее влияние загрязнения имеет место при установках, выполненных светильниками отраженного и рассеянного света (люцетта, шар молочного стекла и др.).
В связи с указанным в процессе эксплуатации необходим регулярный уход за установкой, обеспечивающий сохранение всех показателей освещения в соответствии с нормами.
Нормальная эксплуатация осветительной установки должна предусматривать следующее.
Вся осветительная арматура и лампы общего и местного освещения должны подвергаться регулярной очистке от загрязнения.
Периодичность очистки арматуры общего освещения устанавливается от 2 до 4 раз в месяц.
Арматура местного освещения должна протираться ежедневно.
Вся осветительная арматура не реже одного раза в 3 месяца должна быть промыта мыльной эмульсией.
Операция мойки должна производиться с помощью водного раствора мыла или щелочи и последующего протирания сухой чистой ветошью.
Особо тщательно должны быть промыты все отражающие поверхности светильника, рассеиватели, защитные колпаки и колбы ламп.
При мытье зеркальных арматур, имеющих отражатели из альзак-алюминия, необходимо применять мягкую щетку и для протирания сухую мягкую ветошь во избежание повреждения зеркального слоя.
При производстве чистки и мойки светильников дежурный электромонтер обязан;
а) проверить мощность й напряжение ламп, установленных в светильниках (установка ламп, не соответствующих по мощности и типу проекту, запрещается);
б) в случае обнаружения значительного темного налета на колбе лампы – лампу необходимо заменить;
в) проверить наличие и исправность в арматуре затенителя и защитного колпака (если они предусмотрены конструкцией светильника);
г) проверить правильность расположения лампы с точки зрения защитного угла светильника;
д) проверить исправность электропатронов и стартеров у люминесцентных ламп, их контактные соединения и крепление.
Для контроля уровня фактической освещенности на основных рабочих местах периодически – один раз в 4 месяца – рекомендуется производить измерение освещенности с помощью объективного люксметра.
Данные контрольных замеров освещенности должны быть занесены в журнал эксплуатации и сопоставлены с требованиями «Норм освещенности».
При производстве замеров освещенности необходимо вести контроль за напряжением осветительной сети с помощью вольтметра.
При отклонении напряжения сети от номинального более чем на 5% измерения освещенности производить не следует, учитывая известную зависимость светового потока ламп накаливания от напряжения.
При измерениях освещенности фотоэлемент люксметра следует располагать непосредственно на рабочей поверхности в горизонтальной, наклонной или вертикальной плоскости в соответствии с расположением объекта различения.
При измерениях следует учитывать, что уровень освещенности вновь выполненной установки должен быть на 30-50% выше нормированного за счет коэффициента запаса. В процессе эксплуатации фактическая освещенность будет уменьшаться вследствие старения установки, однако она не должна быть ниже требований норм.
При отсутствии люксметра средняя горизонтальная освещенность может быть приблизительно определена расчетным путем.
Наиболее простым методом расчета является метод ватт, который сводится к пользованию таблицей освещенности для ламп различной мощности при установленной удельной мощности 10 вт/м2.
Для усвоения этого метода приводится пример расчета.
Определить значение минимальной освещенности в горизонтальной плоскости в классной комнате с площадью пола 50 м2 при условии освещения восьмью кольцевыми светильниками СК-300 с лампами мощностью 300 вт; напряжение в сети 127 в.
Общая мощность электроэнергии, затрачиваемой на освещение класса, будет составлять 300 х 8 – 2400 вт.
На 1 м2 пола приходится 2400 : 50 = 48 вт/м2.
Из табл. 49 видно, что для ламп в 300 вт и светильников отраженного света при 10 вт/м2 освещенность равна 27,5 лк. В нашем случае освещенность будет больше во столько раз, во сколько расход мощности на единицу площади больше принятого в табл. 49, т. е.
Таблица 49
Значение минимальной горизонтальной освещенности
при удельной мощности 10 вт/м2
ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВОК ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЗДАНИЙ
Эксплуатация установок естественного освещения зданий включает:
1) регулярную очистку стекол от загрязнения как с наружной, так и с внутренней стороны;
2) проведение мероприятий, способствующих относительно меньшему загрязнению остекления; разделение аэрационных и световых проемов, покрытие стекол специальными прозрачными пленками, легко удаляемыми при очистке, и т. д.
Нормы естественной освещенности СНиП «Естественное освещение» предусматривают, что очистка стекол в помещениях, где ведутся работы с незначительным выделением пыли, дыма или копоти, производится не реже 2 раз в год, а побелка потолка и стен помещений – не реже одного раза в 3 года. В помещениях со значительным выделением пыли, дыма или копоти очистка стекол производится не реже 4 раз в год, а побелка помещений – не реже одного раза в год.
Очистка стекол высоко расположенных световых проемов обычно встречает затруднения. В таких случаях следует использовать специальные устройства: люльки и передвижные тележки. Очень удобны для очистки остекления высоко расположенных световых проемов передвижные телескопические подъемники, используемые обычно для ремонта светильников уличного освещения.
Очищать остекление можно сухим и мокрым способами.
Сухая очистка стекол производится при помощи прибора с вращающейся щеткой (приводимой в действие через гибкий вал от портативного электромотора), скребки, которой разрушают затвердевший слой загрязнений, и пылесоса.
Мокрая очистка стекол состоит из двух этапов: сначала на стекло наносят слой эмульсии, растворяющей загрязнение, затем эмульсию с растворенным загрязнением удаляют при помощи резинового полотенца.
Приводим рекомендуемые составы эмульсий для мокрой очистки стекол (табл. 50).
Таблица 50
Составы хлорбензольных эмульсий
Удовлетворительные результаты дает также эмульсия, состав которой приводится ниже:
Керосин ………………………….0,5 л
20^ раствор соды…………..….2,5 л
2% раствор мыла………..……2,5 л
Полихлорид бензола
или хлорбензол………...………5 л
Вода………….............…...……100 мл
Рекомендуемые способы очистки стекла в зависимости от состава и степени илгри.шенпи приводятся в табл. 51.
Таблица 51
Рекомендуемые способы очистки стекла
При эксплуатации световых проемов естественного освещения необходимо наряду с регулярной очисткой остекления содержать в порядке устройства для защиты от инсоляции – попадания прямых солнечных лучей. К устройствам для защиты от инсоляции относятся: жалюзи, ставни, козырьки, шторы и др.
ПРИМЕРНАЯ КАРТА ОБСЛЕДОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ
