Основні світлотехнічні величини

Основні світлотехнічні визначення розкривають зміст термінів, що стосуються виробничого освітлення

Відомо, що майже 90% усієї інформації про довкілля людина одержує через органи зору. Під час здійснення будь-якої трудової діяльності втомлюваність очей, в основному, залежить від напруженості процесів, що супроводжують зорове сприйняття. До таких процесів належать адаптація, акомодація та конвергація.

Адаптація - пристосування ока до зміни умов освітлення (рівня освітленості) у полі зору.

Акомодація - пристосування ока до зрозумілого бачення предметів, що знаходяться на неоднаковій відстані, за рахунок зміни кривизни кришталика.

Конвергенція - здатність ока при розгляданні близьких предметів набувати положення, при якому зорові осі обох очей перетинаються на предметі.

Гострота зору - здатність ока розрізняти близько розміщені предмети.

Часте пристосування ока до зміни умов освітлення (адаптація), наявність різких тіней у полі зорі, засліплювальна дія яскравих джерел світла втомлюють око, знижують його захисну реакцію - око втрачає контрастну чутливість і гостроту зору. Це може спричинити професійні захворювання та сприяти зростанню кількості нещасних випадків, оскільки тривалість процесу адаптації ока залежно від різниці яскравості може тривати 2-3 хв, при цьому в перший момент людина практично нічого не бачить.

Світло впливає не лише на функцію органів зору, а й на діяльність організму в цілому. У разі поганого освітлення людина швидко втомлюється, працює менш продуктивно, зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків.

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними та якісними показниками. До основних кількісних показників належать: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість.

До основних якісних показників зорових умов роботи можна віднести: фон, контраст між об’єктом і фоном, видимість.

Світловий потік (Ф) - це потужність світлового видимого випромінювання, що оцінюється оком людини за світловим відчуттям. Одиницею світлового потоку є люмен(лм) - світловий потік від еталонного точкового джерела в одну канделу (міжнародну свічку), розташованого у вершині тілесного кута в 1 стерадіан. Під стерадіаном розуміють тілесний кут у центрі сфери, який вирізає на її поверхні ділянку площі, що дорівнює квадрату радіуса сфери.

Сила світла (І) - це величина, що визначається відношенням світлового потоку (Ф) до тілесного кута (ω), у межах якого світловий потік рівномірно розподіляється:

І=Ф/ω.

За одиницю сили світла прийнята кандела (кд) - сила світла точкового джерела, що випромінює світловий потік у 1 лм, який рівномірно розподіляється всередині тілесного кута в 1 стерадіан.

Яскравість (В) - визначається як відношення сили світла, що випромінюється елементом поверхні в даному напрямку, до площі поверхні, що світиться:

В=І/(Scos α),

де І - сила світла, що випромінюється поверхнею в заданому напрямку; S - площа поверхні; ɑ - кут між нормаллю до елемента поверхнs S і напрямком, для якого визначається яскравість.

Одиницею яскравості є ніт (нт) - яскравість поверхні, що світиться, і від якої в перпендикулярному напрямку випромінюється світло силою в 1 кд з 1м .

Освітленість (Е) - відношення світлового потоку (Ф), що падає на елемент поверхні, до площі цього елемента (S):

Е=Ф/ S.

За одиницю освітленості прийнято люкс (лк) - рівень освітленості поверхні площею 1м , на яку падає, рівномірно розподіляючись, світловий потік в 1лм.

Фон - поверхня, що безпосередньо прилягає до об’єкта розпізнавання, на якій він розглядається. Фон характеризується коефіцієнтом відбиття поверхні ρ, який являє собою відношення світлового потоку, що відбивається від поверхні, до світлового потоку, що падає на неї. Фон уважається світлим при ρ>0,4, середнім - при ρ=0,2 - 0,4 і темним, якщо ρ<0,2.

Контраст між об’єктом і фоном характеризуються співвідношенням яскравостей об’єкта розпізнавання (крапка, лінія, знак та інші елементи, що потребують розпізнавання в процесі роботи) та фону. Контраст між об’єктом і фоном визначається за формулою:

k=(B ,

де та - відповідно яскравості об’єкта і фону, нт.

Контраст вважається великим при k>0,5, середнім - при k=0,2-0,5 та малим - при k< 0,2.

Видимість (ʋ) - характеризує здатність ока сприймати об’єкт. Видимість залежить від освітленості, розміру об’єкта розпізнання, його яскравості, контрасту між об’єктом і фоном, тривалості експозиції та визначається за формулою:

ʋ=k/k_пор,

де k - контраст між об’єктом і фоном; k_пор - пороговий контраст, тобто найменший контраст, що розрізняється оком за даних умов.

Для вимірювання світлотехнічних величин застосовують люксметри, фотометри, вимірювачі видимості тощо.