Содержание
В статье, посвященной светотехническим параметрам и понятиям (Часть 1), мы уже рассказали об основной терминологии, которую употребляют светотехники и светодизайнеры. Но помимо самых базовых понятий, существуют еще важные факторы и характеристики, на которые обращают внимание при проектировании освещения.
Представленные ниже светотехнические параметры, тоже имеют значение. Если в помещении освещение приносит дискомфорт, неудобство и раздражение, значит, что-то не было учтено при проектировании. Правильный выбор светового прибора, подходящего для требуемых условий, необходимое и достаточное условие для формирования комфортной среды с учетом всех составляющих (размеров помещения, цвета, отделочных материалов, наличия окон/дверей, особенностей архитектуры и т. п.).
Светотехнические параметры и понятия.
1 — Показатели ослепленности и дискомфорта
Эти показатели характеризуют прямое слепящее действие источников света (светильников). По показателю ослепленности можно судить о степени ухудшения видимости при работе блестких источников. Например, при значении показателя = 100, видимость снижается на 10%.
По российским нормам для точных производственных работ значение показателя ослепленности должно быть ≤ 20. Показатель дискомфорта (М) характеризует степень неудобства или напряженности при наличии в поле зрения источников повышенной яркости.
Границе комфорт-дискомфорт присвоено значение М=25.
2 — Коэффициент пульсации освещенности (Кп)
Характеризует относительную глубину пульсации освещенности в процентах (%) в заданной точке помещения при питании ламп от сети переменного тока. Неконтролируемая пульсация освещенности приводит к повышению опасности травматизма пи работе с движущимися и вращающимися объектами, а также зрительному утомлению.
В нормах России для большинства зрительных работ установлено значение Кп ≤ 20.
3 — Контрастность освещения
Характеризует тенеобразующие и моделирующие свойства освещения (правильную передачу размеров и формы предметов). Зависит от отношений освещенностей на разноориентированных плоскостях. Например, внутри равнояркой сферы, все плоскости которой освещены одинаковой, создается бестеневое освещение. Используется несколько показателей контрастности освещения, например, отношение освещенностей в горизонтальной и вертикальной плоскостях Ег/Ев, горизонтальной освещенности к цилиндрической Ег/Ец.
4 — Блесткость
Блесткость — условие видения, при котором появляется дискомфорт или уменьшение способности видеть детали, объекты или и то и другое, вследствие неблагоприятного распределения яркости, или диапазона яркости, или экстремальных контрастов в пространстве.
Блесткость делят обычно на прямую и отраженную:
1 — Прямая блесткость исходит непосредственно от источника света (неприкрытая лампа), косвенная — наблюдается на освещаемых поверхностях. Явление слепимости сопровождается раздражением и резью в глазах, головными болями. Гигиенически допустимая яркость поверхностей, отражающих свет, — до 0 75 сб / стильб. При этом создаются объективные условия для травматизма.
2 — Отраженная блескость — характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.
Блесткость делят на слепящую и дискомфортную:
— Слепящая (TI/GR) — нарушает видимость объектов, но не вызывает дискомфорт;
— Дискомфортная (UGR/NB) — вызывает неприятные ощущения, но не ухудшает видимость.
Создается на рабочем месте при отражении света ярких источников блестящими поверхностями (экран компьютера, глянцевая бумага, картины и т. п.). Характеризуется значением максимально допустимой яркости.
Например, поверхности, которые могут быть видны при отражении от экрана компьютера, не должны иметь яркость выше 200 кд/м2.
5 — Равномерность (освещенности / яркости)
Коэффициент соотношения минимальной величины освещенности (яркости) к средней величине освещенности (яркости) на данной поверхности.
6 — Защитный угол (для источников света светильника)
Угол между горизонтом и положением глаз, при котором становится, виден источник света.
Защитный угол вычисляют по формуле:
где h — расстояние от светящейся поверхности источника света до плоскости, проходящей через выходное отверстие осветительного прибора;
d — расстояние по горизонтали от основания высоты h до края выходного отверстия осветительного прибора.
Очевидно, что чем больше защитный угол, тем ближе потребуется подойти к светильнику, что бы увидеть непосредственно светящийся источник света.
