Охрана труда




страница20/32
Дата26.02.2016
Размер7.72 Mb.
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   32
Глава 2 ОСВЕЩЕНИЕ
Освещение исключительно важно для здоровья человека. С помощью зрения человек получает подавляющую часть информации (около 90 %), поступающей из окружающего мира. Свет — это ключевой элемент нашей способности видеть, оценивать форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Очень часто мы считаем это само собой разумеющимся. Однако мы не должны забывать, что такие элементы человеческого самочувствия, как душевное состояние или степень усталости, зависят от освещения и цвета окружающих нас предметов. С точки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Очень много несчастных случаев происходит, помимо всего прочего, из-за неудовлетвори­тельного освещения или из-за ошибок, сделанных рабочим, по причине трудности распознавания того или иного предмета или осознания степени риска, связанного с обслуживанием станков, транспортных средств, контейнеров и т. д. Свет создает нормальные условия для трудовой деятельности.

Нарушения зрения, связанные с недостатками системы освещения, являются обычным явлением на рабочем месте. Благодаря способности зрения приспосабливаться к недостаточному освещению, к этим моментам иногда не относятся с должной серьезностью.

Недостаточное освещение вызывает зрительный дискомфорт, выражающийся в ощущении неудобства или напряженности. Длительное пребывание в условиях зрительного дискомфорта приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности, зрительному и общему утомлению. Кроме создания зрительного комфорта свет оказывает на человека психологиче­ское, физиологическое и эстетическое воздействие. Свет — один из важнейших элементов организации пространства и главный посредник между человеком и окружающим его миром. Неудовлетворительная освещенность в рабочей зоне может являться причиной снижения производительности и качества труда, получения травм.

Свойства света как фактора эмоционального воздействия широко используются путем правильной и рациональной организации освещения. Необходимая освещенность может быть достигнута за счет регулирования светового потока источника освещения, включения и выключения части ламп в осветительных приборах, изменения спектрального состава света, применения осветительных приборов подвижной конструкции, позволяющей изменять направление светового потока.
2.1 Как устроен глаз и как видит человек
Глаз представляет собой сложную оптическую систему. Оптическая часть глаза состоит в основном из двояковыпуклой линзы — хрусталика, дифрагмированного отверстием в радужной оболочке — зрачком (рис. 4.5).

Рисунок 4.5 Глаз как оптическая система:

1 — сетчатка; 2 — зрачок; 3 — хрусталик
Хрусталик создает на светочувствительной поверхности сетчатки, устилающей глазное дно, действительное, уменьшенное и обратное изображение фикси­руемых глазом предметов.

Сетчатка имеет сложное строение и состоит из приемников света — палочек, колбочек и нервных клеток. Свет, проникший в глаз, воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчатки и разлагает его. Достигнув определенной концентрации, продукты распада раздражают нервные окончания, заложенные в палочках и колбочках. Возникшие при этом импульсы по зри­тельному нерву поступают в нервные клетки зрительного центра головного мозга. В результате человек видит цвет, форму и величину предмета. Сетчатка глаза содержит 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. Колбочки отвечают за цветное зрение, палочки не различают цветов.

Приспособление глаза к различению объекта осуществляется за счет трех процессов:

  • аккомодация — изменение кривизны хрусталика глаза таким образом, чтобы изображение предмета оказалось в плоскости сетчатки глаза (при изменении кривизны хрусталика происходит изменение величины фокусного рас­стояния — осуществляется «наводка на фокус»);

  • конвергенция — поворот осей зрения обоих глаз так, чтобы они пересекались на рассматриваемом объекте;

  • адаптация — приспособление глаза к данному уровню освещения.

Процесс адаптации заключается в изменении площади зрачка. При адаптации глаза кроме изменения площади зрачка происходят другие процессы. Например, при увеличении яркости происходит подавление палочек и уменьшение количества светочувствительного вещества в колбочках, а при высоких яркостях — частичном экранировании нервных окончаний клетками пигментного эпителия, находящегося в глубине сетчатки. При адаптации глаза к малым яркостям происходят обратные явления.

Хорошо известно, что при переходе из светлого помещения в темное способность различать детали возникает медленно, и, наоборот, при выходе из темного помещения в светлое первоначально возникает состояние ослепленности.

