НОРМИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Наименьшая освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях устанавливается в зависимости от характеристики зрительной работы и регламентируется строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение”.
Характеристика зрительной работы определяется минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона.
Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе работы.
Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: светлым при коэффициенте отражения ρ светового потока поверхностью более 0,4; средне светлым при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темным при коэффициенте отражения менее 0,2.
Контраст объекта различения с фоном (К) определяется отношением абсолютной величины разности яркостей объекта Bо и фона Bф к наибольшей их этих двух яркостей. Контраст считается большим при значениях К более 0,5; средним - при значениях К от 0,2 до 0,5; малым – при значениях К менее 0,2.
В соответствии со СНиП 23-05-95 все зрительные работы делятся на 8 разрядов в зависимости от размера объекта различения и условий зрительной работы. Допустимые значения наименьшей освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях в соответствии со СНиП 23-05-95 приведены в Приложении 1. (В зарубежных нормах размер объекта различения часто указывают в угловых минутах).
Кроме цветности источников света и цветовой отделки интерьера, влияющих на субъективную оценку освещения, важным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности Кп:
Кп = (Е макс - Е мин)/2Еср ·100% (4),
где: Е макс - максимальное значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности;
Е мин - минимальное значение пульсирующей освещенности;
Еср - среднее значение освещенности.
Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта. Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при частоте fвсп = fвращ, медленно вращающимся в обратную сторону при fвсп > fвращ, медленно вращающимся в ту же сторону при fвсп < fвращ, где fвсп и fвращ - соответственно частоты вспышек и вращения диска. Пульсации освещенности на вращающихся объектах могут вызывать видимость их неподвижности, что в свою очередь, может явиться причиной травматизма.
Значение Кп меняется от нескольких процентов (для ламп накаливания) до нескольких десятков процентов (для люминесцентных ламп). Малое значение Кп для ламп накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока Fлн ламп в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через 0 (Рис.1). В то же время газоразрядные лампы обладают малой инерцией и меняют свой световой поток Fлл почти пропорционально амплитуде сетевого напряжения (Рис.1).
Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности Кп люминесцентные лампы включаются в разные фазы трехфазной электрической сети. Это хорошо поясняет нижняя кривая на рис. 1, где показан характер изменения во времени светового потока (и связанной с ним освещенности), создаваемого тремя люминесцентными лампами 3Fлл, включенными в фазу А и в три различные фазы сети. В последнем случае за счет сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее значение освещенности, создаваемой лампами, остается неизменным и не зависит от способа их включения.
В соответствии со СНиП 23-05-95 коэффициент пульсации освещенности Кп нормируется в зависимости от разряда зрительных работ с сочетании с показателем ослепленности P:
P = (s –1)·103, (5)
где s – коэффициент ослепленности, определяемый как:
s = (ΔBпор)s /ΔBпор,(6)
где ΔBпор - пороговаяразностьяркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости, (ΔBпор)s - то же при наличии в поле зрения блеского (яркого) источника света.
Рис. 1
На освещенность рабочих поверхностей в производственном помещении влияют отражение и поглощение света стенами, потолком и другими поверхностями, расстояние от светильника до рабочей поверхности, состояние излучающей поверхности светильника, наличие рассеивателя света и т.д. Вследствие этого полезно используется лишь часть светового потока, излучаемого источником света.