7 — Угол прямого выхода (для светильников)
Угол между вертикальной осью светильника и точкой, в которой становится не виден источник света и рабочие поверхности светильника с высокой яркостью.
8 — Срок службы
Время горения лампы до выхода ее из строя или до того, как она считается не соответствующей нормам, установленным техническими правилами.
Измеряется в часах — (ч).
9 — Рабочий КПД (светильника)
Отношение общего светового потока светильника, измеренного в определенных практических условиях с его собственными лампами и компонентами, и сумм световых потоков каждой из тех же ламп, когда они работают вне светильника с теми же компонентами при определенных условиях.
Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата осуществляется с учетом используемого на рабочих местах технологического оборудования, являющегося искусственным источником тепла и (или) холода, и на основе измерений температуры воздуха, влажности воздуха, скорости движения воздуха и (или) теплового излучения в производственных помещениях на всех местах пребывания работника в течение рабочего дня (смены) с учетом характеристики микроклимата (нагревающий, охлаждающий) путем сопоставления фактических значений параметров микроклимата со значениями параметров микроклимата, предусмотренных приложениями № 12–14 Методики проведения специальной оценки условий труда, утвержденной приказом Минтруда России от 24.01.2014№ 33н.
Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата осуществляется в следующей последовательности:
• на первом этапе класс (подкласс) условий труда определяется по температуре воздуха;
• на втором этапе класс (подкласс) условий труда корректируется в зависимости от влажности воздуха, скорости движения воздуха и (или) теплового излучения (экспозиционной дозы теплового излучения).
При воздействии нагревающего микроклимата (отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата осуществляется раздельно по температуре воздуха, скорости его движения, влажности воздуха, тепловому излучению путем соотнесения фактических уровней показателей параметров микроклимата с диапазоном величин, предусмотренных приложением № 12 Методики проведения специальной оценке условий труда.
Класс (подкласс) условий труда устанавливается по параметру микроклимата, имеющему наиболее высокую степень вредности.
Если температура воздуха или влажность воздуха, или скорость движения воздуха в помещении с нагревающим микроклиматом не соответствует допустимым величинам, отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата осуществляется по индексу тепловой нагрузки среды (далее – ТНС-индекс) путем соотнесения фактических уровней ТНС-индекса с диапазоном величин, предусмотренных приложением № 13 Методики проведения специальной оценке условий труда.
При воздействии теплового излучения отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата осуществляется по показателям интенсивности теплового облучения и (или) экспозиционной дозе теплового облучения.
При воздействии охлаждающего микроклимата, отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата осуществляется раздельно по температуре воздуха, скорости движения воздуха, влажности воздуха, тепловому излучению.
Класс (подкласс) условий труда устанавливается по параметру микроклимата, имеющему наиболее высокий класс (подкласс) условий труда.
Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата в ситуациях, когда чередуется воздействие как нагревающего, так и охлаждающего микроклимата (работа в помещении, в нагревающей и охлаждающей среде различной продолжительности и физической активности), осуществляется раздельно по нагревающему и охлаждающему микроклимату.
В случае если в течение рабочего дня (смены) работник находится в различных рабочих зонах, характеризующихся различным уровнем термического воздействия, класс (подкласс) условий труда определяется как средневзвешенная величина с учетом продолжительности пребывания на каждом рабочем месте.
Мероприятия по улучшению производственного микроклимата
• совершенствование технологического процесса и механизацию тяжелых работ;
• защиту от источников теплового облучения (защитные экраны) при нагревающем микроклимате;
• устранение больших холодных поверхностей, утепление дверей, окон, оборудование тепловой воздушной завесы и установку тепловых пушек при охлаждающем микроклимате;
• рационализацию режима труда и отдыха (введение регламентированных перерывов, оборудование комнаты отдыха);
• применение средств индивидуальной защиты.
3.3.2. Световая среда
Световая среда формируется естественным и искусственным освещением.
Естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.
Искусственное освещение – это освещение помещений светом, создаваемым светотехническими приборами.
Искусственное освещение может быть двух типов: общее освещение и комбинированное освещение.
Общее освещение – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования.