При переходе от больших освещенностей к практической темноте процесс адаптации происходит медленно и заканчивается за 1... 1,5 часа. Обратный процесс идет быстрее и длится 10... 15 минут. В обоих случаях речь идет о полной переадаптации зрения; при изменении яркости не более чем в 5... 10 раз переадаптация происходит практически мгновенно.

Проиллюстрировать процессы перестройки зрения можно на таких простейших опытах.

Процесс аккомодации

Посмотрите в течение 1...2 минут через окно на удаленный предмет (желательно небольшого размераветку, дерево, мачту, антенну и т. д.), затем быстро перенесите взгляд на текст книги. Обратите внимание на то, что в первый момент текст книги плохо различим. В молодом возрасте при хорошем зрении процесс изменения кривизны хрусталика происходит достаточно быстроизменяется фокусное расстояние, наблюдаемый объект фокусируется на сетчатке. С возрастом этот процесс замедляется.

Процесс адаптации

Во время чтения книги выключите искусственное освещение или уменьшите его так, чтобы значительно уменьшилась освещенность поверхности страницы книги. Обратите внимание на то, что в первый момент текст становится плохо различимым и лишь спустя некоторое время становится возможным читать. От степени изменения освещенности зависит время, необходимое для адаптации зрения (изменения размеров зрачка) к новым условиям пониженной освещенности.

2.2 Характеристики освещения и световой среды
Существуют два источника света — Солнце и искусственные источники, созданные человеком. Основные искусственные источники света, применяемые ныне, — электрические источники, прежде всего лампы накаливания и газоразрядные лампы. Источник света излучает энергию в виде электромагнитных волн, имеющих различную длину волны. Человек воспринимает электромагнитные волны как свет только в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм.

Освещение и световая среда характеризуется следующими параметрами.

Световой поток (Ф) — часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток — это не только физическая, но и физиологическая величина, т. к. характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм).

Сила света (I). Так как источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношения величины светового потока, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле W (измеряется в стерадианах), к величине этого телесного угла
I = Ф / W.
Сила света измеряется в канделах (кд).

Солнце и искусственные источники света — это первичные источники светового потока, т. е. источники, в которых генерируется электромагнитная энергия. Однако существуют вторичные источники — поверхности объектов, от которых свет отражается.

Коэффициентом отражения (r) называется доля светового потока (), падающего на поверхность, которая отражается от нее:

Величина же светового потока (Фотр), отраженного поверхностью предмета и распространяющегося в некотором телесном угле ( W), отнесенная к величине этого угла и площади (S) отражающей поверхности, называется яркостью (L) объекта. По сути это сила света, излучаемая поверхностью, отнесенная к площади этой поверхности:

Измеряется яркость в кд/м2.

Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз и тем сильнее сигнал, поступающий от глаза в зрительный центр. Таким образом, казалось бы, чем больше яркость, тем лучше человек видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон), на которой располагается объект, имеет близкую по величине яркость, то интенсивность засветки участков сетчатки световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова (или слабо различается), величина поступающих в мозг сигналов одинакова, и объект на фоне становится неразличимым.

Для лучшей видимости объекта необходимо, чтобы яркости объекта и фона различались. Разница между яркостями объекта () и фона (), отнесенная к яркости фона, называется контрастом:

Величина контраста берется по модулю.

Если объект резко выделяется на фоне (например, черная линия на белом листе) контраст считается большим, при среднем контрасте объект и фон заметно различаются по яркости, при малом контрасте объект слабо заметен на фоне (например, линия бледно-желтого цвета на белом листе). При К< 0,2 контраст считается малым, при К= 0,2...0,5 контраст средний, а при К > 0,5 — большим.

Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток.

Для характеристики интенсивности падающего на поверхность от источника света светового потока введена специальная величина, получившая название освещенности.

Освещенность — это отношение падающего на поверхность светового потока () к величине площади этой поверхности (S)

Измеряется освещенность в люксах (лк), 1 лк = 1 лм/м2. Таким образом, чем больше освещенность и контраст, тем лучше видно объект, а следовательно, меньше нагрузка на зрение. Следует обратить внимание на то, что слишком большая яркость отрицательно воздействует на зрение. Как правило, большая яркость связана не со слишком большой освещенностью, а с очень большими коэффициентами отражения (например, зеркальным отражением). При большой яркости имеет место очень интенсивная засветка сетчатки, и разлагающийся светочувствительный материал не успевает восстанавливаться (регенерироваться) — возникает явление ослепленности. Такое явление, например, возникает, если смотреть на раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, обладающей большой яркостью.

