Нормирование искусственного освещения

Для оценки искусственного освещения в соответствии с [2] предусмотрены светотехнические параметры количественного и качественного характера.

К количественным параметрам относится освещенность Е, лк, на рабочем месте, которая легко рассчитывается или измеряется с помощью люксметра.

Наименьшая освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях устанавливается в зависимости от характеристики зрительной работы и регламентируется [2]. В соответствии с [2] 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 с [2] приведены в Приложении 1. Если использованы для освещения лампы накаливания, то значение освещенности, указанное в Приложении 1, снижается на одну ступень по следующей шкале 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000. Например, в таблице для конкретного разряда и подразряда зрительной работы указана цифра 200 лк, ищем ближайшую меньшую цифру 150 лк – это и будет норма освещенности для ламп накаливания.

К качественным показателям освещения относят:

- характеристики фона;

- контраст объекта различения с фоном;

- показатель ослепленности;

- коэффициент пульсации освещенности.

Характеристика зрительной работы определяется минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и характеристиками фона.

Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе работы (точка на экране ПЭВМ, самая тонкая линия на чертеже или приборной шкале и т.п.).

Фон – поверхность, на которой рассматривается объект различения, характеризуется коэффициентом отражения ρ. Фон считается:

- светлым при коэффициенте отражения ρсветового потока поверхностью более 0,4;

- средним при коэффициенте отражения ρ от 0,2 до 0,4;

- темным при коэффициенте отражения ρ менее 0,2.

Контраст объекта различения с фоном (К) определяется отношением абсолютной величины разности яркостей объекта В_о и фона В_ф к наибольшей их этих двух яркостей.

Контраст считается:

- большим при значениях К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости);

- средним при значениях К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

- малым при значениях К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Важным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности k_п:

, (4)

где Е_макс – максимальное значение пульсирующей освещенности; Е_мин – минимальное значение пульсирующей освещенности; Е_ср – 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 , медленно вращающимся в обратную сторону при , медленно вращающимся в ту же сторону при , где и – 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 k_п меняется от нескольких процентов (для ламп накаливания) до нескольких десятков процентов (для люминесцентных ламп). Малое значение k_п для ламп накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока Ф_лн 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 Ф_лл почти пропорционально амплитуде сетевого напряжения (рис. 1).

Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности k_п 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 3Ф_лл включенными в фазу Аив 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.

Рис. 1.

В соответствии с [2] коэффициент пульсации освещенности k_п нормируется в зависимости от разряда зрительных работ в сочетании с показателем ослепленности Р:

(5)

где s – коэффициент ослепленности, определяемый как:

(6)

где В_{пор –}пороговая разность яркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости;(В_пор)_s – то же при наличии в поле зрения блеского (яркого) источника света.

На освещенность рабочих поверхностей в производственном помещении влияют отражение и поглощение света стенами, потолком и другими поверхностями, состояние излучающей поверхности светильника, наличие рассеивателя света и так далее. Вследствие этого полезно используется лишь часть светового потока, излучаемого источником света.