Комбинированное освещение – это освещение, при котором к общему освещению добавляется местное, создаваемое светильниками непосредственно на рабочих местах.
Воздействие фактора на организм человека
Недостаточное освещение влияет на функционирование зрительного аппарата (определяет зрительную работоспособность), на психику человека, его эмоциональное состояние, вызывает усталость центральной нервной системы, возникающей в результате прилагаемых усилий для опознания четких или сомнительных сигналов.
Работая при освещении плохого качества или низких уровней, люди могут ощущать усталость глаз и переутомление, что приводит к снижению работоспособности. В ряде случаев это может привести к головным болям. Причинами во многих случаях являются слишком низкие уровни освещенности, слепящее действие источников света.
Нормируемые показатели
освещенность рабочей поверхности при искусственном освещении;
Нормативные значения
Нормативное значение освещенности рабочей поверхности устанавливается в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 8 апреля 2003 г. № 34.
Методика проведения измерений
Измерения освещенности от установок искусственного освещения должны проводиться:
• в темное время суток;
• при фоновой освещенности, не превышающей 10 % от измеренного значения освещенности от источников искусственного освещения.
В начале и в конце измерений следует проводить контроль напряжения электросетей освещения.
При выполнении измерений освещенности необходимо соблюдать следующие условия:
• датчик средства измерения должен размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной) или на рабочей плоскости оборудования;
• на датчик средства измерения не должны падать случайные тени от человека и оборудования;
• если рабочее место затеняется в процессе работы самим работающим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях.
Контроль прямой и отраженной блескости проводится визуально.
Средства измерения
• Измерения параметров световой среды производят с помощью, люксметров.
Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии световой среды
Идентифицируется как вредный и (или) опасный фактор только при выполнении прецизионных работ с величиной объектов различения менее 0,5 мм, при наличии слепящих источников света, при проведении работ с объектами различения и рабочими поверхностями, обладающими направленно-рассеянным и смешанным отражением, или при осуществлении подземных работ, в том числе работ по эксплуатации метрополитена.
Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии световой среды осуществляется по показателю освещенности рабочей поверхности.
Отнесение условий труда к классам (подклассам) условий труда при воздействии световой среды осуществляется в зависимости от значения показателя освещенности рабочей поверхности в соответствии с приложением № 16 Методики проведения специальной оценке условий труда. При работе на открытой территории только в дневное время суток условия труда на рабочем месте по показателю освещенности рабочей поверхности признаются допустимыми условиями труда.
При расположении рабочего места в нескольких рабочих зонах (в помещениях, на участках, на открытой территории) отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии световой среды осуществляется с учетом времени пребывания в разных рабочих зонах.
 |
При наличии в поле зрения блестких источников света, оказывающих слепящее действие, снижаются функции зрения, зрительная работоспособность, производительность труда.
Показатель ослепленности
Показатель ослепленности является безразмерной величиной и регламентируется нормами в зависимости от точности зрительной работы: чем точнее работа, тем меньший показатель ослепленности допускается, и изменяется в диапазоне от 10 до 40.
В английских нормах используется индекс блесткости GI (glare index).
В американских стандартах в течение долгого времени использовался показатель — вероятность зрительного комфорта VCP (visual comfort probability). До недавнего времени для промышленного освещения прямое слепящее действие определялось методом кривых допустимой габаритной яркости. Данный метод регламентировал среднюю габаритную яркость светильников в углах от 45° до 85°. В новых европейских и международных стандартах для регламентации прямого слепящего действия в производственных помещениях используется обобщенный показатель дискомфорта UGR (unified glare raiting). Он учитывает все светильники, создающие слепящую блесткость на рабочем месте. Для оценки прямого слепящего действия используются таблицы UGR, предоставляемые производителями светильников. Оба метода хорошо согласуются друг с другом.
Отраженная блесткость и коэффициент передачи контраста.
На практике отражающие свойства объекта и фона отличаются от равномерно-диффузного отражения. Отражения ярких частей осветительных приборов от поверхностей с зеркальным или направленно-рассеянным отражением, попадающие в поле зрения работающего, оказывают отрицательное влияние на зрительную работоспособность. Пространственное распределение светового потока может или увеличить контраст, облегчив работу зрения, или уменьшить его, усложнив зрительную задачу. Направленно-рассеянное, зеркальное или смешанное отражение света приводит к возникновению отраженной блесткости, снижающей контраст объекта с фоном. Для характеристики этого процесса Международной комиссией по освещению МКО был введен коэффициент передачи контраста CRF (contrast rendering factor).