Одной из характеристик зрительной работы является фон — поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее свет. Отражательная способность определяется коэффициентом отражения r. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения изменяются в широких пределах — 0,02...0,95. Фон считается светлым при r >0,4, средним при значениях r в диапазоне 0,2...0,4 и темным при r< 0,2.

Чтобы проиллюстрировать влияние контраста на зрительное восприятие, положите черный волос на темный лист бумаги, а белыйна белый лист бумаги, затем наоборот. Вы заметите, что во втором случае оба волоса видно значительно лучше, т. к. больше контраст.

Чтобы проиллюстрировать влияние освещенности на зрительное вос­приятие, проведите тот же опыт при различных освещенностях в помещении. Лучшего результата можно достичь в пасмурную погоду при недостаточной естественной освещенности в помещении. Рассмотрите черный волос на темном листе при выключенном и включенном освещении. При включенном освещении волос лучше виден. Белый волос на темном фоне виден даже при выключенном искусственном освещении.

Важной характеристикой, от которой зависит требуемая освещенность на рабочем месте, является размер объекта различения. Размер объекта различения — это минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), отдельной его части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы. Например, при написании или чтении, чтобы видеть текст, необходимо различать толщину линии буквы — толщина линии и будет размером объекта различения при написании или чтении текста. Размер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм разряд работы наивысшей точности (1 разряд), при размере 0,15...0,3 мм — разряд очень высокой точности (II разряд); от 0,3 до 0,5 мм — разряд высокой точности (III разряд) и т. д. При размере более 5 мм — грубая работа.

Очевидно, чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места, и наоборот.



Факторы, определяющие зрительный комфорт. Для того чтобы обеспечить условия, необходимые для зрительного комфорта, и системе освещения должны быть реализованы следующие предварительные требования:

  • однородное освещение;

  • оптимальная яркость;

  • отсутствие бликов;

  • соответствующая контрастность;

  • правильная цветовая гамма;

  • отсутствие стробоскопического эффекта или мерцания света.

Важно рассматривать свет на рабочем месте, руководствуясь не только количественными, но и качественными критериями. Первым шагом здесь будет изучение рабочего места; точности, с которой должны выполняться работы; объем работы; степень перемещений рабочего при работе и т. д. Свет должен включать компоненты как рассеянного, так и прямого излучения. Результатом этой комбинации должно стать тенеобразование большей пли меньшей интенсивности, которое должно позволить рабочему правильно воспринимать форму и положение предметов на рабочем месте. Раздражающие отражения, которые затрудняют восприятие деталей, должны быть устранены, так же как и чрезмерно яркий свет или глубокие тени.
2.3 Виды освещения и его нормирование
Освещение подразделяется на естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение разделяется на боковое (световые проемы в стенах), верхнее (прозрачные перекрытия и световые фонари на крыше) и комбинированное (наличие световых проемов в стенах и перекрытиях одновременно). Величина освещенности Е в помещении от естественного света небосвода зависит от времени года, времени дня, наличия облачности, а также доли светового потока Ф от небосвода, которая проникает в помещение. Эта доля зависит от размера световых проемов (окон, световых фонарей); светопроницаемости стекол (сильно зависит от загрязненности стекол); наличия напротив световых проемов зданий, растительности; коэффициентов отражения стен и потолка помещения (в помещениях с более светлой окраской естественная освещенность лучше) и т. д.

Естественный свет лучше по своему спектральному составу, чем искусственный, создаваемый любыми источниками света. Кроме того, чем лучше естественная освещенность в помещении, тем меньше времени приходится пользоваться искусственным светом, а это приводит к экономии электрической энергии. Для оценки использования естественного света введено понятие коэффициента естественной освещенности (КЕО) и установлены минимальные допустимые значения КЕО — это отношение освещенности внутри помещения за счет естественного света к наружной освещенности от всей полусферы небосклона, выраженное в процентах:

КЕО не зависит от времени года и суток, состояния небосвода, а определяется геометрией оконных проемов, загрязненностью стекол, окраской стен помещений и т. д. Чем дальше от световых проемов, тем меньше значение КЕО (рис. 4.6).

