Основи охорони праці - Гандзюк М.П. - 12.2. Основні світлотехнічні характеристики

12.1. Значення світла для працездатності та здоров'я людини. Види освітлення

Освітлення відіграє важливу роль у житті людини. Біля 90% інформації сприймається через зоровий канал, тому правильно виконане раціональне освітлення має важливе значення для виконання всіх видів робіт. Світло є не тільки важливою умовою роботи зорового аналізатора, але й біологічним фактором розвитку організму людини в цілому. Для людини день і ніч, світло і темрява визначають біологічний ритм - бадьорість та сон. Отже, недостатня освітленість або її надмірна кількість знижують рівень збудженості центральної нервової системи і, природна активність усіх життєвих процесів. Раціональне освітлення є важливим фактором загальної культури виробництва. Неможливо забезпечити чистоту та порядок у приміщені, в якому напівтемрява, світильники брудні або в занедбаному стані.

Стан освітлення виробничих приміщень відіграє важливу роль і для попередження виробничого травматизму. Багато нещасних випадків на виробництві стається через погане освітлення. Втрати від цього становлять досить значні суми, а, головне, людина може загинути або стати інвалідом. Раціональне освітлення повинно відповідати таким умовам: бути достатнім (відповідним нормі); рівномірним; не утворювати тіней на робочій поверхні; не засліплювати працюючого; напрямок світлового потоку повинен відповідати зручному виконанню роботи. Це сприяє підтримці високого рівня працездатності, зберігає здоров'я людини та зменшує травматизм.

За своєю природою світло - це видиме випромінювання електромагнітних хвиль довжиною від 380 до 780 нм (1 нм дорівнює 10~9 м). Видиме світло (біле) є складовою цілого ряду кольорів, які залежать від довжини електромагнітних хвиль: фіолетовий 380...450 нм; синій 450...510 нм; зелений 510...575 нм; жовтий 575...620 нм; червоний 620...750 нм. Випромінювання вище 780 нм називають інфрачервоним, нижче 380 нм - ультрафіолетовим.

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути трьох видів:

1. Природне - це пряме або відбите світло сонця (небосхилу), що освітлює приміщення через світлові прорізи в зовнішніх огороджувальних конструкціях.

2. Штучне - здійснюється штучними джерелами світла (лампами розжарювання або газорозрядними) і призначене для освітлення приміщень у темні години доби, або таких приміщень, які не мають природного освітлення.

3. Сполучене (суміщене) - одночасне поєднання природного і штучного освітлення.

12.2. Основні світлотехнічні характеристики

Освітлення характеризується кількісними та якісними показниками, при цьому застосовують поняття системи світлотехнічних одиниць і величин.

Основними поняттями цієї системи є світловий потік, сила світла, освітленість та яскравість.

Світловий потік (Ф) - потік променевої енергії, що сприймається органами зору як світло. Одиниця світлового потоку - люмен (лм) - дорівнює потоку, який створюється в одиничному тілесному куті со, рівному 1 стерадіану, точковим джерелом світла в 1 канделу. Стерадіан - одиничний тілесний кут со з вершиною у центрі сфери, який вирізає на поверхні сфери радіусом 1 м площину, рівну 1 м2. Значення со=5/#2 (рис. 12.1).

Джерела світла випромінюють світловий потік у різних напрямках неоднаково. Тому, щоб дати характеристику інтенсивності випромінювання, застосовуємо поняття "просторова або кутова щільність світлового потоку", яку називають силою світла (і), тобто світловий потік, віднесений до тілесного кута, в якому він випромінюється:

За одиницю сили світла приймають канделу (кд), яка дорівнює 1 лм/стер.

Величину світлового потоку, який припадає на одиницю освітлювальної поверхні, називають освітленістю (£):

Рис. 12.1. Схема взаємозв'язку основних світлотехнічних одиниць і величин

Одиниця освітленості - люкс (лк) - освітленість поверхні 5е їм 2 при світловому потоці Ф = 1 лм, який падає на неї.

Зорове сприйняття освітлюваної поверхні залежить від сили світла, відбитого поверхнею у напрямку зору. Для кількісної оцінки можливості зорового сприйняття поверхні введено поняття яскравості Ь.

Взагалі, яскравість поверхні залежить не тільки від падаючого світлового потоку та коефіцієнта відбиття, а й від кута, під яким ми розглядаємо цю поверхню, і визначається як:

де а - кут між нормаллю до поверхні і напрямом зору.

За величину яскравості прийнято ніт - це яскравість їм2 плоскої поверхні, яка відбиває у перпендикулярному напрямі силу світла в 1 канделу.

До якісних показників умов зорової роботи належать фон, контраст об'єкта з фоном, видимість, показник осліпленості та ін.

Фон - це поверхня, яка прилягає до об'єкта розрізнення, на якій він розглядається. Фон характеризується коефіцієнтом відбиття світлових променів р, який оцінюється виразом:

де Ф&9 Фтд - відповідно відбитий і падаючий світловий потік, лм.

Фон вважається світлим при р>0,4, середнім при р=0,4...0,2 і темним при р<0,2.

Контраст об'єкта з фоном (К) характеризується співвідношенням яскравостей розрізняльного об'єкта та фону:

Контраст вважається великим при /С>0,5, середнім при К=0,2...0,5 і малим при К<0,2.

Видимість охарактеризує здатність ока розрізняти об'єкт з фоном. Вона залежить від контрасту фактичного К та порогового Кпор (найменший контраст, який сприймається органами зору, Кщ,"0,01):

Показник осліпленості Рє критерієм оцінки осліплювальної дії освітлювальної установки:

де коефіцієнт осліпленості 5=^/1^2, причому Ух" при екрануванні блискучих джерел; У2 - коли вони у полі зору.

Об'єкт розрізнювання - це мінімальні окремі його частини, які необхідно розрізняти в процесі роботи.

Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади - люксметри модифікації Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117 та портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЗС 0693. Всі вони працюють із застосуванням ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який проградуйований у люксах. Застосовують також вимірювачі видимості - фотометри та інші комплексні вимірювачі світлотехнічних величин.