Влияние на человека электромагнитных излучений.

Спектр электромагнитного излучения природного и техногенного происхождения, оказывающий влияние на человека как в условиях быта, так и в производственных условиях имеет диапазон волн от тысяч километров (переменный ток) до триллионной части миллиметра (космические энергетические лучи). Характер воздействия электромагнитного излучения в разных диапазонах на человека различно. значительно в связи с этим различаются и требования к нормированию различных диапазонов электромагнитного излучения.

В производственных условиях на работающего оказывает воздействие широкий спектр электромагнитного излучения, который по диапазону длин волн различают на следующие: электромагнитное излучение радиодиапазона (10⁷ - 10^-4м); инфракрасное излучение (<10^-4 - 7.5*10^-7м); видимая область (7.5*10^-7 - 4*10^-4м); ультрафиолетовое излучение (<4*10^-7 - 10^-9м); рентгеновское излучение, гамма-излучение и др (<10^-9м).

Электромагнитное поле (ЭМП) радиочастот обладает рядом свойств, которые широко используются в отраслях экономики. Эти свойства (способность нагревать материалы, распространение в пространстве и отражение от границы разделы двух сред, взаимодействие с веществом) делают использование ЭМП диапазона радиочастот весьма полезными и перспективными для промышленности, науки, техники, медицины.

Источниками ЭМП диапазона радиочастот являются приборы, применяемые в промышленности для индукционного нагрева металлов и полупроводников в таких технологических процессах, как закалка и отпуск деталей, накатка твердых сплавов на режущий инструмент, плавка металлов и полупроводников, очистка полупроводников, выращивание полупроводниковых кристаллов и пленок; приборы диэлектрического нагрева, применяемых для сварки синтетических материалов, прессовки синтетических порошков. Свойство электромагнитных волн распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела сред широко применяется в радиосвязи, телевидении, радиолокации, дефектоскопии и др., поэтому телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи являются также мощными источниками ЭМИ диапазона радиочастот. Различают технологические и паразитные источники ЭМП. К последним относятся выносные согласующие трансформаторы, выносные батареи конденсаторов, фидерные линии, щели в обшивке установок. В радиоаппаратуре всех диапазонов частот к технологическим источникам относятся антенны, петли связи, к паразитным источникам - щели в обшивках генераторов, неплотности соединений тракт, различные отверстия и др.

Единицами ЭМП являются частота (Гц), напряженность электрического Е(В/м) и магнитного полей J (Вт/м²). В ЭМП различают три зоны, которые различаются по расстоянию от источника ЭМП.

Зона индукции имеет радиус, равный

                   (1)

где l - длина волны электромагнитного излучения. В этой зоне электромагнитная волна не сформирована и поэтому на человека действует независимо друг от друга напряженность электрического и напряженность магнитного поля.

Зона интерференции (промежуточная) имеет радиус, определяемый по формуле (2).

                (2)

 

В этой зоне одновременно воздействуют на человека напряженность магнитного поля, а также плотность потока энергии.

Дальняя зона характеризуется тем, что это зона сформировавшейся электромагнитной волны. В этой зоне на человека воздействуют только энергетическая составляющая ЭМП - плотность потока энергии. Если источник ЭМП имеет сверхвысокие частоты (СВЧ), то практически он создает вокруг себя зону энергетического воздействия - дальнюю зону.

Знание длин волн ЭМП, формируемых источником дает возможность выбора приборов контроля электромагнитного излучения. Для низкочастотных источников ЭМП (НЧ,ВЧ,УВЧ - диапазоны) необходимо использовать приборы, измеряющие электрическую и магнитную составляющие ЭМП. Для СВЧ - диапазона необходимо использовать приборы, позволяющие измерять плотность потока энергии ЭМП.

Биологическое действие ЭМП радиочастот характеризуется тепловым действием и нетепловым эффектом. Под тепловым действием подразумевается интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при общем или локальном облучении. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной энергии в объекте в нетепловую форму энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимическая реакция и др.) Чем меньше энергия электромагнитного излучения, тем выше тепловой эффект, который он производит.

По своим биофизическим свойствам ткани организма неоднородны, поэтому может возникнуть неравномерный нагрев на границе раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффициент поглощения энергии. Это может привести к образованию стоячих волн и локальному перегреву ткани, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик, желчный пузырь, кишечник, семенники).