Рисунок 4.6 Распределение КЕО при различных видах естественного освещения: .а одностороннее боковое освещение; б — двустороннее боковое освещение; в - верхнее освещение; г — комбинированное освещение; 1 — уровень рабочей поверхности

Минимальная допустимая величина КЕО определяется разрядом работы: чем выше разряд работы, тем больше минимально допустимое значение КЕО. Например, для I разряда работы (наивысшей точности) при боковом естественном освещении минимально допустимое значение КЕО равно 2 %, при верхнем — 6 %, а для III разряда работы (высокой точности) соответственно 1,2% и 3 %. По характеристике зрительской работы труд учащихся можно отнести ко второму разряду работы, и при боковом естественном освещении в аудитории, лаборатории на рабочих столах и партах должен обеспечиваться КЕО = 1,5 %.

При недостатке освещенности от естественного света используют искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света. По своему конструктивному исполнению искусственное освещение может быть общим, общим локализованным и комбинированным (рис. 4.7).

Рисунок 4.7 Виды искусственного освещения:

а — общее; б — общее локализованное; в — комбинированное
При общем освещении все места в помещении получают свет от общей осветительной установки. В этой системе источники света распределены равномерно без учета расположения рабочих мест. Средний уровень освещения должен быть равен уровню освещения, требуемого для выполнения предстоящей работы.

Эти системы используются главным образом на участках, где рабочие места не являются постоянными.

Такая система должна соответствовать трем фундаментальным требованиям. Прежде всего, она должна быть оснащена антибликовыми приспособлениями (сетками, диффузорами, рефлекторами и т. д.). Второе требование заключается в том, что часть света должна быть направлена на потолок и на верхнюю часть стен. Третье требование состоит в том, что источники света должны быть установлены как можно выше, чтобы свести ос­лепление до минимума и сделать освещение как можно более однородным (рис. 4.8).

Общая локализованная система освещения предназначена для увеличения освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим поверхностям. Светильники при таком освещении часто дают блики, и их рефлекторы должны быть расположены таким образом, чтобы они убирали источник света из прямого поля зрения работающего. Например, они могут быть направлены вверх.

Рисунок 4.8 Схема размещения светильников при общем освещении
Комбинированное освещение наряду с общим включает местное освещение (местный светильник, например настольная лампа), сосредотачивающее световой поток непосредственно на рабочем месте. Использование местного освещения совместно с общим рекомендуется применять при высоких требованиях к ос­вещенности.

Применение одного местного освещения недопустимо, т. к. возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие и резкие тени и другие неблагоприятные факторы. Поэтому доля общего освещения в комбинированном должна быть не менее 10 %:


Кроме естественного и искусственного освещения может применяться их сочетание, когда освещенности за счет естественного света недостаточно для выполнения той или иной работы. Такое освещение называется совмещенным. Для выполнения работы наивысшей, очень высокой и высокой точности в основном применяют совмещенное освещение, т. к. обычно естественной освещенности недостаточно.

Кроме того, искусственное освещение подразделяется на несколько видов: рабочее, аварийное, эвакуационное, дежурное, охранное.

Рабочее освещение предназначено для выполнения производственного процесса.

Аварийное освещение — для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Для аварийного освещения используются лампы накаливания, для которых применяется автономное питание электроэнергией. Светильники функционируют все время или автоматически включаются при аварийном отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение — для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Для эвакуации людей уровень освещения основных проходов и запасных выходов должен составлять не менее 0,5 лк на уровне пола и 0,2 лк на открытых территориях.

