Основные светотехнические величины.

Рациональное освещение помещении и рабочих мест - один важнейших элементов благоприятных условии труда. При правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость. При недостаточном освещении рабочий плохо видит окружающие предметы и плохо ориентируется в производственной обстановке. Успешное выполнение рабочих операций требует от него дополнительных усилий и большого зрительного напряжения. Неправильное и недостаточное освещение может привести к созданию опасных ситуаций. Наилучшие условия для полного зрительного восприятия создает солнечный свет. Для гигиенической оценки условий труда используются светотехнические единицы, принятые в физике.

Видимое излучение —участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длины волн от 380 до 770 нанометров (нм), воспринимаемый человеческим глазом.

Световой поток F —мощность лучистой энергии, оцениваемой по сетевому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. За единицу светового потока принят люмен (лм). Силой света называют световой поток, рассчитанный на телесный угол, равный стерадиану, т. е. отношение светового потока Ф, заключенного внутри телесного угла W, к этому углу:

За единицу силы света принята кандела (кд). Одна кандела—сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/600000 м2 полного излучателя в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины при давлении 101325 Па.

Освещенность Е — плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк) E=dF/dS, где dS — площадь поверхности, на которую падает световой поток dF.

Яркость поверхности L, кд/м² – отношение силы света (J кд), излучаемого поверхностью, к площади (S,м²) этой поверхности. Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения rи падающий на поверхность световой поток Ф. Избыточная яркость обычно связана не со слишком большой освещенностью Е, а с очень высокой отражательной способностью поверхности. При этом может возникать явление ослепленности. Если объект и поверхность (фон), на которой располагается объект, имеют близкую по величине яркость, то интенсивность восприятия световых потоков, поступающих от фона и объекта, одинакова (или различается слабо). Соответственно, зрительный анализатор не различает объект на данном фоне.

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: – светлым – при коэффициенте отражения поверхности более 0,4 (r > 40%); – средним – при r от 0,2 до 0,4 (r = 20 – 40%); – темным – при r менее 0,2 (r < 20%). Чтобы объект был хорошо виден, яркости объекта и фона должны различаться, контрастировать.

Контраст объекта различения с фоном К – определяется отношением разности между яркостью объекта (L_о, кд/м²) и фона (L_ф, кд/м²) к яркости фона.

Контраст объекта различения с фоном считается большим – при К более 0,5 (объект и фон сильно отличаются по яркости); средним – при К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым – при К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Объект различения – рассматриваемый объект, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы. Размер объекта различения – минимальный размер наблюдаемого объекта (его части или дефекта) определяет характеристику работы и ееразряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм работе присваивают разряд наивысшей точности (I разряд); при размере 0,15 – 0,3 мм – разряд очень высокой точности (II разряд); при размере 0,3 – 0,5 мм – разряд высокой точности (III разряд) и т.д. (см. табл.1¹). Чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность Е (лк) рабочих мест, и наоборот.

Наименьшие размеры объекта различения и соответствующие им разряды зрительной работы устанавливают при расположении объектов различения на расстоянии не более 0,5 м от глаз работающего.

Коэффициент пульсации освещенности К_п, % – критерий оценки колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока ламп при питании их переменным током. К_п для газоразрядных ламп составляет 25 – 65%; ламп накаливания – менее 7%; галогенных ламп – около 1%.

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия источника света.

 

Световые излучения входят в оптическую часть спектра электромагнитных колебаний в диапазоне волн 380-760 нм.

Свет характеризуется количественным и качественным показателями.

К количественным показателям относятся:

1. Световой поток Ф в люменах, (лм) - мощность источника светового излучения.

2. Сила света I в канделах, (кд) - пространственная плотность светового потока, заключённого в телесном угле Ώ, который конической поверхностью ограничивает часть пространства.

3. Освещённость Е в люксах, (лк) - поверхностная плотность светового потока, то есть величина светового потока, отнесённая к площади S, на которую он распределяется.

4. Яркость поверхности (L, кд/м²) - отношение силы света, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению распространения света.

К качественным показателям относятся:

1. Фон – поверхность, прилегающая к объекту различения. Фон характеризуется коэффициентом отражения ρ и считается светлым при ρ >0,4, средним при ρ =0,2-0,4 и темным при ρ <0,2.

2. Контраст объекта различения с фоном К, определяемый по формуле: где L₀ и L_Ф – соответственно яркость объекта и фона. Контраст считается большим при К>0,5, средним при К=0,2-0,5 и малым при К<0,2.

3. Видимость V определяется соотношением: где К – контраст между объектом и фоном; К_пор – пороговый контраст, соответствующий чуть заметной различимости объекта на фоне.

4. Коэффициент пульсации К_n – оценка колебаний освещенности в результате изменений во времени светового потока источника света, питаемого переменным током: где Е_max, Е_min, Е_ср – соответственно максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебаний.

5. Показатель освещенности Р, определяемый по формуле: где V₁ и V₂ – соответственно видимость при экранировании и при наличии блеских источников в поле зрения.

Требования, предъявляемые к освещению

- освещенность должна быть не менее нормированной, то есть минимально необходимой;

- яркость объекта и фона не должна отличаться более чем в 3-5 раз;

- освещенность должна быть постоянной во времени;

- не допускается прямая и отраженная блескость в поле зрения, а также резкие тени;

- световой поток должен иметь необходимую направленность и необходимый спектральный состав;

- источники освещения должны быть безопасны и просты в эксплуатации.

Действие световых излучений

1. Свет обеспечивает связь организма с окружающей средой, передачу 80% информации, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Наиболее благоприятен для человека естественный свет, причём в отличие от искусственного, он содержит гораздо большую долю ультрафиолетовых лучей.

2. При недостаточной освещённости у человека появляется ощущение дискомфорта, снижается активность функций ЦНС, повышается утомляемость.

С течением времени развивается близорукость, ухудшается процесс аккомодации. При чрезмерной яркости светящейся поверхности может наступить снижение видимости объектов различения из-за слепящего эффекта.