Коэффициент передачи контраста определен как отношение контраста тест-объекта в реальных условиях освещения к контрасту в «стандартных» условиях освещения — при освещении равнояркой полусферой. Его величина может быть как больше, так и меньше единицы.
Расчет коэффициента передачи контраста проводится на основе программных средств.
Зрительные работы с матовыми материалами
При технической невозможности отведения отраженного блика от глаз работающего яркость выходного отверстия светильника, определяющая яркость блика на рабочей поверхности с зеркальным или направленно-рассеянным отражением, должна ограничиваться. Согласно российским строительным нормам СНИП 23-05-95, наибольшая допустимая яркость рабочих поверхностей с зеркальным и направленно-рассеянным отражением:
Площадь рабочей поверхности, м2
Наибольшая допустимая яркость, кд/м2
От 0,0001 до 0,001
Большинство объектов различения промышленного производства являются трехмерными (объемными или рельефными), а коэффициенты отражения объектов различения и фона одинаковы. Видимость, воспринимаемые глазом размеры трехмерного объекта и его контраст с фоном определяются микрораспределением яркости по поверхности трехмерного объекта и прилегающему к нему участку фона.
Контраст трехмерных объектов с диффузным отражением может быть повышен за счет образования собственных теней на объекте и прилегающем к нему фоне при направленном освещении. Контраст трехмерных объектов с зеркальным или направленно-рассеянным отражением может быть повышен за счет образования изображения излучателя в различаемом объекте, которое зеркально отражается и направлении глаз работающего.
Повышение контраста трехмерных объектов различения также можно характеризовать коэффициентом передачи контраста CRF. Наиболее удобным тест-обьектом при этом может служить полусферическая вмятина, расположенная на горизонтальной поверхности с равномерно-диффузным отражением. В «стандартных» условиях освещения — освещении равнояркой полусферой — яркость в любой точке сферической поверхности является постоянной величиной, а контраст с прилегающей поверхностью фона зависит только от коэффициента отражения поверхности.
При направленном освещении контраст тест-обьекта повышается за счет образования собственно тени на его поверхности, достигая наибольших значений при направлении света от точечного источника под малым углом к освещаемой поверхности.
Равномерность распределения яркости в поле зрения. В нормах освещения регламентируется равномерность распределения яркости на рабочей поверхности и в освещаемом пространстве путем указания максимально допустимых соотношений яркости различных поверхностей или путем предъявления определенных требований к распределению освещенности и к отражающим свойствам поверхностей, находящихся в поле зрения. Центральная часть поля зрения, где производится зрительная работа, не должна быть темнее окружения или много светлее его. В то же время яркость поля зрения не должна быть равномерна, что выявляет неприятное ощущение монотонности. Наилучший вариант, когда яркость окружения несколько меньше яркости центра.
В отечественных нормах регламентируется только равномерность распределения освещенности по помещению. Отношение Lмин / Lмакс Должно быть не менее 0,33 для зрительных работ I—II разрядов, 0,2—0,5 для зрительных работ IV—VIII разрядов.
В европейских нормах нормируемые освещенности определены как средние значения в пределах рабочей зоны. Освещенность в зоне окружения, прилегающей к рабочей зоне, выбирается, как правило, меньшей. В каждой из зон должна быть обеспечена требуемая равномерность освещения Lмин / Lмакс: не менее 0,7—0,8 в рабочей зоне и не менее 0,5 в зоне окружения.
Рекомендуемые освещенности в рабочей зоне и зоне окружения в международных стандартах:
Освещенность рабочей зоны, лк
Освещенность зоны окружения, лк
равная освещенности рабочей зоны
Слепящая или дискомфортная блескость, создаваемая системой освещения или окнами, может быть устранена за счет внесения ограничений.
Методы ограничения блескости
Во многих странах разработаны практические способы, позволяющие гарантировать, что осветительная установка не создаст блескости, приводящей к некоторой степени дискомфорта. Эти методы описаны в Публикации МКО N 55.
Система показателей ослепленности, используемая в Великобритании и некоторых других странах (GL), и система вероятности зрительного комфорта (VCP), которой пользуются в Северной Америке, позволяют определить степень ослепленности, которая может возникнуть в заданной ситуации (системы оценки).
Система кривой яркости, используемая в странах Центральной Европы, гарантирует, что верхний предел яркости, выбранный по степени ослепленности, не будет превышен, не уточняя, на сколько реальные яркости будут ниже установленного верхнего предела (системы ограничения).
Один из методов выбора светильников для ограничения блескости приводится в приложении А (Публикации МКО N 29/2). Предложенная система обеспечения защиты от слепящего действия может быть использована при выборе светильников для общего освещения рабочих помещений и для проверки ограничения слепящего действия существующих осветительных установок. Следует быть осмотрительным при применении таких способов оценки слепящего действия для промышленных рабочих помещений, особенно когда выполняемое задание не предполагает работу только в одном единственном месте.
Этот метод, данный в качестве примера, не имеет целью заменить ни одну из национальных систем, используемых в настоящее время.
Блескость от окон
Можно дать несколько общих рекомендаций с целью уменьшения блескости:
— прошедший через окна солнечный свет может служить главным источником блескости при непосредственном попадании в глаза или после отражения. В каждом из таких случаев следует предусматривать систему экранирования солнечных лучей;
— степень дискомфорта, вызванная блескостью, создаваемой окном, зависит главным образом от яркости неба, видимого через окно, и в очень малой степени от размеров окна, за исключением случая, когда оно очень маленькое или значительно удалено от наблюдателя;
— исключая очень пасмурные дни, работник, взглянув на небо через окно без гардин, может испытать некоторое неудобство. За исключением тех случаев, когда нормальное положение персонала на своих рабочих местах исключает попадание окон в их поле зрения, все окна должны быть снабжены какими-либо средствами защиты (например, гардинами, шторами, ставнями), снижающими яркость неба в ясные дни, пропуская или не пропуская солнечный свет;
— другие способы уменьшения дискомфорта, возникающего из-за наличия окон, без снижения количества прошедшего в помещение дневного света, состоят в разумном выборе формы и коэффициента отражения поверхностей, окружающих окна, чтобы увеличить яркость пространства, непосредственно вокруг светопроема;
— слепящая блескость устраняется при таком расположении рабочих мест, чтобы свет неба высокой яркости, проходящий через окно, не попадал в поле зрения при выполнении задания.
Блеск и вуалирующие блики
Существует много способов устранения воздействия блеска и вуалирующих бликов. Наиболее эффективным способом является размещение персонала и/или реального источника света таким образом, чтобы его отражения не попадали в глаза работающему. Дополнительный способ направлен на снижение яркости используемых материалов.
Блики, отвлекающие или расстраивающие внимание и находящиеся вблизи поля зрения при выполнении задания, могут быть устранены, если исключить применение направленно-отражающих покрытий для рабочих столов и других подобных плоскостей.
Вуалирующие блики приводят к снижению контрастов задания. Карандашные линии, например, различаются с трудом, если на них падает свет, так как отблески меняют их окраску от черного до бледно-серого. Печатные тексты испытывают такое же воздействие. В этом случае лучшим способом защиты является правильное взаимное размещение, при котором вуалирующие блики не попадают в глаза. Если это невозможно, то нежелательный эффект можно устранить, увеличив освещенность объекта посредством местного освещения, направленного таким образом, чтобы оно само не способствовало появлению вуалирующих бликов.
Другие способы состоят в выборе светильников с большой площадью поверхности и низкой яркостью или светильников с пониженной яркостью в направлении возможного отражения. Увеличивая яркость всего потолка при использовании матовых отделочных покрытий с высоким коэффициентом отражения для потолка, стен и пола и желательно добавляя к этому светильники, направляющие свет вверх, добиваются снижения блеска и вуалирующих бликов. Коэффициент передачи контраста (КПК) введен как количественное выражение этих эффектов (Публикация МКО N 19/2).