Кроме минимально-допустимой величины КЕО и доли общего освещения в комбинированном освещении в соответствии с нормами устанавливается величина минималъно-допустимой освещенности (это основной нормируемый параметр). Величина зависит от разряда работы. Разряды работы делят на четыре подразряда в зависимости от светлоты фона и контраста между деталями (объектами различения) и фоном. Например, для І-го разряда работы (наивысшей точности) устанавливаются следующие значения минимальной освещенности (табл. 4.2).
Таблица 4.2 - Нормы освещенности при искусственном освещении по СНиП 23—05—95 (извлечение)


Характеристика зрительной работы

Наименьший эквивалентный размер объекта, мм

Разряд зрительной работы

Подразряд зрительной работы

Контраст объекта с фоном

Характеристика фона

Освещение, , ЛК






















При системе комбинированного освещения

При системе общего освещения






















Всего

В том числе от общего




Наивысшей точности

Менее 0,15

I

а

Малый

Темный

5000

500

-










б

Малый

Средний


Средний

Темный


4000

3500


400

400


1250

1000











в

Малый

Средний


Большой

Светлый

Средний


Темный

2500

2000


300

200


750

600











г

Средний

Большой


Большой

Светлый

Светлый


Средний

1500

1250


200

200


400

300



Как видно из таблицы, отличаются для различных систем освещения. При комбинированном искусственном освещении, как более экономичном, нормы выше, чем при общем. Действительно, с помощью светильника местного освещения, расположенного вблизи рабочего места, необходимую освещенность можно обеспечить при меньших затратах электрической энергии.

Нормативные требования к освещению жилых и общественных зданий определены в Санитарно—эпидимиологических правилах и нормативах СанПиН 2.2.1/1278—03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий», которые введены с 15.06.2003 г. Некоторые данные из указанных норм (извлечения из СанПиН 2.2.1/1278—03) для учреждений общего образования, начального, среднего и высшего специального образования, а также для жилых помещений, приведены ниже в табл. 4.3.

Меловые доски следует применять только зеленого или светло-зеленого цвета.

Таблица 4.3. Нормы освещенности по СанПиН 2.2.1/1278—03 (извлечение — для образовательных учреждений)


Помещение

Боковое естественное освещение, КЕО, %

Искусственное освещение, , ЛК










Комбинированное освещение

Общее освещение










Всего

От общего




Классные комнаты, кабинеты, аудитории общеобразовательных школ, школ-интернатов, средних специальных и профессионально-технических учреждений, лаборатории, учебные кабинеты физики, химии, биологии и прочие

Рабочие столы

Середина доски

1,5


-

-

-


-

-


300 (оптимально 500)



500

Аудитории, учебные кабинеты, лаборатории в техникумах и высшех учеб ных заведениях

1,2

-

-

400

Кабинеты информатики и вычислительной техники

1,2

500

300

400

Учебные кабинеты технического черчения и рисования (рабочие чертежные доски, рабочие столы)

1,5

-

-

500

Мастерские по обработке металлов .. „... :

и древесины

1,2

1000

200

300 (оптимально 500)

Спортивные залы

0,7

-

-

200

Кабинеты и комнаты преподавателей

1,0

-

-

300

Прочерк означает отсутствие предъявляемых требований

Каждый вид деятельности требует определенного уровня освещенности на том участке, где эта деятельность осуществляется. Обычно, чем сильнее затруднено зрительное восприятие, тем выше должен быть средний уровень освещенности. Рекомендуемые уровни освещенности, обеспечивающие комфортные зрительные условия при выполнении различных работ и полученные в большей степени на основе практического опыта, нежели на научных знаниях, представлены на рис. 4.9.

Рисунок 4.9 Рекомендуемые уровни освещенности

Рисунок 4.10 Зависимость остроты зрения от возраста
Представленные в табл. 4.2 и на рис. 4.9 уровни освещенности установлены для нормального зрения. С возрастом острота зрения человека снижается (рис. 4.10) и это требует повышения уровня освещения.
2.4 Искусственные источники света
Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов — лампы накаливания H) и газоразрядные лампы (ГЛ).

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити.

В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют люминесцентными, если изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения, испускаемого электрическим разрядом, светится, преобразуя тем самым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет.

Лампы накаливания наиболее широко распространены в быту из-за своей простоты, надежности и удобства эксплуатации. Находят они применение и на производстве, организациях и учреждениях, но в значительно меньшей степени. Это связано с их существенными недостатками: низкой светоотдачей — от 7 до 20 лм/Вт (светоотдача лампы — это отношение светового потока лампы к ее электрической мощности); небольшим сроком службы — до 2500 часов; преобладанием в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает спектральный состав искусственного света от солнечного. В маркировке ламп накаливания буква В обозначает вакуумные лампы, Г — газонаполненные, К — лампы с криптоновым наполнением, Б — биспиральные лампы.