Влияние ЭМП на организм зависит от таких физических параметров как длина волны, интенсивность излучения, режим облучения - непрерывный и прерывистый, а также от продолжительности воздействия на организм, комбинированного действия с другими производственными факторами (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и др.), которые способны изменять сопротивляемость на действие ЭМП. Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, затем УВЧ и менее активен диапазон ВЧ (длинные и средние волны), т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие ЭМП с другими факторами производственной среды - повышенная температура (свыше 28°С), наличие мягкого рентгеновского излучения, вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧ- поля.

Гигиеническое нормирование определяет ГОСТ 12.1.006-84 “Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности”.

Предельно допустимая напряженность ЭМП на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием ЭМП, не должна превышать в течении рабочего дня:

*  по электрической составляющей (В/м):

50 - для частот от 60 кГц до 3 МГц;

20 - для частот от 3 до 30 МГц;

10 - для частот от 30 до 50 МГц:

5 - для частот от 50 до 300 МГц;

*  по магнитной составляющей (А/м):

5 - для частот от 60 до 1.5 МГц;

0.3 - для частот от 30 до 50 МГц.

       ПДУ микроволнового излучения определяется исходя из допустимой электрической нагрузки на организм и времени облучения по формуле:

                                             (4)

где ППЭ - предельно допустимая плотность потока энергии, Вт/м², W - нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм, равное 20 Вт×час/м² для облучения от сканирующих и вращающихся антенн и 2 Вт×час/м² для всех других случаев облучения, Т - время пребывания в зоне облучения в течении смены, ч.

Во всех случаях ППЭ не должна превышать 10.0 Вт/м², а в условиях температуры воздуха выше 28°С или при наличии рентгеновского излучения 1.0 Вт/м².

Следует отметить, что гигиеническое нормирование ЭМП радиочастот осуществлялось комплексно и включало гигиеническую оценку условий труда, клинико-физиологическое обследование состояния здоровья работающих с источниками ЭМП и экспериментальными исследованиями биологического действия этого фактора на животных.

Поскольку в реальных условиях облучение людей не продолжается круглые сутки, а ограничивается несколькими часами работы излучающего объекта или пребывания работников в зоне его влияния, имеется возможность в каждой конкретной ситуации устанавливать дифференцированные ПДУ напряженности (Е) или допустимое время (t) воздействия ЭМП на человека. Они по предложению гигиенистов могут рассчитываться по следующей формуле:

где Е - напряженность ЭМП, В/м; f - частота ЭМП, МГц; t - время облучения, ч. Настоящая формула справедлива при 24 ³ t ³ 1.

 

       Лазерное излучение. Лазерное излучение- излучение, формируемое в оптических квантовых генераторах (лазерных), представляет собой оптическое когерентное излучение, характеризующиеся высокой направленность. и большой плотностью энергии. Главный элемент лазера, где формируется это излучение - активная среда, для образования которой используют: воздействие света нелазерных источников, электрический разряд в газах, химические реакции, бомбардировку электрическим пучком и другие методы “накачки”. Активная среда расположена между зеркалами, образующими оптический резонатор. Активной средой (элементом) лазера может быть твердый материал (рубины, стекло, активированное неодимом, аллюмоиттриевый гранат, пластмассы), полупроводники (Zn, S, ZnO, CaSe, Te, PbS, GaAs, и др.), жидкость (с редкоземельными активаторами или органическими красителями) газ (He-Ne, аргон, криптон, ксенон, неон, He-Cd, CO₂ и др.) и др. Существуют лазеры непрерывного и импульсного действия. Классификация лазеров представлена на рис.(.....)

 

 

       Рис.  Классификация лазеров по физико-техническим параметрам.

 

       Лазеры получили широкое применение в научных исследованиях (в физике, химии, биологии и др.), в практической медицине (хирургия, офтальмология и др.), а также в технике (связи, локации, измерительной техники, географии, при исследовании внутренней структуры вещества, разделении протонов, термоядерном синтезе, термообработке, сварке, резке, при изготовлении отверстий малого диаметра - микроотверстий и др. Области применения лазера определяются энергией используемого лазерного излучения (рис.  )

 

 

       Рис. Области применения лазеров в зависимости от требуемой мощности лазерного излучения.

 

       Величина генерируемого лазером излучения может быть в области рентгеновского диапазона электромагнитного излучения (3×10^-3 - 3×10^-7мкм), ультрафиолетового (0.2-0.4 мкм), видимого света (0.4-0.75 мкм), ближнего инфракрасного (0.75-1.4 мкм), инфракрасного (1.4-10² мкм), субмиллиметрового (10²-10³ мкм).

       Биологическое действие лазерного излучения зависит от энергии излучения Е, энергии импульса Е_и, плотности мощности (энергии) W_р (W_е), времени облучения t, длины волны l, длительности импульса t, частоты повторения импульсов f, потока излучения Ф, поверхностной плотности излучения Еэ, интенсивности излучения I. Основные энергетические характеристики лазерного излучения приведены в таблице 7.

       Под воздействием лазерного излучения может происходить нарушение жизнедеятельности как отдельных органов, так и организма в целом. В настоящее время установлено специфическое действие лазерных излучений на биологические объекты, отличающиеся от действия других опасных производственных физических и химических факторов. В воздействии лазерного излучения на сплошную биологическую структуру (например, на организм человека) различают три стадии: физическую, физико-химическую, и химическую.

       На первой стадии происходят элементарные взаимодействия излучения с веществом, характер которых зависит от анатомических, оптико-физических и функциональных особенностей ткани, а также от энергетических и пространственных характеристики излучения, и прежде всего, от длины волны и интенсивности излучения. На этой стадии происходит нагревание вещества, преобразование энергии электромагнитного излучения в механические колебания, ионизация атомов и молекул, возбуждение и переход электронов с валентных уровней в зону проводимости, рекомбинация возбужденных атомов и др. При этом, при воздействии непрерывного лазерного излучения преобладает в основном тепловой механизм действия, в результате которого происходит свертывание белка, а при больших мощностях - испарение биоткани. При импульсном режиме с длительностью импульсов меньше 10^-2 с механизм взаимодействия становится более сплошным и приводит к преобразованию излучения в энергию механических колебаний среды, в частности ударной волны. При мощности излучения в импульсе свыше 10⁷ Вт и высокой степени фокусировки лазерного луча возможно возникновение ионизирующих излучений.

       На второй стадии (физико-химической) из ионов и возбужденных молекул образуются свободные радикалы, обладающие высокой способностью к химическим реакциям.

На третьей стадии свободные радикалы реагируют с молекулами веществ, входящих в состав живой ткани, и при этом возникают те молекулярные повреждения, которые в дальнейшем определяют общую картину воздействия лазерного излучения на облучаемую ткань и организм в целом. Основные факторы, определяющими биологическое действие лазерного излучения представлены на рис. 6.

 

Рис. 6. Факторы, определяющие биологические изменения при лазерном облучении.

 

Лазерное излучение представляет опасность главным образом для тканей, которые непосредственно поглощают излучение, поэтому с позиций потенциальной опасности воздействия и защиты от лазерного излучения рассматривают в основном глаза и кожу.

Известна легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза при воздействии электромагнитных излучений самых, а также способность оптической системы глаза увеличивать плотность энергии видимого и ближнего инфракрасного диапазона на глазном дне на несколько порядков по отношению к роговице, наиболее чувствительны к воздействию лазерного излучения.

Длительное действие лазерного излучение видимого диапазона на сетчатку глаза не на много меньше порога ожога, может вызвать необратимые изменения в ней, а в диапазоне близкого инфракрасного излучения может привести к помутнению хрусталика глаза. Клетки сетчатки, как и клетки центральной нервной системы, после повреждения не восстанавливаются.

Действие лазерного излучения на кожу в зависимости от первоначальной поглощенной энергии приводит к различным поражениям: от легкой эритемы (покраснения) до поверхностного обугливания и, в конечном итоге, до образования глубоких дефектов кожи.

Предельно-допустимыми уровнями (ПДУ) приняты энергетические экспозиции. Для непрерывного лазерного излучения ПДУ выбирают наименьшей величины энергетической экспозиции, не вызывающих первичных и вторичных биологических эффектов с учетом длины волны и длительности воздействия. Для импульсно-периодического излучения предельно допустимые уровни облучения рассчитывают с учетом частоты повторения импульсов и воздействия серии импульсов. Значения ПДУ лазерного излучения представлены в таблицах (......).

Помимо лазерного излучения возникают также и другие виды опасностей, связанных в эксплуатацией лазеров. этими факторами являются вредные химические вещества, шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие. По степени опасности лазерного излучения лазеры подразделяются на следующие классы: 0 - безопасные (выходное излучение не представляет опасности для биологической ткани при остром и хроническом воздействии); I - малоопасные (опасность воздействия прямого и зеркально отраженного излучения только на глаза); II - средней опасности (опасность воздействия на глаза прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения, а также прямого и зеркально отраженного излучения на кожу; III - опасные (опасность воздействия на глаза, кожу прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения и работа лазеров сопровождается возникновением других опасностей и вредных производственных факторов); IV - высокой опасности (опасности, характерные для лазеров I-III классов, а также ионизирующие излучение с уровнем, превышающем установленные допустимые пределы). Классификация лазеров по степени опасности основывается на знании временных, энергетических и геометрических (точечный или протяженный источник) характеристик источника излучения и предельно допустимых уровней лазерного излучения.

В таблице 5 приведены опасные и вредные производственные факторы, подлежащие контролю в зависимости от класса лазерных установок.

 

Инфракрасное излучение. Тепловое излучение (инфракрасное излучение) представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0.76 до 420 мкм, обладающее волновыми и световыми свойствами.

По длине волны инфракрасные лучи делятся на коротковолновую ИК-А (менее 1.4 мкм), средневолновую ИК-В (1.4-3 мкм), длинноволновую ИК-С (3 мкм-1 мм) область.

В производственных условиях гигиеническое значение имеет более узкий диапазон 0.76-70 мкм.

Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело. Степень инфракрасного излучения обусловлена следующими основными законами, важными в гигиеническом отношении.

Лучеиспускание обуславливается только состоянием излучающего тела и не зависит от окружающей среды (Закон Кирхгофа). Лучеиспускательная способность любого тела пропорциональна его лучепоглощающей способности. Тело, поглощающее все падающие на него лучи (абсолютно черное тело), обладает максимальным излучением. На этом законе основано применение поглощающей защитной одежды, светофильтров, окраска оборудования, устройство приборов для измерения теплового излучения.

С повышением температуры излучающего тела мощность излучения увеличивается пропорционально 4-й степени его абсолютной температуры (Закон Стефана-Больцмана):

Е=s×Т⁴  [Вт/м²]

Е - мощность излучения; s - постоянная Стефана-Больцмана, равная 5.67032×10^-8 Вт×м^-2×К^-4; Т - абсолютная температура, К (Кельвин).

В соответствии с этим законом даже небольшое повышение температуры тела приводит к значительному росту отдачи тепла излучением. Используя этот закон можно определить величину теплообмена излучением в производственных условиях.

Количество тепловой энергии, передаваемое излучением, определяется законом Стефана-Больцмана по формуле:

Е=С₁С₂×s(Т₁⁴-Т₂⁴)

У - теплоотдача Вт, С₁ иС₂ - константы излучения с поверхностей, s - постоянная Стефана-Больцмана; Т₁ и Т₂ - температуры поверхностей (К), между которыми происходит теплообмен излучением.

При расчете теплоотдачи излучением учитывают температуру стен и других поглощающих тепловую радиацию поверхностей (среднерадиационная температура).

Произведение абсолютной температуры излучающего тела на длину волны излучения (l макс) с максимальной энергией - величина постоянная (Закон Вина - закон смещения)

l макс×Т=С,

где: С=2880; Т - абсолютная температура К; l - длина волны в мкм.

Исходя из закона Вина, длина волны максимального излучения нагретого тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре:

l макс=С/Т

При температуре твердого тела, нагретого до 400-500°С излучение происходит главным образом в области длинных волн.

Интенсивность теплового излучения на рабочих местах может колебаться от 175 Вт/м² до 13956 Вт/м². К горячим цехам относят цеха, в которых тепловыделение превышает 23 Дж/м².

В литейных цехах (нагрев и обработка деталей) интенсивность излучения составляет 1392-3480 Вт/м².

В производственных помещениях с большим тепловыделением (горячие цеха) на долю инфракрасного излучения может приходится до 2/3 выделяемого тепла и только 1/3 на конвекционное тепло.

Биологическое воздействие инфракрасного излучения. Лучистое тепло имеет ряд особенностей. ИКИ, помимо усиления теплового воздействия среды на организм работающего, обладает и специфическим влиянием, зависящим от интенсивности энергии излучения отдельных участков его спектра. Существенное влияние на лучистый теплообмен организма оказывают оптические свойства кожного покрова с его избирательной характеристикой коэффициентов отражения, поглощения и пропускания по отношению к различным участкам спектра инфракрасной радиации.

Воздействие ИКИ на организм человека проявляется как общими, так и местными реакциями. Местная - выражается сильнее, при длинноволновом облучении, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости в этом случае короче, чем при коротковолновой радиации. За счет большой глубины проникновения в ткани тела коротковолновая область спектра ИКИ обладает выраженным общим действием на организм человека, вызывая повышение температуры глубоколежащих тканей: например, при длительном облучении глаза может привести к помутнению хрусталика (профессиональная катаракта).

Под влиянием ИКИ в организме человека возникают биохимические сдвиги и изменения функционального состояния центральной нервной системы: образуются специфические биологически активные вещества типа гистамина, холина, повышается уровень фосфора и натрия крови, усиливается секреторная функция желудка, поджелудочной и слюнной желез, в центральной нервной системе развиваются тормозные процессы, уменьшается нервно-мышечная возбудимость, понижается общий обмен.

При инфракрасном облучении кожи повышается ее температура, изменяется тепловое ощущение. При значительных интенсивностях возникают ощущения жжения, боль. Время переносимости тепловой радиации уменьшается с увеличением длины волны и ее интенсивности. (табл.....)

 

Таблица....

Время переносимости (в секундах) инфракрасной радиации в зависимости от ее интенсивности и длины волны.

Интенсивность радиации,	Длина волны, мкм
кал/(см^2 ×мин)	3.6	1.07
2 4 6 8	159 27.3 12.9 9.5	305 37.9 21.2 14.5

 

Влияние радиационного тепла различно в зависимости от зоны облучения: наибольший эффект наблюдается при облучении шейной области верхней половины туловища, наименьший - при облучении ног (области бедра). Выносливость к облучению возрастает с увеличением периода облучения, при котором наблюдаются процессы приспособления (адаптация), сохраняющиеся довольно долго. Молодые рабочие более чувствительны, поэтому целесообразно постепенно увеличивать время облучения их на производстве.

 

 

Видимая область электромагнитного излучения. Наиболее важной для человека областью оптического спектра электромагнитных излучений является видимый свет (излучение с длинной волны от 0.38-0.4 до 0.75-0.78 мкм). Он обеспечивает возможность зрительного восприятия, дающего около 90% информации об окружающей среде, влияет на тонус центральной и периферической нервной системы, на обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека. Оптимальные параметры видимого света по интенсивности, спектральному составу и режиму освещения различны в зависимости от требований организма к условиям конкретной деятельности, а также от характера и интенсивности одновременно воздействующих других факторов среды - акустических, цветовых, пространственно-планировочных и др.

Недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную работу, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни освещенности вызывают апатию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют развитию чувства тревоги. Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровождаются снижением интенсивности обмена веществ в организме и ослабление его реактивности. К таким же последствиям приводит длительное пребывание в световой среде с ограниченным спектральным составом света и монотонным режимом освещения.

Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействие чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз и кожи, кератиты и катаракты и другие нарушения тканей.

Световую среду формируют следующие составляющие:

Лучистый поток Ф - это мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн. Единицей измерения является ватт (Вт).

Световой поток F - это мощность световой энергии, оцениваемой по зрительному восприятию, т.е. величина F является не только физической, но и физиологической. Измеряется в люменах (лм).

Видность В - отношение светового потока к лучистому. Максимальная видность Вmax (при длине волны 554 Нм) составляет 683 лм/Вт. Видность излучения характеризует чувствительность глаза к различным составляющим светового спектра.

Сила света J - пространственная объективная плотность светового потока в пределах телесного угла. Измеряется в канделах (кД).

Освещенность Е - плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк).

Яркость поверхности La в данном направлении a определяется из отношения силы света dLa, излучаемой поверхностью dS в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

Коэффициент отражения r характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Коэффициент отражения определяется по формуле

где F_отр - отраженный световой поток, F_пад - световой поток, падающий на поверхность.

Качественные показатели систем производственного освещения являются комплексными и определяют условия зрительной работы. К ним относятся:

Фон - поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения. Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зрительной работы.

Контраст объекта с фоном определяется из соотношения яркостей рассматриваемого объекта и фона:

Видимость V - величина, комплексно характеризующая зрительные условия работы. Зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном и др. Оценивается видимость числом пороговых контрастов Кпор, содержащихся в действительном Кд контрасте:

Пороговый контраст - наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становиться неразличимым.

Показатель ослепленности Р - это критерий оценки слепящего действия источников света. Его вычисляют по формуле

где V₁ - видимость объекта различения при экранированном источнике света; V₂ - видимость при разэкранированном источнике света.

При отсутствии экрана (плафона) на источнике искусственного света яркость объекта и фона увеличивается за счет появления бликов Lб, что приводит к снижению показателей контрастности:

а значит и к уменьшению показателя видимости.

Коэффициент пульсации освещенности Кп - критерий оценки изменения освещенности поверхности вследствие периодического изменения во времени светового потока источника света;

где Еmax, Emin и Еср - максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания.

Необходимость в показателе Кп вызвана широким применением газоразрядных ламп. При питании их переменным током наблюдается пульсация во времени величины светового потока таких источников с частотой, вдвое большей частоты питающей сети. (рис.....)

 

Рис...... График изменения светового потока газоразрядной лампы.

 

По типу источника света производственное освещение бывает трех видов: естественное - за счет солнечного излучения (прямого и диффузно-рассеянного света небесного купола); искусственное - за счет источников искусственного света; совмещенное.

Естественное освещение имеет положительные и отрицательные стороны. Более благоприятный спектральный состав (наличие ультрафиолетовых лучей), высокая диффузность (рассеянность) света способствуют улучшению зрительных условий работы. В то же время при естественном освещении освещенность во времени и пространстве непостоянна, зависит от погодных условий, возможно тенеобразование, ослепление при ярком солнечном свете.

Искусственное освещение помогает избежать многие недостатки, характерные для естественного освещения, и обеспечить оптимальный световой режим. Однако условия гигиены труда требуют максимального использования естественного освещения, т.к. солнечный свет оказывает оздоровляющее действие на организм. Оно не устраивается только там, где это противопоказано технологическими условиями производства, где хранятся светочувствительные химикаты, материалы и изделия.

При отсутствии достаточного освещения в светлое время суток используют и искусственный свет. Такое освещение называется совмещенным. Оно предусмотрено существующими нормами.

По конструктивному выполнению естественное освещение подразделяется на боковое, осуществляемое через оконные проемы; верхнее, когда свет проникает в помещение через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое. Наиболее эффективно комбинированное естественное освещение, обеспечивающее более равномерное распределение внутри производственного помещения.

Искусственное освещение по конструктивному выполнению может быть

двух видов: общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение подразделяется на общее равномерное и общее локализованное (например, вдоль сборочного конвейера). Общее освещение может быть рабочим и аварийным. Рабочее освещения является обязательным во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

Существуют также специальные виды искусственного освещения: бактерицидное и эритемное.

Бактерицидное освещение применяется для обеззараживания воздуха внутри производственных помещений, питьевой воды, продуктов питания. Наибольшей бактерицидной эффективностью обладает ультрафиолетовое излучение длиной волны 254-257 нм, создаваемое специальными лампами.

Эритемное (искусственное ультрафиолетовое) излучение оказывает положительное биологическое действие на обмен веществ, дыхательные процессы, активизирует кровообращение.

 

Гигиеническое нормирование искусственного и естественного освещения.

Нормируемыми параметрами для систем искусственного освещения являются: величина минимальной освещенности Еmin допустимая яркость в поле зрения Lдоп, а также показатель ослепленности Р и коэффициент пульсации Кп (СНиП 23-05-95  ).

Величина минимальной освещенности задается для наиболее темного участка рабочей поверхности. Под рабочей поверхностью понимается условная горизонтальная плоскость, расположенная на расстоянии 0.8 м от уровня пола производственного помещения. Нормируемое значение Еmin выбирается (табл....) в зависимости от точности зрительной работы, коэффициента отражения рабочей поверхности, продолжительности напряженной зрительной работы в общем бюджете времени, характеристики качества освещения и технико-экономических показателей применяемой системы освещения.

 

Таблица.

Нормы освещенности при искусственном освещении и КЕО (для III пояса светового климата РФ) при естественном и совмещенном освещении СНиП 23-05-95  

 

Степень точности зрительных работ определяется угловыми размерами и яркостным контрастом объекта различения с фоном.

Угловые размеры объекта различения, выраженные в угловых минутах, группируются по их линейным размерам, расстояние от объекта до глаза принимается равным 0.35 - 0.5 м. Это позволяет линейный размер 0.1 м принять эквивалентным угловому размеру в одну угловую минуту. Объекты различения классифицируются по размерам на шесть разрядов: от I-го наивысшей точности (< 0.15 мм) до VI грубые работы (>5 мм). Последние VII, VIII, IX разряды не учитывают размеры объекта различения, поскольку к ним относятся работы, требующие общего наблюдения за ходом производственного процесса, а также работа с самосветящимися объектами.

Контраст объекта с фоном К принято считать малым, если K<0.2, средним при 0.2<K£0.5 и большим при К>0.5. Рабочие поверхности, являющиеся фоном, на котором объект зрительно обнаруживается и опознается, классифицируют по значению коэффициента отражения r: если r<0.2, то фон считается темным; если 0.2£r£0.4 - средним; при r>0.4 - светлым.

Если работа связана с повышенной опасностью травматизма, размещением деталей на движущихся поверхностях, если напряженная зрительная работа производится непрерывно в течении рабочего дня или различаемые объекты расположены от глаз далее чем на 0.5 м, нормы освещенности повышаются на одну степень согласно специальной шкале освещенностей.

Нормируются также показатель ослепленности (табл....) и коэффициент пульсации (табл...).

 

Таблица......

Допустимый показатель ослепленности в производственных и вспомогательных помещениях (СНиП 23-05-95)

Разряд и подразряд	Показатель ослепленности
зрительной работы	При постоянном пребывании людей в помещении	При периодическом пребывании людей в помещении
I, II III, IV, V, VII VI, VIIIа	20 40 60	---- 60 80

 

Таблица.....

Допустимый коэффициент пульсации освещенности для производственных помещений (СНиП 23-05-95  )

Освещение	Допустимый коэффициент пульсации освещенности, % (для разрядов зрительной работы)
	I и II	III	IV - VIIIа
Общее Комбинированное: Общее Местное	10   20 10	15   20 15	20   20 20

 

В нормах (табл.......) приведены значения освещенности для газоразрядных ламп. Для ламп накаливания эти нормы снижаются по шкале освещенности.

Для систем естественного освещения нормируемым параметром является коэффициент естественного освещения КЕО е_н.КЕО - отношение измеренной в данной точке рабочей поверхности освещенности (внутри помещения) к значению освещенности, измеренной на горизонтальной площадке в точке, расположенной вне производственного здания и освещенной рассеянным светом всего купола небосвода. Величина КЕО выражается в %.

При боковом освещении нормируется минимальное значение е_min: при одностороннем - в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов (рис....а), при двустороннем - в точке посередине помещения (рис....б). При верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО (рис....в и г):

 

 

Рис. Схемы распределения КЕО по характерному разрезу помещения: а - одностороннее боковое освещение; б - двустороннее боковое освещение; в - верхнее освещение; г - комбинированное освещение; 1 - уровень рабочей поверхности.

где N - количество точек; e_i - соответствующее значение КЕО в точка, расположенных на линии пересечения плоскости характерного разреза и рабочей плоскости.

В СНиП 23-05-95  приведены (см. табл.  ) нормативные значения КЕО е_Н^III для зданий, расположенных в III поясе светового климата РФ (Москва, Свердловск, Челябинск, Якутск и др.). Для зданий, расположенных в I, II, IV, и V поясах светового пояса РФ, нормированные значения КЕО определяются по формуле:

в которой m - коэффициент светового климата (0.8 - 1.2); с - коэффициент солнечности (0.6 - 1).