Газоразрядные лампы получили наибольшее распространение на производстве, в организациях и учреждениях прежде всего из-за значительно большей светоотдачи (40...110 лм/Вт) и срока службы (8000... 12 000 часов). Из-за этого газоразрядные лампы в основном применяются для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы. Подбирая сочетание инертных газов, паров металлов, заполняющих колбы ламп, и люминоформа, можно получить свет практически любого спектрального диапазона — красный, зеленый, желтый и т. д. Для освещения в помещениях наибольшее распространение получили люминесцентные лампы дневного света, колба которых заполнена парами ртути. Свет, излучаемый такими лампами, близок по своему спектру к солнечному свету.

К газоразрядным относятся различные типы люминесцентных ламп низкого давления с разным распределением светового потока по спектру: лампы белого света (ЛБ); лампы холодно-белого света (ЛХБ); лампы с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ); лампы тепло-белого света (ЛТБ); лампы, близкие по спектру к солнечному свету (ЛЕ); лампы холодно-белого света улучшенной цветопередачи (ЛХБЦ).

К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуговые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ); ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах; натриевые высокого давления (ДНаТ); металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов.

Лампы ЛЕ, ЛДЦ применяются в случаях, когда предъявляются высокие требования к определению цвета, в остальных случаях — лампы Л Б, как наиболее экономичные. Лампы ДРЛ рекомендуются для производственных помещений, если работа не связана с различением цветов (в высоких цехах машиностроительных предприятий и т. п.), и наружного освещения. Лампы ДРИ имеют высокую световую отдачу и улучшенную цветность, применяются для освещения помещений большой высоты и площади.

Источники света обладают различной яркостью. Максимальная переносимая человеком яркость при прямом наблюдении составляет 7500 кд/м2.

На рис. 4.11 представлены некоторые из приблизительных значений яркости для нескольких источников света различного вида.

Рисунок 4.11 Значения яркости различных источников света
Однако газоразрядные лампы наряду с преимуществами перед лампами накаливания обладают и существенными недостатками, которые пока ограничивают их распространение в быту.

Это пульсация светового потока, которая искажает зрительное восприятие и отрицательно воздействует на зрение. При освещении газоразрядными лампами может возникнуть стробоскопический эффект, заключающийся в неправильном восприятии скорости движения предметов. Опасность стробоскопического эффекта при использовании газоразрядных ламп состоит в том, что вращающиеся части механизмов могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма. Пульсации освещенности вредны и при работе с неподвижными поверхностями, вызывая быстрое утомление зрения и головную боль.

Ограничение пульсаций до безвредных значений достигается равномерным чередованием питания ламп от различных фаз трехфазной сети, специальными схемами подключения. Однако это усложняет систему освещения. Поэтому люминесцентные лампы не нашли пока широкого применения в быту. К недостаткам газоразрядных ламп относится: длительность их разгорания, зависимость их работоспособности от температуры окружающей среды, создание радиопомех.

Другой причиной, по-видимому, является следующее обстоятельство. Психологическое и отчасти физиологическое воздействие на человека цветности излучения источников света несомненно в значительной степени связано с теми световыми условиями, к которым человечество приспособилось за время своего существования. Далекое и холодное голубое небо, создающее в течение большей части светового дня высокие освещенности, вечером — близкий и горячий желто-красный костер, а затем пришедшие ему на смену, но аналогичные по цветности «лампы сгорания», создающие, однако, низкие освещенности, — таковы световые режимы, приспособлением к которым, вероятно, объясняются следующие факты. У человека наблюдается более работоспособное состояние днем при свете преимущественно холодных оттенков, а вечером при теплом красноватом свете лучше отдыхать. Лампы накаливания дают теплый краснова­то-желтый цвет и способствуют успокоению и отдыху, люминесцентные лампы, наоборот, создают холодный белый цвет, который возбуждает и настраивает на работу.

От применяемого типа источников света зависит правильность цветопередачи. Например, темно-синяя ткань при свете ламп накаливания кажется черной, желтый цветок — грязно-белым. Т. е. лампы накаливания искажают правильную цветопередачу. Однако есть предметы, которые люди привыкли видеть преимущественно вечером при искусственном освещении, например, золотые украшения «естественнее» выглядят при свете ламп накаливания, чем при свете люминесцентных ламп. Если при выполнении работы важна правильность цветопередачи — например, на уроках рисования, в полиграфической промышленности, картинных галереях и т. д. — лучше применять естественное освещение, а при его недостаточности — искусственное освещение люминесцентных ламп.

Таким образом, правильный выбор цвета для рабочего места значительно способствует повышению производительности труда, безопасности и общему самочувствию работников. Отделка поверхностей и оборудования, находящегося в рабочей зоне, точно также способствует созданию приятных зрительных ощущений и приятной рабочей обстановки.

Обычный свет состоит из электромагнитных излучений с различными длинами волн, каждое из которых соответствует определенному диапазону видимого спектра. Смешивая красный, желтый и голубой свет, мы можем получить большинство видимых цветов, включая белый. Наше восприятие цвета предмета зависит от цвета света, которым он освещен и от того, каким образом сам предмет отражает цвет.

Источники света подразделяются на следующие три категории в зависимости от цвета света, который они излучают:

  • «теплого» цвета (белый красноватый свет) — рекомендуются для освещения жилых помещений;

  • промежуточного цвета (белый свет) — рекомендуются для освещения рабочих мест;

  • «холодного» цвета (белый голубоватый свет) — рекомендуются при выполнении работ, требующих высокого уровня освещенности или для жаркого климата.

Цвета также могут классифицироваться как холодный или теплый в зависимости от их тона (рис. 4.12).

Рисунок 4.12 Классификация цвета
Таким образом, важной характеристикой источников света является цвет светового излучения. Для характеристики цвета излучения введено понятие цветовой температуры.

Цветовая температура — это такая температура черного тела, при которой его излучение имеет такую же цветность, как и рассматриваемое излучение. Действительно при нагреве черного тела его цвет изменяется от теплых оранжево-красных до холодных белых тонов. Цветовая температура измеряется в градусах Кельвина (К). Связь между градусами по шкале Цельсия и по шкале Кельвина следующая: К = °С + 273. Например, 0°С соответствует 273 К.

Цвета электрических ламп можно разделить на три группы, в зависимости от их цветовой температуры:

  • белый дневного цвета — около 6000 К;

  • нейтральный белый — около 4000 К;

  • теплый белый — около 3000 К.

На рис. 4.13 представлена номограмма условий зрительного восприятия в зависимости от уровня освещенности и цветовой температуры источников света.

Рисунок 4.13 Номограмма условий зрительного восприятия в зависимости от уровня освещенности и цветовой температуры источников света
Историческая справка. Опыты по получению света путем накаливания проводников током начались после открытия в 1800 г. теплового действия электрического тока. Долгое время многочисленные опыты не давали результата. Лишь в 1873 г. русский изобретатель А. Н. Лодыгин предложил источник света, схожий с современной лампой накаливания. Он поместил угольный стержень в стеклянный баллон, из которого кислород удалялся за счет сгорания части угля при прохождении через него тока, благодаря чему оставшаяся часть угольного стержня работала довольно долго, излучая свет. В 1879 г. американский изобретатель Т. Эдисон на основе идеи Лодыгина создал серийную лампу, применив для тела накала угольную нить.

В 1890 г. Лодыгин демонстрировал лампу с телом накала в виде нити из тугоплавкого металламолибдена, который в последствии заменен вольфрамом. Первая лампа накаливания с вольфрамовой нитью появилась в 1903 г., ее серийное производство началось в 1906 г. Крупным событием, открывшим новую страницу в развитии ламп накаливания, явилось создание в 1959 г. га­логенных ламп накаливания (ГЛН), которые в наше время получают все большее распространение.

ГЛН по сравнению с вольфрамовыми лампами накаливания имеют существенно большую светоотдачу и ресурс работы, приближаясь по своим характеристикам к газоразрядным лампам. В колбы ГЛН вводят галогенные добавки (летучие химические соединения галогенов), которые обеспечивают повышенный срок службы вольфрамовой нити и позволяют повысить температуру ее накала, а значит, и световой поток.

Первые отечественные образцы одного из видов газоразрядных ламп — люминесцентных ламп, были созданы в 1936—1940 гг. группой московских ученых и инженеров под руководством известного физика академика С. И. Вавилова.
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   32


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница